功率轉(zhuǎn)換器的磁性裝置制造方法
【專利摘要】在開關(guān)模式電源中使用的組件中所使用的磁性結(jié)構(gòu)能被結(jié)合以節(jié)省空間和成本。磁芯部分可以用來形成不止一個組件和/或分離磁芯可以組合成單個磁芯。另外，比磁芯具有更高通量密度飽和點且比磁芯（但高于空氣的磁導系數(shù)）的磁導系數(shù)低的材料層放置在磁芯內(nèi)的氣隙的附近以降低流過圍繞磁芯的附近的磁通量來減少EMI。微分模式扼流器和分離的通用模式扼流器可以組合在單個磁芯上。PFC扼流器磁芯的額外支腿可以附加到隔離變壓器磁芯以形成單個組合磁芯。一對E-E磁芯結(jié)構(gòu)可以組合成單個磁芯結(jié)構(gòu)以便能用于將一對單獨的PFC扼流器結(jié)合成一對集成的PFC扼流器。
【專利說明】功率轉(zhuǎn)換器的磁性裝置
[0001]本申請是申請日為2009年5月31日、申請?zhí)枮?00910163967.0、發(fā)明名稱為“功
率轉(zhuǎn)換器的磁性裝置”的發(fā)明專利申請的分案申請。
【技術(shù)領域】
[0002]本發(fā)明涉及一種磁性裝置，具體地說，涉及一種功率轉(zhuǎn)換器的磁性裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]這里提出的是應用于功率轉(zhuǎn)換裝置中的各種技術(shù)。一般地，功率轉(zhuǎn)換器是一種傳送能量到電子裝置并且還可以整流以滿足裝置的特殊需要的電源元件。功率轉(zhuǎn)換器一般應用在消費電子產(chǎn)品例如計算機、便攜式電腦、音響設備、蜂窩電話或類似產(chǎn)品中。
[0004]一種類型的功率轉(zhuǎn)換器是開關(guān)模式電源(SMPS)。SMPS可以包括電源元件和在該電源元件內(nèi)用來整流的電路。該電路運行特別快速，調(diào)節(jié)電流來使電路穩(wěn)定在一個設定電壓上，然后該電壓直接送給該器件。因為重量、經(jīng)濟和方便因素，SMPS是給多數(shù)需要穩(wěn)定電流和穩(wěn)定電壓的消費電子產(chǎn)品供電的設備。然而，必須認真設計以提供具有可接受的效率和最小的噪聲的電能。
[0005]為了滿足這些要求，功率轉(zhuǎn)換器可包含一個或多個級，所述級包含一個或多個磁性組件，所述磁性組件包括濾波器、變壓器、電感器或類似器件。一般地，這里描述的技術(shù)致力于改進由轉(zhuǎn)換器使用的各種磁性組件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]下述具體實施例和特點結(jié)合系統(tǒng)、工具和方法被描述和闡釋，所述系統(tǒng)、工具和方法意圖為示例性的和圖示性的，而不是限定范圍。在各個實施例中，一個或多個上述描述的問題被減小或消除，而其它實施例涉及其它改進。
[0007]用于電子電路的電感元件被公開。該電感元件包括具有氣隙的磁芯組件，該磁芯組件具有總的磁導系數(shù)，磁芯組件由用于至少該組件的絕大多數(shù)的第一材料組成，該第一材料具有磁通密度飽和點，并具有一層材料，該層材料的磁導系數(shù)高于總磁導系數(shù)并且磁通密度飽和點高于臨近氣隙的至少一側(cè)的第一材料的磁通密度飽和點。該元件還包括圍繞該磁芯組件周邊的至少一部分的由導電材料構(gòu)成的線圈。
[0008]材料層可以包括NiZn。材料層可以包括鐵粉。該磁芯組件可以包括E-部分和1-部分。1-部分可包括靠近E-部分的一側(cè)上的材料層。該層可以具有大于300u的磁導系數(shù)而磁芯組件的該總磁導系數(shù)可以小于300u。該第一材料可以具有小于0.5T的磁通密度飽和點，而材料層可具有大于0.5T的磁通密度飽和點。
