一种有效气隙随磁通量变化的磁芯的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及开关电源领域，特别涉及开关电源中使用的电感器。
【背景技术】
[0002]开关电源由于其小体积和高效率在现代电源中占有最为重要的地位。
[0003]在开关电源的设计中，优化电源在各个工作点下的性能具有十分重要的意义。在传统设计中，当一个大功率电源工作在较低负载时，由于其内的功率器件必须按照满载设计，其固有的损耗使得其轻载效率往往较低，输出的电压纹波往往较大。开关电源中的一个必不可少的元件是储能电感。该电感在高频开关周期里从输入电源获得能量然后传送给输出的负载。对大功率电源的设计，储能电感必须在较大的电流下保持工作在非饱和区，因此电感量往往比较低，相应的纹波电流就比较大。较大的纹波电流导致较高的损耗和较大的输出纹波电压。
[0004]图1是常用的具有气隙的电感磁芯，由一个中柱短于边柱的E型磁芯和一个I型磁芯构成。线圈绕在中心柱上。I型和E型磁芯紧密相接触。较短的中柱产生气隙g，气隙g的大小由最大功率点的参数决定。功率越大需要的气隙越大，电感越小，空载损耗越高。所需要的是一种有效气隙随磁通量变化的磁芯，使用该磁芯制作的电感或变压器可以在高功率工作点维持必要的电感量，在低功率工作点具有较大的电感量，从而减小电源的轻载损耗，解决大功率电源轻载效率低的问题。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种有效气隙随磁通量变化的磁芯的构造方法。
[0006]本发明通过下述技术方案来实现上述目的:
一种有效气隙随磁通量变化的磁芯，其特征在于，该磁芯至少有一个第一部份在其内磁通量上升时逐渐进入饱和，使得该磁芯的有效气隙增大。
[0007]优选地，在上述气隙随磁通量变化的磁芯中，上述磁芯的第一部分的截面积在其长度内小于磁芯的其它部分。
[0008]优选地，在上述气隙随磁通量变化的磁芯中，上述磁芯的第一部分的截面积在其长度内相对于磁芯其它部分的截面积逐渐减小。
[0009]优先地，在上述气隙随磁通量变化的磁芯中，上述磁芯的第一部分在其长度内由相对于该磁芯其它部分而言在较低的磁通密度下进入饱和的磁性材料构成。
【附图说明】
[0010]图1是常用的由E型和I型磁芯构成的具有均匀气隙的磁芯。
[0011]图2是采用本发明由E型和I型磁芯构成的有效气隙随磁通量变化的磁芯范例I。
[0012]图3是采用本发明由E型和I型磁芯构成的有效气隙随磁通量变化的磁芯范例2。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
[0014]本发明提供一种有效气隙随磁通量变化的磁芯的构造方法。采用该方法的磁芯范例如图2所示。该图描述了由一个E型磁芯和一个I型磁芯构成的封闭磁路。在实际应用中E型磁芯的两个边柱和I型磁芯紧密接触，构成电感或变压器所需要的气隙由E型磁芯的中柱与I型磁芯上表面的距离形成。电感或变压器的绕组绕在E型磁芯的中柱上。中柱的底面为一斜面，左边缘的气隙距离为gl，右边缘的气隙距离为g2，g2大于gl。当由该磁芯构成的电感或变压器内的磁通量增加时，E型磁芯中柱的磁通密度上升，对应中柱的斜坡部分，越接近I型磁芯部分的截面积越小，因此磁通密度越高，越容易进入饱和。随着局部饱和的发生，有效气隙的距离随之增大，电感量随之下降，适应负载变化的要求。
[0015]上述有效气隙随磁通量变化的磁芯的构成方法虽然只是对E型磁芯中柱的叙述，其原理对多种磁芯结构同样适用。
[0016]上述有效气隙随磁通量变化的磁芯的构造方法由E型磁芯中柱的斜坡面构成，其它形状的曲面同样适用。图3为曲面范例。
[0017]虽然以上描述了本发明的【具体实施方式】，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。
【主权项】
1.一种有效气隙随磁通量变化的磁芯，其特征在于，该磁芯至少有一个第一部份在其内磁通量上升时逐渐进入饱和，使得该磁芯的有效气隙增大。2.如权利要求1所述的一种有效气隙随磁通量变化的磁芯，其特征在于，上述磁芯的第一部分的截面积在其长度内小于磁芯的其它部分。3.如权利要求2所述的一种有效气隙随磁通量变化的磁芯，其特征在于，上述磁芯的第一部分的截面积在其长度内相对于磁芯其它部分的截面积逐渐减小。4.如权利要求1所述的一种有效气隙随磁通量变化的磁芯，其特征在于，上述磁芯的第一部分在其长度内由相对于该磁芯其它部分而言在较低的磁通密度下进入饱和的磁性材料构成。5.如权利要求4所述的一种有效气隙随磁通量变化的磁芯，其特征在于，上述磁芯的第一部分在其长度内由相对于该磁芯其它部分而言在逐渐降低的磁通密度下进入饱和的磁性材料构成。
【专利摘要】本发明提出一种有效气隙随磁通量变化的磁芯的构造，其特征在于，该磁芯至少有一个部份在该磁芯内的磁通量逐渐上升时逐渐进入饱和，使得有效气隙逐渐增大。本发明提供了一种简单的磁芯构造，使用其制作的电感或变压器类的器件可以优化地工作在不同的电流条件下，降低产品成本，提高产品性能。参考文献：“Switching？Power？Supply？Design”？2nd？ed.？by？Abraham？I.？Pressman,？ISBN？0-07-052236-7。
【IPC分类】H01F3/14, H01F27/24
【公开号】CN105590728
【申请号】CN201410573385
【发明人】滕传超
【申请人】江苏兆能电子有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年10月23日