CN102842403A

CN102842403A - 磁性组件

Info

Publication number: CN102842403A
Application number: CN2011101807531A
Authority: CN
Inventors: 游承翰; 赖育骏; 蔡辛卫
Original assignee: Delta Electronics Inc
Current assignee: Delta Electronics Inc
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2012-12-26

Abstract

本发明揭露一种磁性组件，其包含第一铁芯组件、第二铁芯组件以及绕线。第一铁芯组件的中央具有第一镂空部。第二铁芯组件设置于该第一镂空部中，且第二铁芯组件的中央具有第二镂空部，该第二铁芯组件的磁饱合特性优于与第一铁芯组件的磁饱合特性。绕线是缠绕于该第一铁芯组件与该第二铁芯组件上。

Description

磁性组件

技术领域

本发明是有关于一种磁性组件，且特别是有关于一种具有环形铁芯的磁性组件。

背景技术

一般所称磁性组件概如变压器、电感、阻流圈等常见组件，其均具有当电流流入而产生磁场的特性。该等磁性组件主要由铁芯及绕线加以组成，可应用于大电流或高功率电路上。

目前电子技术日新月异，在追求轻便性与实用性的考虑下，市面上的电子装置一般都是趋向于做成轻、薄、短、小，以符合现代社会的生活方式。各种例如计算机、服务器、液晶电视等电子装置的组装愈来愈精密，不论其硬件的设计、制造、或是组装，都必须朝向优化结构、提高工作效率及降低成本等目标不断地创新研究。随着目前电器产品朝向轻薄化设计，亦相对要求其内部的磁性组件尺寸尽量缩小。

此外，随着应用场合的特性不同，各种磁性组件经常经过特别设计以符合不同的电磁特性需求(如电感特性等)。当已知的旧式磁性组件在遇到电磁特性不符合电路应用要求时，经常以相同尺寸的铁芯加叠、更换较大的铁芯、或增加绕线圈数的方式，来达成所需要的电磁特性，这样会增加电路布置的空间(PCB Layout Block)。若是电路布置空间(PCB Layout)超过容许范围时，我们只能重新布置局部或甚至全面改变电路布置。因此因为变动电感组件而可能需要重新布置电路，重新制作新版本的印刷电路板(PCB)，最后可能导致需要重新开发新模具，将耗费大量工时与材料成本。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种磁性组件，其包含了至少两个环形铁芯组件，其中一个环形铁芯组件套设于另一个环形铁芯组件之中。上述复合型铁芯组件的材料、厚度、内径、外径可具有多样化的组合方式，借此，磁性组件在维持一定的绕线圈数配置下可调整电磁特性，例如，提高电磁转换效率。如此一来，于部分实施例中，复合型铁芯组件可减少绕线的使用、降低成本并缩小设置磁性组件的面积。

本发明内容的一方面是在提供一种磁性组件，其包含第一铁芯组件、第二铁芯组件以及绕线。第一铁芯组件的中央具有第一镂空部。第二铁芯组件设置于该第一镂空部中，且第二铁芯组件的中央具有第二镂空部，该第二铁芯组件的磁饱合特性优于与第一铁芯组件的磁饱合特性。绕线是缠绕于该第一铁芯组件与该第二铁芯组件上。

根据本发明内容的一实施例，其中绕线是沿第一铁芯组件的一侧表面、第二铁芯组件的一侧表面、第二铁芯组件的一内环面、第二铁芯组件的另一侧表面、第一铁芯组件的另一侧表面至第一铁芯组件的一外环面而缠绕于第一铁芯组件与第二铁芯组件上。于此实施例中，第二铁芯组件通过绕线而固定设置于第一铁芯组件的第一镂空部中。

根据本发明内容的一实施例，第一铁芯组件和第二铁芯组件是大致上为环形。

根据本发明内容的一实施例，其中第二铁芯组件的磁饱合特性优于该第一铁芯组件。于此实施例中，当负载电流渐增时该第二铁芯组件的一电感量下降幅度小于该第一铁芯组件。此外，于此实施例中，第二铁芯组件的饱和磁束密度大于第一铁芯组件的饱和磁束密度。