[0009]也公開了用于電子電路的電感元件，電子電路中的該元件包含具有圍繞其設置繞組的三個磁芯支腿的磁芯組件，所述三個磁芯支腿包含第一支腿、第二支腿、第三支腿，其中該第三支腿包含氣隙以使得第三支腿被分為兩個支腿部分。該元件還包括圍繞該第一支腿的第一繞組、圍繞該第二支腿的第二繞組和分別圍繞第三支腿的兩個支腿部分的第三和第四繞組。該第一和第二繞組被用來濾除通用模式噪聲而第三和第四繞組用來濾除微分模式噪聲。
[0010]第一繞組可以和第二繞組具有相同的圈數(shù)，第三繞組可以和第四繞組具有相同的圈數(shù)。第一支腿、第二支腿和第三支腿的第一末端可以都連接到頂部鐵磁芯元件，第一支腿、第二支腿和第三支腿的第二末端可以都連接到底部鐵磁芯元件。
[0011]也公開了用于電子電路的電感元件組件，其中該組件包括具有第一磁芯和第一對繞組的第一電感元件和具有第二磁芯和第二對繞組的第二電感元件。第二磁芯連接到第一磁芯，并且由第二電感元件產(chǎn)生的磁通量從第二磁芯到達第一磁芯然通過后回到第二磁
[0012]第二電感元件可以形成為E-部分。第一電感元件可以形成為一對E-部分。在第一和第二對繞組中流動的電流可以為同步的以使得峰值電流不會同時流過兩對繞組。
[0013]也公開了用于電子電路的電感元件組件，其所述組件包括具有第一磁芯和第一對繞組的第一電感元件和具有第二磁芯和第二對繞組的第二電感元件。第一電感元件和第二電感元件具有本質(zhì)上相同的橫截面形狀并且兩電感元件相互堆疊在一起。
[0014]第一電感元件和第二電感元件可以本質(zhì)上具有相同的橫截面尺寸。所述組件還可包含具有第三磁芯和第三對繞組的第三電感元件，其中第三電感元件本質(zhì)上和第一和第二電感元件具有相同的橫截 面形狀，另外，其中三個電感元件相互堆疊在一起。第一磁芯可以包含E-部分和通用磁芯部分，另外，其中第二磁芯包含E-部分和該通用磁芯部分。該通用磁芯部分可以形成為一對E-部分的形狀，該對E-部分和它們相互緊靠的最長縱向部分連接在一起。在第一和第二對繞組中流動的電流可以是同步的以使得峰值電流不會同時流過兩對繞組。
[0015]除了上述描述的示范性的方面和實施例外，其他方面和實施例通過參照附圖和下面的描述例將變得顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】[0016]圖[0017]圖[0018]圖[0019]圖器；[0020]圖[0021]圖[0022]圖[0023]圖[0024]圖[0025]圖[0026]圖
StTJ不思図；
[個分離磁芯結(jié)構(gòu)的示意圖；
并集成在一起以使通用于每一個電感元件的磁芯的一部分被共用?！揪唧w實施方式】
[0027]盡管本發(fā)明允許進行各種修改和替代形式，其特定實施例已經(jīng)通過附圖中的例子得以表示并在此予以詳細地描述。然而應該意識到，這并非用來限制本發(fā)明到公開的特殊形式，相反，本發(fā)明覆蓋了落入由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)的所有變形、等同物和替代形式。
[0028]在此傳授的是可以用于優(yōu)化或改進功率轉(zhuǎn)換器中的磁性裝置的各種技術(shù)。低功率PFC轉(zhuǎn)換器一般應用升壓轉(zhuǎn)換器來提高被整流的AC電源電壓到使用臨界傳導模式(CRM)操作的高壓總線。CRM操作的使用降低了轉(zhuǎn)換器的成本；然而，這也需要具有小的電感值的感應器以及在很大頻率范圍內(nèi)操作的大的氣隙。實際中，大的氣隙允許從感應器中逸出非常大的輻射能。大的頻率范圍可能導致大量的EMI問題，從而導致大量寬帶頻率EMI從感應器中散入到電路的其它部分并最終從轉(zhuǎn)換器盒子和AC電源軟線中散出。輻射的寬帶特性需要大的EMI濾波器來阻止噪聲離開電源軟線。目前技術(shù)使用大的EMI濾波器濾除寬帶噪聲或在PFC感應器上增加屏蔽來阻止噪聲從氣隙中射出。
