專利名稱：一種磁性元件及減弱磁性元件漏磁干擾的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直流電源變換領(lǐng)域，具體涉及一種磁性元件及減弱磁性元 件電磁干擾的方法。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，對電子設(shè)備的EMC (Electro Magnetic Compatibility,電磁兼容)要求越來越嚴(yán)格，EMC包括兩個方面的要求一 方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定 的限值；另一方面是指設(shè)備對所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的 抗擾度，即電磁敏感性。
開關(guān)電源是一種需要有較好EMC性能的EMC設(shè)備，為了減小電感量， 防止磁性元件飽和，開關(guān)電源通常設(shè)置有氣隙，如圖l(a)、圖2(a)、圖3(a) 所示，分別是現(xiàn)有技術(shù)中具有集中氣隙的磁芯的結(jié)構(gòu)示意圖。但是由于氣 隙的存在產(chǎn)生了大量的漏磁，會干擾附近元件的電磁性能。尤其隨著開關(guān) 電源不斷小型化功率密度不斷提高， 一種LLC (電感-電感-電容)諧振直 流/直流變換器應(yīng)運(yùn)而生。該電路的主變壓器和諧振電感氣隙特別大，對外 漏磁特別強(qiáng)，對EMC造成嚴(yán)重影響。如圖4(a)、圖5(a)所示，分別是現(xiàn)有 技術(shù)中的電源中磁芯與周圍元件的位置示意圖，由于未考慮周圍元件的電 磁兼容性能， 一些易受電磁干擾的元件被安裝于氣隙的旁邊，導(dǎo)致EMC 性能下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種可減弱氣隙漏磁之電磁干擾的磁性元 件；其次，還提供一種減弱磁性元件漏磁干擾的方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 一種磁性元件，該磁性 元件包括磁芯；該磁芯包括原邊導(dǎo)磁體和副邊導(dǎo)磁體；原邊導(dǎo)磁體和副邊 導(dǎo)磁體至少一個由兩段或兩段以上的導(dǎo)磁體組成，相鄰的導(dǎo)磁體之間的間隙形成氣隙，所述氣隙的大小、位置保證其磁干擾為磁敏感元件可耐受范 圍內(nèi)。
優(yōu)選地，所述氣隙等間距均勻分布于所述原邊導(dǎo)磁體和副邊導(dǎo)磁體上。
優(yōu)選地，所述各氣隙截面相等。
優(yōu)選地，所述氣隙平行貫穿所述原邊導(dǎo)磁體和副邊導(dǎo)磁體。
優(yōu)選地，所述磁性元件為LLC諧振直流/直流變換器。
優(yōu)選地，所述磁性元件為原邊串聯(lián)副邊并聯(lián)的結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地，所述磁性元件為QP或者EE或者EI形狀。 優(yōu)選地，所述磁性元件為平板磁芯。
其次，本發(fā)明還提出了一種減弱磁性元件漏磁干擾的方法，該方法在 磁性元件的磁芯上設(shè)有多段導(dǎo)磁體，形成多段氣隙，分散氣隙磁漏，降低 磁漏強(qiáng)度。
優(yōu)選地，調(diào)整磁性元件的磁芯位置，使氣隙遠(yuǎn)離易受干擾的元件。以 進(jìn)一步提高磁性元件的EMC。
本發(fā)明的有益效果是通過在磁性元件的磁芯上設(shè)置多段導(dǎo)磁體，形 成多段氣隙，將磁性元件的一段氣隙分成若干小段，相對于現(xiàn)有技術(shù)，到 等距位置的磁場強(qiáng)度大幅減弱，也即漏磁減弱了；同時通過調(diào)整磁性元件 的氣隙使氣隙遠(yuǎn)離易受干擾的元件，進(jìn)一步減弱了漏磁對周圍磁性元件的 干擾，提高了磁性元件的EMC性能。
本發(fā)明的有益效果通過仿真和試驗兩個角度得到了驗證。