根据本发明内容的一实施例，其中第一铁芯组件包含一材料选自于由铁硅铝磁粉芯(Kool Mu)以及铁粉芯(Iron)所组成的群组。

根据本发明内容的一实施例，其中该二铁芯组件包含一材料选自于由铁镍钼磁粉芯(MPP)以及高磁通磁粉芯(HIGH-FLUX)所组成的群组。

根据本发明内容的一实施例，其中第一铁芯组件上设置有第一气隙，第二铁芯组件具有邻近第一气隙的相对应区域，该第一气隙用以提高该相对应区域的导磁率。

根据本发明内容的一实施例，其中第二铁芯组件上设置有第二气隙，第一铁芯组件具有邻近第二气隙的相对应区域，该第二气隙用以提高该相对应区域的一导磁率。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1绘示根据本发明的第一实施例的一种磁性组件的爆炸示意图；

图2是图1的磁性组件组装后的外观示意图；

图3绘示根据本发明的第二实施例的一种磁性组件的第一铁芯组件开设气隙的示意图；以及

图4绘示根据本发明的第三实施例的一种磁性组件的第二铁芯组件上开设气隙的示意图。

【主要组件符号说明】

具体实施方式

请参阅图1以及图2，图1绘示根据本发明的第一实施例的一种磁性组件100的爆炸示意图，图2是图1的磁性组件100组装后的外观示意图。

如图1所示，磁性组件100包含第一铁芯组件120以及第二铁芯组件140。于此实施例中，第一铁芯组件120可具有第一镂空部122，第二铁芯组件140可具有第二镂空部142，第一铁芯组件120与第二铁芯组件140的形状大致上为环形。如图1的所示的例子中，第一铁芯组件120与第二铁芯组件140可分别为半径较大与半径较小的两组同心环形铁芯。其中，第二铁芯组件140的外径可设计为小于或等于第一铁芯组件120的内径，借此，可将第二铁芯组件140套设于第一铁芯组件120之中。

请参阅图2，磁性组件100可还包含绕线160(图1中未绘示)，当第二铁芯组件140套设于第一铁芯组件120之中时，绕线160一并缠绕于第一铁芯组件120与第二铁芯组件140上。

如图2所示，绕线160的每一匝线圈同时通过外侧的第一铁芯组件120与内侧的第二铁芯组件140，请同时参考图1与图2，于此实施例中，绕线160可沿第一铁芯组件120上方的侧表面126、第二铁芯组件140上方的侧表面146、第二铁芯组件140内侧的内环面144、第二铁芯组件140下方的另一侧表面148、第一铁芯组件120下方的另一侧表面128至第一铁芯组件120外侧的外环面124进行缠绕，借此将绕线160缠绕于该第一铁芯组件120与该第二铁芯组件140上。于此实施例中第二铁芯组件140可通过绕线160缠绕的支撑力，而固定设置于第一铁芯组件120的第一镂空部122中。

须特别说明的是，一般传统的磁性组件上，绕线内仅设置有单一个铁芯结构，若欲调整或改变磁性组件的磁性特性，经常需要重新设计或制造上述铁芯结构的材料或尺寸。于此实施例中，本发明的磁性组件100具有第一铁芯组件120与第二铁芯组件140，且第一铁芯组件120与第二铁芯组件140的材料特性可彼此不同，例如，第一铁芯组件120与第二铁芯组件140可具有不同的磁饱合(magnetic saturation)特性，透过选用不同磁饱合特性组合的两个铁芯组件，可方便的调整整体铁芯的等效磁力特性，节省重新设计的成本。

此外，上述由两个铁芯形成的复合型铁芯组件的材料、厚度、内径、外径可具有多样化的组合方式，借此，磁性组件100在维持一定的绕线圈数配置下可调整电磁特性。

于本实施例中，第二铁芯组件140的磁饱合特性可设计为优于第一铁芯组件120的磁饱合特性。一般的铁芯材料特性中，当负载电流持续时(尤其是超过饱合电流值之后)，铁芯的电感量会逐渐降低。上述所谓具有较佳的磁饱合特性，其涵意可为，当施加铁芯组件上的负载电流渐增时，第二铁芯组件140的电感量(inductance，又称L值)下降幅度小于第一铁芯组件120，也就是说，第二铁芯组件140具有较佳的高负载电流耐受力。或者，于其它实施例中，上述较佳的磁饱合特性，其涵意亦可为，第二铁芯组件140的饱和磁束密度(saturation flux density，Bs)大于第一铁芯组件120的饱和磁束密度。