[0029]在目前PFC感應器中的氣隙有時被填充磁導系數(shù)相對低的材料(例如鐵粉)以在更長的長度上分配氣隙并減少通常與氣隙相關(guān)的功率損失。大的EMI濾波器面臨減少適配器或其它功率轉(zhuǎn)換器尺寸的挑戰(zhàn)。目前有一種明顯減小功率適配器尺寸的趨勢。這需要高效率設計從而減小濾波器尺寸。目前減少EMI的方法包括增大EMI濾波器的尺寸或給感應器增加屏蔽。感應器中增加的屏蔽降低了效率。因此，目前方法在減小適配器尺寸方面產(chǎn)生了問題，并且也導致轉(zhuǎn)換器的總的成本增加。
[0030]這里傳授的技術(shù)包括在感應器的氣隙中應用相對高的磁導系數(shù)的材料(其不易飽和)。高磁導系數(shù)材料有效地吸引感應器的逃逸出的輻射重回感應器中。因此在不需要增加EMI濾波或電感屏蔽下減少輻射噪音的數(shù)量。也保持了高的感應器效率，因為由消散到屏蔽中的能量引起的損失減小了。
[0031]圖1到2示出了兩個感應器磁芯結(jié)構(gòu)。圖1示出了包含一個緊靠一個E-形磁芯24的1-形磁芯22的一種現(xiàn)有技術(shù)磁芯結(jié)構(gòu)20。E-型磁芯24包括中心支腿26和兩個外部支腿28和30。導體32的線圈纏繞在E-型磁芯24的中心支腿26的周圍?？梢钥吹?，氣隙34形成在E-型磁芯24的中心支腿26和1-型磁芯22的邊緣之間。無論用于磁芯22和24材料如何，磁芯結(jié)構(gòu)20的有效磁導系數(shù)都會由于氣隙34的存在而降低。另外，氣隙34導致大量的磁通量通過氣隙34內(nèi)和氣隙34的周圍附近的空氣。這些通量導致可能對附近的電子設備的操作有害的電磁輻射干擾(EMI)。在很多情況下，使用金屬(例如，銅)的導電帶圍繞整個磁芯結(jié)構(gòu)20。
[0032]圖2示出了相似的感應器磁芯結(jié)構(gòu)，其中1-型磁芯的右邊的一部分已經(jīng)被不容易飽和(例如，鎳鋅(NiZn))的相對高的磁導系數(shù)材料代替。該材料具有和空氣相比相對高但和所磁芯的其它部分相比相對低的磁導系數(shù)。在這種情況下，磁芯結(jié)構(gòu)40含有1-型磁芯42和E-型磁芯44。E-型磁芯44包含中心支腿46和兩個外部支腿48和50。導體52的線圈纏繞在E-型磁芯44的中心支腿46的周圍。和磁芯結(jié)構(gòu)20不同，該磁芯結(jié)構(gòu)40還包括夾在1-型磁芯42和E-型磁芯44之間的高磁導系數(shù)(相對于空氣)材料的層54。在這種情況下氣隙56形成在E-型磁芯44的中心支腿46和高磁導系數(shù)的層54的邊緣之間。應理解到，術(shù)語“高磁導系數(shù)”是指具有比磁芯結(jié)構(gòu)的總磁導系數(shù)高的磁導系數(shù)材料。通過將這些較高磁導系數(shù)材料放置在1-型磁芯的邊緣上，高磁導系數(shù)材料充當磁通量的低磁阻通路，其減少了導致不希望的EMI的邊緣通量。高磁導系數(shù)層的磁導系數(shù)不僅高于空氣，而且明顯低于鐵氧體的磁導系數(shù)。
