本申请提供了一种集成磁元件装置以及变换器，涉及磁元件技术领域，包括：原副边绕组和磁芯；原副边绕组围绕设置于磁芯上，原副边绕组用于为变压器以及电感提供绕组；磁芯的窗口外侧处的原副边绕组的耦合程度高于预设耦合程度；磁芯的窗口内侧处的原副边绕组的耦合程度低于预设耦合程度，缓解了磁芯外侧扩散漏磁通过大的技术问题。通过大的技术问题。通过大的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
集成磁元件装置以及变换器
[0001]本申请涉及磁元件
，尤其是涉及一种集成磁元件装置以及变换器。
技术介绍
[0002]随着产业的发展和能源消耗的增加，为了实现低碳排放、高效节能等目的，对电力电子变换器其效率和功率密度要求不断提高。电力电子变换器中通常磁元件的体积占比超过30%，其损耗占比可达50%，其中电感和变压器是构成磁元件的主体部分，因而成为制约电力电子变换器效率和功率密度的主要因素之一，又利用磁元件可进行磁集成的性质，大幅减小了磁元件体积。
[0003]目前，通过电感和变压器两个磁元件进行高度磁集成，会导致磁芯外侧空气中产生严重的漏磁通，降低电路效率，干扰其他电路元件正常工作。
技术实现思路
[0004]本申请的目的在于提供一种集成磁元件装置以及变换器，以缓解磁芯外侧扩散漏磁通过大的技术问题。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种集成磁元件装置，包括：原副边绕组和磁芯；所述原副边绕组围绕设置于所述磁芯上，所述原副边绕组用于为变压器以及电感提供绕组；所述磁芯的窗口外侧处的所述原副边绕组的耦合程度高于预设耦合程度；所述磁芯的窗口内侧处的所述原副边绕组的耦合程度低于所述预设耦合程度。
[0006]在一个可能的实现中，所述磁芯的窗口外侧处的所述原副边绕组围绕所述磁芯的设置交错程度，大于预设交错程度，以减小所述磁芯对外扩散漏磁通。
[0007]在一个可能的实现中，所述磁芯的窗口内侧处的所述原副边绕组围绕所述磁芯的设置交错程度，小于所述预设交错程度，以增大所述磁芯的窗口内侧的漏磁通。
[0008]在一个可能的实现中，所述磁芯的窗口外侧处对应的所述设置交错程度以及所述磁芯的窗口内侧处对应的所述设置交错程度，是根据所述原副边绕组的绕线长度和所述磁芯的内侧外侧漏磁通数值确定。
[0009]在一个可能的实现中，在所述磁芯的窗口内侧处的所述原副边绕组之间，插入设置有额外磁柱，以增大所述磁芯的窗口内侧的漏磁通。
[0010]在一个可能的实现中，所述额外磁柱在所述磁芯的窗口内侧处的位置以及数量，是根据所述原副边绕组的绕线长度和所述磁芯的内侧外侧漏磁通数值确定。
[0011]在一个可能的实现中，所述原副边绕组围绕所述磁芯的绕制形式，以及所述额外磁柱在所述磁芯的窗口内侧处的设置插入形式，是根据所述磁芯的结构确定，以减小所述绕组的绕线长度。
[0012]在一个可能的实现中，所述变压器的主磁路为E型磁芯结构。
[0013]在一个可能的实现中，所述原副边绕组围绕所述主磁路的绕制形式，以及所述额
外磁柱在所述主磁路的窗口内侧处的设置插入形式，是根据所述E型磁芯结构确定。
[0014]第二方面，本申请实施例还提供一种变换器，包括：目标变压器、目标电感以及如上述第一方面所述的集成磁元件装置；所述集成磁元件装置中的原副边绕组为所述目标变压器的绕组以及所述目标电感的绕组。
[0015]本申请实施例提供的技术方案带来了以下有益效果：本申请实施例提供的一种集成磁元件装置以及变换器，包括：原副边绕组和磁芯；其中，原副边绕组围绕设置于磁芯上，原副边绕组用于为变压器以及电感提供绕组；磁芯的窗口外侧处的原副边绕组的耦合程度高于预设耦合程度；磁芯的窗口内侧处的原副边绕组的耦合程度低于预设耦合程度。由于设置在磁芯的窗口外侧和内侧处的原副边绕组的耦合程度不一致，可以减小窗口外侧漏磁，同时在窗口内侧构造更大的漏感。因此，通过调整窗口内外侧的原副边绕组的耦合程度，能够有效减少窗口外侧漏磁并有效节省磁元件物料成本、减小磁元件体积，缓解了磁芯外侧扩散漏磁通过大的技术问题。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本申请实施例提供的一种集成磁元件装置的结构示意图；图2为本申请实施例提供的一种集成磁元件装置的另一剖面结构示意图；图3为本申请实施例提供的一种集成磁元件装置的窗口内外侧原副边绕组耦合度可调整的集成磁结构示意图；图4为本申请实施例提供的一种集成磁元件装置的另一结构示意图；图5为本申请实施例提供的一种集成磁元件装置的可改变插入磁柱方式的集成磁结构示意图；图6为本申请实施例提供的一种集成磁元件装置的使用E型磁芯的集成磁结构示意图。