于本实施例中，第二铁芯组件140包含的材料可选自于由铁镍钼磁粉芯(MPP)以及高磁通磁粉芯(HIGH-FLUX)所组成的群组。第一铁芯组件120包含的材料可选自于由铁硅铝磁粉芯(Kool Mu)以及铁粉芯(Iron)所组成的群组。透过上述材料的选择，可使第二铁芯组件140的磁饱合特性优于第一铁芯组件120的磁饱合特性，但本发明并不仅以上述举例的材料为限。

请参阅图3，其绘示根据本发明的第二实施例的一种磁性组件300的第一铁芯组件320开设气隙322的示意图。

如图3所示，磁性组件300包含第一铁芯组件320、第二铁芯组件340以及绕线360。第一铁芯组件320与第二铁芯组件340大致上为环形。第二铁芯组件340套设于第一铁芯组件320之中，其中第二铁芯组件340的磁饱合特性可进一步优于该第一铁芯组件340。绕线360缠绕于第一铁芯组件320与第二铁芯组件340上。

于第二实施例中，第一铁芯组件320上设置有一气隙322，第二铁芯组件340具有邻近该气隙322的相对应区域342。

请参阅图4，其绘示根据本发明的第三实施例的一种磁性组件500的第二铁芯组件540开设气隙542的示意图。

如图4所示，磁性组件500包含第一铁芯组件520、第二铁芯组件540以及绕线560。于第三实施例中，第二铁芯组件540上设置有一气隙542，第一铁芯组件520具有邻近该气隙542的相对应区域522。

此外，本发明的气隙结构不以一个为限，亦不以设置在特定的铁芯上为限，实际应用中，可视需求设置一个或多个气隙在第一或第二铁芯组件上的各个位置。

综上所述，本发明提出一种磁性组件，其包含了至少两个环形铁芯组件，其中一个环形铁芯组件套设于另一个环形铁芯组件之中。上述复合型铁芯组件的材料、厚度、内径、外径可具有多样化的组合方式，借此，磁性组件在维持一定的绕线圈数配置下可调整电磁特性，例如，提高电磁转换效率。如此一来，于部分实施例中，复合型铁芯组件可减少绕线的使用、降低成本并缩小设置磁性组件的面积。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.一种磁性组件，其特征在于，包含：

一第一铁芯组件，该第一铁芯组件的中央具有一第一镂空部；以及

一第二铁芯组件，设置于该第一镂空部中，且该第二铁芯组件的中央具有一第二镂空部，该第二铁芯组件的磁饱合特性优于与该第一铁芯组件的磁饱合特性；以及

一绕线，该绕线是缠绕于该第一铁芯组件与该第二铁芯组件上。

2.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，该绕线是沿该第一铁芯组件的一侧表面、该第二铁芯组件的一侧表面、该第二铁芯组件的一内环面、该第二铁芯组件的另一侧表面、该第一铁芯组件的另一侧表面至该第一铁芯组件的一外环面而缠绕于该第一铁芯组件与该第二铁芯组件上。

3.根据权利要求2所述的磁性组件，其特征在于，该第二铁芯组件通过该绕线而固定设置于该第一铁芯组件的该第一镂空部中。

4.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，该第一铁芯组件和该第二铁芯组件为环形。

5.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，当施加的一负载电流渐增时该第二铁芯组件的一电感量下降幅度小于该第一铁芯组件。

6.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，该第二铁芯组件的一饱和磁束密度大于该第一铁芯组件的一饱和磁束密度。

7.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，该第一铁芯组件包含一材料选自于由一铁硅铝磁粉芯以及一铁粉芯所组成的群组。

8.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，该第二铁芯组件包含一材料选自于由一铁镍钼磁粉芯以及一高磁通磁粉芯所组成的群组。

9.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，该第一铁芯组件上设置有一第一气隙，该第二铁芯组件具有邻近该第一气隙的一相对应区域。

10.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，该第二铁芯组件上设置有一第二气隙，该第一铁芯组件具有邻近该第二气隙的一相对应区域。