[0033]因此，該層54提供了多個好處。第一，相對于磁芯結(jié)構(gòu)20，它用于增加磁芯結(jié)構(gòu)40的有效的磁導系數(shù)。第二，它為穿過大大降低從磁芯結(jié)構(gòu)40輻射的EMI量的氣隙的通量提供更窄和更明確的路徑。第三，它可以消除或減少磁芯結(jié)構(gòu)40的EMI濾波或屏蔽的需求。
[0034]在一個實施例中，具有大約2200U的磁導系數(shù)的鐵氧體磁芯被用來形成用于具有包括氣隙的大約70u的總磁導系數(shù)的感應器的磁芯結(jié)構(gòu)。一片具有大約500-700U的磁導系數(shù)的NiZn設置在1-型磁芯的邊緣位置。磁芯結(jié)構(gòu)總的磁導系數(shù)則為大約150-200U，且該片NiZn大大降低了可能導致不希望的EMI的邊緣通量。如果鐵氧體被用作該層(與NiZn相對),磁芯結(jié)構(gòu)總的磁導系數(shù)將增加到高于150-200U的數(shù)值。因為考慮磁芯中的磁場(B)的飽和是重要的，因此這是不希望的。由于磁芯內(nèi)的磁場直接和磁芯結(jié)構(gòu)總的磁導系數(shù)成比例，因此增加磁芯的總磁導系數(shù)將使磁場更容易飽和，這是不希望的。因此，使用NiZn而不是鐵氧體。希望使用具有比NiZn更高的通量密度飽和點且還具有合適的磁導系數(shù)的其它材料。沒有限制，用于該層54的另一合適材料的一個例子是鐵粉，其具有0.7-1.5特斯拉的通量密度飽和點，而鐵氧體和NiZn在0.3-0.5特斯拉之間。
[0035]現(xiàn)在回到披露EMI濾波器。AC-至-DC電源一般地產(chǎn)生通用模式和微分模式電磁干擾(EMI)，其從AC電源軟線傳導和輻射出去。對于臨界傳導模式(CrCM)功率因子轉(zhuǎn)換器的情形，其產(chǎn)生大分量的微分模式噪聲(例如，在兩個電源線之間的噪聲)，該電源常使用通用模式濾波器來濾除通用模式噪聲(例如，在兩個電源線上都傳導的噪聲)，以及使用一個微分模式濾波器來濾除微分模式噪聲。對于微分模式噪聲比較小的情形，通用模式濾波器常有意設計成具有相對高的量的滲漏，從而導致微分模式進行需要的濾波以本質(zhì)上移除小的微分模式噪聲。
[0036]在臨界傳導模式功率因子轉(zhuǎn)換器的情形中，EMI濾波器可能很大，因為它需要大的微分模式濾波器和通用模式濾波器。在微分模式噪聲較低和通用模式濾波器被設計為具有大的漏電感的其它AC-至-DC轉(zhuǎn)換器的情形中，通用模式濾波器必須做大以防止飽和，并且由于在將濾波器設計為高滲漏所伴隨的權(quán)衡濾波器設計，一般轉(zhuǎn)換器需要至少兩級通用模式濾波。
[0037]這里教導的是微分模式濾波器和通用模式濾波器集成到通用磁芯上。最終的濾波器比使用分離濾波器時要小，其在空間限制的應用中可能是重要的。另外，總的材料減少了，這導致總的價格降低。另外，由于通用模式濾波器可根據(jù)通用模式性能而不是高滲漏進行優(yōu)化，所以總的濾波性能也提高了。
[0038]圖3示出了現(xiàn)有技術(shù)中單個通用模式或微分模式扼流器60，其包括纏繞在矩形環(huán)磁芯62周圍的兩個繞組68和70?？梢钥吹?，磁芯62包括一對支腿64和66，其周圍分別設置分離的繞組68和70。當實施為通用模式扼流器時，一個繞組可以串連連接到AC電源線的線上，而另一個繞組可以串聯(lián)連接到該AC電源線的中心。
[0039]圖4示出了根據(jù)一個實施例的組合的通用模式和微分模式扼流器72。磁芯74包括一個外部矩形部分，其具有一對支腿76和78和頂77和底79，以及也連接到頂77和底79的中心支腿部分80。中心支腿部分80包括在上中心支腿84和下中心支腿86之間的小的氣隙82。支腿76和78具有分別設置在其上的繞組88和90。中心支腿84和86具有分別設置在其上的繞組92和94。操作中，在外部支腿76和78上的繞組88和90可以用來形成通用模式噪聲濾波器，而在中心支腿84和86上的繞組92和94可以用來形成微分模式噪聲濾波器?？烧J識到，較低磁導率的微分模式噪聲濾波器和較高磁導率的通用模式噪聲濾波器共用磁芯結(jié)構(gòu)的分支。