具体实施方式
[0018]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0019]本申请实施例中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括其他没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0020]在电力电子变换器中，通常磁元件的体积占比超过30%，损耗占比可达50%，是影响
变换器效率和功率密度的重要因素之一。其中，电感和变压器是磁元件的主体部分，两者可以进行磁集成，能够大幅减小磁元件的体积，提高效率。漏感可以作为储能电感，当漏感足够大时可以完全取代外置电感，实现高度磁集成。
[0021]目前，一种技术路线是把原副边绕组分开，通过增大绕组间距来增大漏感；另一种技术路线是将绕组保持一定程度的交错，通过添加额外磁柱来增大漏感，但是两种技术路线都会导致磁芯外侧空气中产生严重的漏磁通。
[0022]基于此，本申请实施例提供的一种集成磁元件装置以及变换器，缓解了磁芯外侧扩散漏磁通过大的技术问题。
[0023]为便于对本实施例进行理解，首先对本申请实施例所公开的一种集成磁元件装置进行详细介绍。
[0024]图1为本申请实施例提供的一种集成磁元件装置的结构示意图。如图1所示，该装置包括：原副边绕组和磁芯，原副边绕组围绕设置于磁芯上，原副边绕组用于为变压器以及电感提供绕组。其中，磁芯的窗口外侧处的原副边绕组（如窗口外侧绕组1和窗口外侧绕组2）的耦合程度高于预设耦合程度，磁芯的窗口内侧处的原副边绕组的耦合程度低于预设耦合程度。
[0025]需要说明的是，原副边绕组包含原边绕组和副边绕组，其既充当变压器绕组又充当电感绕组。预设耦合程度是根据当前变换器所需电感值，可以提前预设的目标耦合程度。
[0026]例如，作为对比，如图2所示，为磁芯的窗口内外侧绕组耦合度一致的集成磁元件剖面图。如图1所示，为磁芯的窗口内外侧绕组耦合度不一致的集成磁元件。由于窗口外侧处的原副边绕组（如窗口外侧绕组1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种集成磁元件装置，其特征在于，包括：原副边绕组和磁芯；所述原副边绕组围绕设置于所述磁芯上，所述原副边绕组用于为变压器以及电感提供绕组；所述磁芯的窗口外侧处的所述原副边绕组的耦合程度高于预设耦合程度；所述磁芯的窗口内侧处的所述原副边绕组的耦合程度低于所述预设耦合程度。2.根据权利要求1所述的集成磁元件装置，其特征在于，所述磁芯的窗口外侧处的所述原副边绕组围绕所述磁芯的设置交错程度，大于预设交错程度，以减小所述磁芯对外扩散漏磁通。3.根据权利要求2所述的集成磁元件装置，其特征在于，所述磁芯的窗口内侧处的所述原副边绕组围绕所述磁芯的设置交错程度，小于所述预设交错程度，以增大所述磁芯的窗口内侧的漏磁通。4.根据权利要求3所述的集成磁元件装置，其特征在于，所述磁芯的窗口外侧处对应的所述设置交错程度以及所述磁芯的窗口内侧处对应的所述设置交错程度，是根据所述原副边绕组的绕线长度和所述磁芯的内侧外侧漏磁通数值确定。5.根据权利要求1所述的集成磁元件装置，其特征在于，在所述磁芯的窗口内侧处的所述原副边绕组之...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴新科，杨金旭，刘钢，平定钢，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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