磁元件及电力电子变压器的制作方法

本技术涉及变压器，尤其涉及一种磁元件及电力电子变压器。

背景技术：

1、现有技术中的高频变压器的磁芯由多副“uu”型磁芯并联组成，参照图1和图2，每一副磁芯之间留有一定的间隙，用于风冷散热；高压绕组与低压绕组上下排列在一起，其中高压绕组采用环氧树脂固体灌注的方式来实现高压绕组与低压绕组之间的高压绝缘要求；其高压绕组与低压绕组之间的漏感只能通过原副边绕组的间距，原副边绕组的匝数，或磁芯截面积来调整；这些调整方法不够灵活；很难将这一设计用于对漏感大小有要求的不同的拓扑结构；同时风冷散热在大功率时，不利于功率密度的提高，而此现有技术难以利用水冷散热来提高功率密度。参照图3，现有技术的另一高频高压变压器的高压绕组与低压绕组是内外排列的，一起用环氧树脂固体灌注在一起，这种现有技术可以降低绕组的交流损耗，但是，排在外侧的绕组的长度长，成本高，且内外排列的绕组不易散热，内外排列的绕组之间的漏感小，此现有技术的结构，漏感的调整方式只能通过绕组的匝数与磁芯的截面积来调整，因此此现有技术的漏感不能灵活调整，无法满足不同拓扑结构，不同频率与不同功率等级对漏感的不同需求；同时，图3所示结构也存在难以实现水冷散热的需要。

2、高电压等级高频变压器的设计通常采取全灌注的方式，提升变压器内部铁芯、初级绕组和次级绕组之间的绝缘强度，对于功率等级比较高的高频变压器来说，全灌注的方式往往导致散热不足；现有的大多数的变压器绝缘设计采取整体灌注或者采取变压器油的方式进行；但是全灌注设计结构对绝缘材料的耐热性能要求较高，常用于传统的工频变压器的绝缘设计。高频变压器的损耗密度大，全灌注的结构导致变压器的热量集中在内部，无法散出，有可能破坏绝缘，造成难以估量的损失。采用变压器油进行绝缘设计，一方面能够提供绝缘，另一方面可以增强散热，但在电力电子变压器中其结构的设计复杂，并且变压器油不便于管理因此并不适用。

3、现有技术的各种dc-dc转换器拓扑对高频变压器的励磁感量与漏感的要求都不相同；而作为高频变压器最小单元的功率模块因不同的应用场景，可以采用不同的dc-dc转换器拓扑结构，以优化效率，因此高频变压器的励磁感量与漏感感量灵活调整非常重要的。

4、上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本实用新型的主要目的在于提供一种磁元件及电力电子变压器，旨在解决现有技术中无法灵活的对磁元件的励磁感量与漏感感量进行调整的技术问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提出一种磁元件，包括：第一罐型磁芯、第二罐型磁芯、至少一个磁片、第一绕组以及第二绕组；

3、所述第一绕组设置在所述第一罐型磁芯内，所述第二绕组设置在所述第二罐型磁芯内；

4、所述磁片设置在所述第一绕组和所述第二绕组之间；

5、所述第一罐型磁芯和第二罐型磁芯之间存在气隙。

6、可选地，所述第一罐型磁芯包括第一罐体和设置于所述第一罐体内的第一磁柱，所述第二罐型磁芯包括第二罐体和设置于所述第二罐体内的第二磁柱，所述第一绕组绕制在所述第一磁柱上，所述第二绕组绕制在所述第二磁柱上；