圖l(a)是一般的具有集中氣隙的磁芯結(jié)構(gòu)示意圖l(b)是對圖l(a)中的氣隙進(jìn)行分段后的結(jié)構(gòu)示意圖2(a)是一般的具有集中氣隙的EE形磁芯的結(jié)構(gòu)示意圖2(b)是對圖2(a)中的磁芯氣隙進(jìn)行分段后的結(jié)構(gòu)示意圖
圖3(a)是一般的具有集中氣隙的平板變壓器磁芯結(jié)構(gòu)示意圖一；
圖3(b)是一般的具有集中氣隙的平板變壓器磁芯結(jié)構(gòu)示意圖二；
圖3(c)是對圖3(a)、圖3(b)中的磁芯氣隙進(jìn)行分段后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4(a)是一般的具有集中氣隙的磁芯與周圍元件的位置示意圖4(b)是對圖4(a)中的氣隙調(diào)整后避開易受干擾元件的位置示意圖5(a)是一般的具有分段氣隙的磁芯與周圍元件的位置示意圖5(b)是對圖5(a)中的氣隙調(diào)整后避開易受干擾元件的位置示意圖6(a)是適合本發(fā)發(fā)明的LLC線路一；
圖6(b)是適合本發(fā)發(fā)明的LLC線路二；
圖6(c)是適合本發(fā)發(fā)明的LLC線路三；
圖6(d)是適合本發(fā)發(fā)明的LLC線路四；
圖7(a)是具有5mm集中氣隙的U形電感；
圖7(b)是圖7(a)中測量線位置的磁場強(qiáng)度示意圖8(a)是具有分布?xì)庀兜腢形電感結(jié)構(gòu)示意圖8(b)是圖8(a)中測量線位置的磁場強(qiáng)度示意圖9(a)是漏磁元件集中氣隙測試結(jié)果示意圖9(b)是漏磁元件采用分布?xì)庀稖y試結(jié)果示意具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行詳細(xì)的說明。
如l(a)、圖2(a)、圖3(a、 b)所示的UU形、EE形和EI形的磁芯，他
們具有集中的氣隙，磁漏的影響比較遠(yuǎn)且比較嚴(yán)重，.分別對其采用本發(fā)明
所述的技術(shù)方案，通過將磁芯原副邊導(dǎo)磁體設(shè)置為多段，使磁芯上形成多
段氣隙，氣隙位置填充有非導(dǎo)磁絕緣材料，導(dǎo)磁體通過填充的材料放置在
磁性元件的骨架中。具體結(jié)構(gòu)圖如圖l(b)、圖2(b)、圖3(c)所示。通過將
磁芯原副邊導(dǎo)磁體設(shè)置為多段，使其上開設(shè)的集中氣隙調(diào)整為多段分布的
氣隙，這樣可以使其磁漏盡量均勻分布，降低磁漏的整體影響。如圖1 (b)、
圖2 (b)所示，氣隙等間距均勻分布于原邊導(dǎo)磁體和副邊導(dǎo)磁體上，各氣
隙截面相等，平行貫穿原邊導(dǎo)磁體和副邊導(dǎo)磁體。
如圖4(b)、圖5(b)所示，分別為將磁芯的氣隙進(jìn)行調(diào)整后避開易受干 擾元件的位置示意圖，氣隙位置盡量避開易受干擾的元件，從而減小漏磁 對EMC的影響。就通訊電源而言，易受干擾元件包括機(jī)殼、磁性元件、 PCB走線、EMC濾波器和模擬采樣線路等。不易受干擾元件包括硅元 件、散熱器、電解電容和數(shù)字采樣線路等。其他形狀的磁芯分段氣隙以及 調(diào)整氣隙位置避開易受干擾的敏感元件的方法類似。由于LLC功率拓?fù)涞闹饕判栽判径加泻艽蟮臍庀兜模员景l(fā) 明所述的技術(shù)方案特別適合圖6(a)、圖6(b)、圖6(c)和6(d)所示的LLC電 路及其衍生形式。本發(fā)明所述技術(shù)方案不僅僅適合前述幾種形狀的磁芯， 而且也適合其他所有形狀的磁芯。
如圖7(a)所示，該U形電感具有5mm的長氣隙，取距離氣隙5mm處 的垂直位置作為測量位置，對其進(jìn)行仿真測試，測量其磁場強(qiáng)度，測量結(jié) 果如圖7(b)所示。