[0040]本公開內(nèi)容現(xiàn)在回到集成的兩級AC-DC轉(zhuǎn)換器磁性元件。提供功率因子校正(PFC)的AC-至-DC轉(zhuǎn)換器一般使用多級轉(zhuǎn)換器，該多級轉(zhuǎn)換器包含升壓轉(zhuǎn)換器以將整流的AC源電壓升壓到高電壓總線并且還包括隔離降壓轉(zhuǎn)換器以從高壓非隔離總線產(chǎn)生隔離的低壓DC輸出。使用的磁性組件至少包括用于PFC轉(zhuǎn)換器的PFC扼流器和用于降壓隔離級的隔離變壓器。這兩個分離的磁性組件包含被功率轉(zhuǎn)換器占用的大量成本和空間。
[0041]這里教導的是將PFC扼流器和隔離變壓器集成進單個磁芯結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有技術(shù)中，如圖5所示，隔離變壓器和PFC扼流器一般纏繞在分離的E-E磁芯100和102上。在此公開的內(nèi)容教導PFC扼流器磁芯104能通過增加另外的E磁芯108到隔離變壓器(其包括一對E磁芯110和112)的E-E磁芯上而被安裝到隔離變壓器磁芯106中，如圖6和8所示。盡管PFC扼流器的通量的返回路徑基本上使用變壓器E-E磁芯的支腿，但如圖8所示可以看到，一些通量流過不同路徑的每一個而返回PFC。這樣，隔離變壓器的E-E磁芯的至少一部分的尺寸可以稍微增加以容納由于PFC扼流器和隔離變壓器之間的通量共用裝置產(chǎn)生的附加通量。
[0042]在提供PFC的低功率AC-至-DC轉(zhuǎn)換器中，PFC轉(zhuǎn)換器一般使用臨界傳導模式來操作，其導致PFC轉(zhuǎn)換部分的操作頻率范圍較寬。由于隔離級一般在固定頻率附近操作，對準用于采用了臨界傳導模式PFC轉(zhuǎn)換器的AC-至-DC轉(zhuǎn)換器的兩個轉(zhuǎn)換級之間的電流是不現(xiàn)實的。然而，在較高功率AC-至-DC轉(zhuǎn)換器中，PFC轉(zhuǎn)換級一般在固定頻率或基本固定的頻率下進行操作。這些情形中，在基本固定的頻率操作PFC級及后面的隔離級并以PFC扼流器中的通量的返回路徑加上最近的E-E磁芯支腿中的通量的路徑為最小的方式使兩個級同步是可行的。如果轉(zhuǎn)換器的級以這種方式同步，E-E磁芯的尺寸可以縮小以使用于集成磁性結(jié)構(gòu)的E-E磁芯不大于用于隔離變壓器磁芯中的E-E磁芯。這種同步的例子在圖7中示出?？梢钥吹?，通過PFC扼流器的電流的計時被控制以使其峰值和通過隔離變壓器的電流的谷值對準。如所示，通過PFC扼流器和隔離變壓器的電流的頻率可以是相互為倍數(shù)(包括相同的頻率)，以使一個電流的峰值與另一個谷值對準(或至少兩個電流的峰值從不重合)。在這一點上，變壓器和PFC扼流器共用的E-磁芯的尺寸被最小化。也就是說，E-磁芯不需要設計為處理在同一時間來自PFC扼流器和隔離變壓器二者的最大通量的總和。
[0043]上述實施方式減少了組件數(shù)量，降低了總的成本和減小了最終的功率轉(zhuǎn)換器的尺寸。兩個轉(zhuǎn)換級的同步在磁芯尺寸和成本的降低方面提供了進一步的好處。