7、在所述第一磁柱和所述第二磁柱之间存在气隙，或在所述第一罐体和所述第二罐体之间存在气隙。

8、可选地，所述第一罐型磁芯和所述第二罐型磁芯均由至少两个拼块磁芯结构拼接组成。

9、可选地，所述第一罐体的侧壁上设有第一引出孔，所述第二罐体的侧壁上设有第二引出孔；

10、其中，所述第一引出孔与所述第二引出孔引出绕组出线的方向相反。

11、可选地，所述磁元件还包括：第一绝缘结构和第二绝缘结构；

12、其中，所述第一绝缘结构包覆所述第一绕组；

13、所述第二绝缘结构包覆所述第二绕组。

14、可选地，所述第一绝缘结构包括：第一绕组绝缘结构和第一出线绝缘结构；

15、所述第一绕组绝缘结构设置在所述第一罐型磁芯内包覆所述第一绕组；

16、所述第一出线绝缘结构设置在所述第一引出孔处，并延伸至所述第一绕组绝缘结构内；

17、相应的，所述第二绝缘结构包括：第二绕组绝缘结构和第二出线绝缘结构；

18、所述第二绕组绝缘结构设置在所述第二罐型磁芯内包覆所述第二绕组；

19、所述第二出线绝缘结构设置在所述第二引出孔处，并延伸至所述第二绕组绝缘结构内。

20、可选地，所述第一磁柱和第二磁柱内设有散热通孔。

21、可选地，所述第一罐型磁芯和所述第二罐型磁芯均为圆罐型磁芯，所述磁片为环形磁片；

22、或，所述第一罐型磁芯和所述第二罐型磁芯均为跑道罐型磁芯，所述磁片为跑道形磁片。

23、可选地，所述磁元件包括第一磁片和第二磁片；所述第一绕组包括：第一部分绕组和第二部分绕组；

24、其中，所述第一部分绕组处于所述第一罐型磁芯内，所述第二部分绕组处于所述第二罐型磁芯内，所述第二绕组设置在所述第一部分绕组和所述第二部分绕组之间；

25、所述第一磁片设置在所述第一部分绕组与所述第二绕组之间，所述第二磁片设置在所述第二绕组与所述第二部分绕组之间。

26、此外为实现上述目的，本实用新型还提供了一种电力电子变压器，所述电力电子变压器包括所述的磁元件，其中所述第一绕组为所述电力电子变压器的高压绕组，所述第二绕组为所述电力电子变压器的低压绕组。

27、本实用新型提供了一种磁元件及电力电子变压器，该磁元件包括：第一罐型磁芯、第二罐型磁芯、至少一个磁片、第一绕组以及第二绕组；所述第一绕组设置在所述第一罐型磁芯内，所述第二绕组设置在所述第二罐型磁芯内；所述磁片设置在所述第一绕组和所述第二绕组之间；所述第一罐型磁芯和第二罐型磁芯之间存在气隙。在本实用新型中的磁片设置在第一绕组和第二绕组之间的漏磁通路径中，通过调节磁片的厚度和宽度便可对第一绕组和第二绕组的漏感感量的大小进行调节，并且通过气隙的设置对励磁感量进行调节，从而实现对励磁感量和漏感感量的灵活调节。

技术特征：

1.一种磁元件，其特征在于，包括：第一罐型磁芯、第二罐型磁芯、至少一个磁片、第一绕组以及第二绕组；

2.如权利要求1所述的磁元件，其特征在于，所述第一罐型磁芯包括第一罐体和设置于所述第一罐体内的第一磁柱，所述第二罐型磁芯包括第二罐体和设置于所述第二罐体内的第二磁柱，所述第一绕组绕制在所述第一磁柱上，所述第二绕组绕制在所述第二磁柱上；

3.如权利要求1所述的磁元件，其特征在于，所述第一罐型磁芯和所述第二罐型磁芯均由至少两个拼块磁芯结构拼接组成。

4.如权利要求2所述的磁元件，其特征在于，所述第一罐体的侧壁上设有第一引出孔，所述第二罐体的侧壁上设有第二引出孔；

5.如权利要求4所述的磁元件，其特征在于，所述磁元件还包括：第一绝缘结构和第二绝缘结构；

6.如权利要求5所述的磁元件，其特征在于，所述第一绝缘结构包括：第一绕组绝缘结构和第一出线绝缘结构；

7.如权利要求2所述的磁元件，其特征在于，所述第一磁柱和第二磁柱内设有散热通孔。

8.如权利要求1所述的磁元件，其特征在于，所述第一罐型磁芯和所述第二罐型磁芯均为圆罐型磁芯，所述磁片为环形磁片；

9.如权利要求1-8任一项所述的磁元件，其特征在于，所述磁元件包括第一磁片和第二磁片；所述第一绕组包括：第一部分绕组和第二部分绕组；

10.一种电力电子变压器，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的磁元件，其中所述第一绕组为所述电力电子变压器的高压绕组，所述第二绕组为所述电力电子变压器的低压绕组。

技术总结
本技术提供了一种磁元件及电力电子变压器，该磁元件包括：第一罐型磁芯、第二罐型磁芯、至少一个磁片、第一绕组以及第二绕组；所述第一绕组设置在所述第一罐型磁芯内，所述第二绕组设置在所述第二罐型磁芯内；所述磁片设置在所述第一绕组和所述第二绕组之间；所述第一罐型磁芯和第二罐型磁芯之间存在气隙。在本技术中的磁片设置在第一绕组和第二绕组之间的漏磁通路径中，通过调节磁片的厚度和宽度便可对第一绕组和第二绕组的漏感感量的大小进行调节，并且通过气隙的设置对励磁感量进行调节，从而实现对励磁感量和漏感感量的灵活调节。

技术研发人员：张明准,朱恺俊
受保护的技术使用者：苏州汇川控制技术有限公司
技术研发日：20221223
技术公布日：2024/1/11