如圖8(a)所示，該U形電感具有5mm的氣隙，將5mm的氣隙均勻分 成8份，每段0.625mm。氣隙之間的磁芯厚度為1.5mm。在距離氣隙5mm 處的垂直位置作為測量位置，對其進(jìn)行仿真測試，測量其磁場強(qiáng)度，測量 結(jié)果如圖8(b)所示。對比圖7(b)和圖8(b)可以看出，采用設(shè)有多段氣隙的 結(jié)構(gòu)，測量位置處的最大場強(qiáng)降低了將近一半。
圖9(a)和圖9(b)是集中氣隙與分布?xì)庀对趯嶋H應(yīng)用中的傳導(dǎo)測試對 比。實驗在LLC結(jié)構(gòu)通訊電源上進(jìn)行，測試為交流傳導(dǎo)。該電源交流傳導(dǎo) 的主要騷擾源為漏磁干擾，將主要漏磁元件的氣隙改用多段分布的氣隙后， 開關(guān)頻率處干擾幅度由49.79DB降低為46.08DB，傳導(dǎo)降低4DB，因此采 用具有多段氣隙的磁芯的的漏磁干擾降低了。從實驗的角度證明了本發(fā)明 的有益效果。
權(quán)利要求
1、一種磁性元件，包括磁芯；該磁芯包括原邊導(dǎo)磁體和副邊導(dǎo)磁體；其特征在于所述原邊導(dǎo)磁體和副邊導(dǎo)磁體至少一個由兩段或兩段以上的導(dǎo)磁體組成，相鄰的導(dǎo)磁體之間的間隙形成氣隙。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性元件，其特征在于所述氣隙等間距 均勻分布于所述原邊導(dǎo)磁體和副邊導(dǎo)磁體上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性元件，其特征在于所述各氣隙截面 相等。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性元件，其特征在于所述氣隙平行貫 穿所述原邊導(dǎo)磁體和副邊導(dǎo)磁體。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1 4任一所述的磁性元件，其特征在于該磁性元 件為LLC諧振直流/直流變換器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1 4任一所述的磁性元件，其特征在于該磁性元 件為原邊串聯(lián)副邊并聯(lián)的結(jié)構(gòu)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1~4任一所述的磁性元件，其特征在于該磁性元 件為QP或者EE或者EI形狀。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1~4任一所述的磁性元件，其特征在于該磁性元件為平板磁芯。
9、 一種減弱磁性元件漏磁干擾的方法，其特征在于在磁性元件的磁芯上開設(shè)多段氣隙，分散氣隙磁漏，降低磁漏強(qiáng)度。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的減弱磁性元件漏磁干擾的方法，其特征在于，還包括如下的步驟調(diào)整磁性元件的磁芯位置，使磁芯氣隙遠(yuǎn)離易受干擾的元件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁性元件，該磁性元件上設(shè)有多段導(dǎo)磁體，將一段較長氣隙分成多段氣隙，雖然氣隙總長度沒有變、電感量也沒有變，但是漏磁到等距位置的磁場強(qiáng)度減弱了，漏磁對附近元件的干擾減小了。本發(fā)明還公開了一種減弱磁性元件漏磁干擾的方法，所述方法通過將磁性元件的一段氣隙分成若干小段，減弱了漏磁對附近元件的干擾；此外，通過調(diào)整氣隙的位置，將氣隙開在距離容易受干擾的元件較遠(yuǎn)的部位，可以進(jìn)一步減小了漏磁對附近元件的干擾。
文檔編號H01F3/14GK101299369SQ20071010295
公開日2008年11月5日 申請日期2007年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月30日
發(fā)明者劉志宇, 甘松柏 申請人:艾默生網(wǎng)絡(luò)能源系統(tǒng)有限公司