[0044]本公開的內(nèi)容現(xiàn)在轉(zhuǎn)到可堆疊的轉(zhuǎn)換器磁性元件。AC-至-DC轉(zhuǎn)換器一般包含至少兩個轉(zhuǎn)換級和用于每一個轉(zhuǎn)換器的多個部分。典型的例子是提供功率因子校正的AC-至-DC轉(zhuǎn)換器。提供功率因子校正(PFC)的AC-至-DC轉(zhuǎn)換器一般使用多級轉(zhuǎn)換器，該多級轉(zhuǎn)換器包括將整流AC源電壓升壓轉(zhuǎn)換到高電壓總線的升壓轉(zhuǎn)換器，并且還包括從高壓非隔離總線產(chǎn)生隔離低壓DC輸出的隔離降壓轉(zhuǎn)換器。使用的磁性組件至少包括用于PFC轉(zhuǎn)換器的PFC扼流器和用于降壓隔離級的隔離變壓器。這兩個磁性組件包含被功率轉(zhuǎn)換器占用的大量成本和空間。
[0045]AC-至-DC轉(zhuǎn)換器一般包括耦合到AC電源的EMI濾波器。EMI濾波器通常包括兩個通用模式扼流器或一個通用模式和一個微分模式扼流器。另外，隔離降壓轉(zhuǎn)換器一般包含至少一個感應器，大濾波感應器或共振感應器。如上所述，AC-至-DC轉(zhuǎn)換器一般包含大量獨立磁性組件。這些磁性組件有助于任何功率轉(zhuǎn)換器使用的大量成本和空間。
[0046]如在此所述，兩個或多個磁性元件以兩個相鄰組件共用磁芯的一側(cè)的方式堆疊。共用的磁芯邊緣可以比其代替的兩個磁芯邊緣的組合稍小，故磁芯材料的總體積減小。另外，組件數(shù)量和被磁性元件利用的總空間都被減少。在一些情形中，磁芯體積可以大幅度減小。而且，下面描述的特定情形中，轉(zhuǎn)換器可以以這種方式操作從而進一步減小應用該技術(shù)獲得的磁芯體積。
[0047]圖9示出了兩個分離的磁性組件結(jié)構(gòu)塊200和204，它們可層疊到整個功率轉(zhuǎn)換器的單個堆疊組件202中。每一個磁性組件200和204被纏繞在具有預定機械橫截面的磁芯上。磁芯區(qū)域通過改變磁芯壁(被表示為圖9中的水平尺寸)的厚度得以控制。每一個磁性組件在頂部和底部之外的至少一面包含磁芯壁，而一些在兩側(cè)上都包含磁芯壁(例如200)。在組件202的情形中，可以看到組件結(jié)構(gòu)塊200為202的中心部分，而組件結(jié)構(gòu)塊204可用在組件202的任一端。當然，組件結(jié)構(gòu)塊在被用于組件202的右手側(cè)之前翻轉(zhuǎn)。如圖9所示，磁芯可以互相堆疊因為它們都具有相同的機械橫截面和相似的尺寸。每部分的磁芯壁為該部分和相鄰部分提供通量路徑。疊層中的末端部分在兩側(cè)上而不僅僅是在一側(cè)上包含磁芯壁，因為末端部分僅僅具有一部分臨近它們。
[0048]如圖9所示磁性結(jié)構(gòu)可以包含AC-至-DC轉(zhuǎn)換器中的任意磁性元件，這些磁性元件包括但不局限于EMI濾波扼流器、PFC升壓感應器、隔離變壓器、共振感應器、輸出濾波扼流器或類似器件。在一個實施例中，元件可堆疊成使得位于變壓器的原邊上的磁性元件設在疊層的一端，使得位于變壓器的副邊上的磁性元件設在疊層的另一端，以及使得隔離變壓器位于原邊和副邊的磁性組件之間。為方便設計，較少量的磁性元件也可以堆疊。磁性元件的堆疊和相關(guān)的優(yōu)點的一些特定情形在下面描述。
[0049]共振轉(zhuǎn)換器設計中的常見做法是將變壓器的寄生泄漏電感用作共振感應器。這種作法可通過非最優(yōu)的變壓器構(gòu)造來獲得高電感值限制設計。通過使用可堆疊磁性元件的方法，可以將共振感應器和隔離變壓器集成在一起，因此允許優(yōu)化變壓器設計和允許容易改變共振感應器值。圖10示出了最終磁結(jié)構(gòu)可能的形狀。
[0050]較高功率PFC轉(zhuǎn)換器有時分成兩個相同的平行的、操作相位相差180度的PFC轉(zhuǎn)換器。兩個相同的PFC轉(zhuǎn)換器共用通用輸入電壓和通用輸出電容。通過使半導體開關(guān)的門驅(qū)動器的相位彼此相差180度，兩個轉(zhuǎn)換器組合的感應器脈動電流與每一個單獨的轉(zhuǎn)換器的電流相比實質(zhì)上減少了。
[0051]在兩個PFC扼流器中的通量也是相位彼此相差180度。因此當以這里描述的方式堆疊磁芯時，在通用磁芯邊緣內(nèi)的通量充分抵消。因此可以通過堆疊這樣兩個磁芯和消除通用邊緣實現(xiàn)本質(zhì)上減少總的磁性材料。圖11示出了兩個磁芯250和252如何在大量減少總的磁芯體積的情況下組合成單個磁芯254。磁芯250和252的每一個包含一對相互面對的E型磁芯元件。磁芯254包含一對E型磁芯元件256和258，二者之間夾著唯一形狀的通用磁芯元件260。通用磁芯元件260形狀如同一對E-部分，通過他們面向外的各個支腿連接在一起，且它們各自縱向部分毗鄰。
[0052]還應理解，可以應用各種技術(shù)使整個堆疊轉(zhuǎn)換器磁性結(jié)構(gòu)的需要的體積最小化。例如，單獨組件的每一個的計時和操作可以被分析以確定每個組件中的疊層中的優(yōu)化位置從而使所需體積最小化。另外，如上討論，不同組件中的電流可以互相同步來減小通過磁芯結(jié)構(gòu)任一部分的最大瞬時通量。
[0053]另外，堆疊的磁性組件可以具有不同磁芯區(qū)域和不同磁芯尺寸(例如，將較小的3個壁的磁芯堆疊到大的磁芯上來形成最終的4個壁)以希望實現(xiàn)特殊應用的特殊組件。
[0054]雖然本發(fā)明結(jié)合附圖和前述描述被詳細闡釋和描述，該闡釋和描述被認為是示例性的但不是限定特征。例如，上面描述的特定實施例可以和其它描述的實施例和/或以其它方式安排的(例如，過程元件可以以其它順序進行)相組合。相應地，應理解到，僅僅優(yōu)選的實施例和其變形被示出和描述，以及理解到，而在本發(fā)明的精神內(nèi)的所有變化和調(diào)整是希望得到保護的。
[0055]本申請在35U.S.C.119下要求于2008年5月28日提交的名稱為“功率轉(zhuǎn)換技術(shù)”的美國臨時申請?zhí)枮?1/056，706的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容全部被并入于此。
【權(quán)利要求】
1.一種用于電子電路的電感元件組件，該電感元件組件包括:具有第一磁芯和第一對繞組的第一電感元件；具有第二磁芯和第二對繞組的第二電感元件；其中所述第二磁芯被連接到所述第一磁芯且由第二電感元件產(chǎn)生的磁通量從所述第二磁芯通到所述第一磁芯通過然后回到所述第二磁芯。
2.如權(quán)利要求1所述的電感元件組件，其中所述第二電感元件形成為E-部分。
3.如權(quán)利要求2所述的電感元件組件，其中所述第一電感元件形成為一對E-部分。
4.如權(quán)利要求1所述的電感元件組件，其中所述第一電感元件形成為一對E-部分。
5.如權(quán)利要求1所述的電感元件組件，其中在所述第一和第二對繞組中流動的電流為同步的以使得峰值電流不會同時流過兩對繞組。
【文檔編號】H01F17/00GK103559977SQ201310487231
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2009年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2008年5月28日
【發(fā)明者】阿圖羅.西爾瓦, 尼爾.蓋爾 申請人:弗萊克斯電子有限責任公司