多绕组磁结构制造技术

一种并联多绕组磁结构，其包括磁铁芯和多个绕组，磁铁芯限定通过铁芯的多个磁通路径，多个绕组绕部分铁芯延伸。所述绕组中的至少一些邻近该结构的周边定位。该结构还包括电导体，电导体沿该结构的周边和邻近该结构的周边定位的所述绕组延伸。

【技术实现步骤摘要】
多绕组磁结构
本专利技术公开涉及多绕组磁结构。
技术介绍
该部分提供与本公开相关的背景信息，其不必为现有技术。变压器是通过电感耦合的导体将电能从一个电路传送至另一个的装置。电感耦合的导体是变压器的线圈或绕组。在一个形式中，变压器具有两个电流分开的线圈。这些线圈通常被称为初级绕组或次级绕组。通常将电流连接至能量源或主动控制电参数的电路系统的绕组指定为初级绕组。次级绕组通常是连接至能量接收器或被动地响应于初级电路的动作的电路的绕组。当然，初级/次级的指定对于变压器本身通常是没有意义的，而仅是用于描述该变压器在整体电路中所起的作用。初级绕组和次级绕组以与变压器的主要原理相同的方式工作。例如在具有相同的初级线圈和次级线圈的变压器的情况下，可以使线圈互换，而不会对连接至这种变压器的电路(或多个电路)的操作产生任何影响。使具有不同初级线圈和次级线圈的变压器的线圈互换会改变电压和电流关系，但只会影响相连接的电路系统，而变压器本身还是以同样的方式工作。另外，初级绕组和次级绕组可以以与普通变压器不同的方式连接、使用等，使得初级和次级的术语变得没有意义(或者可能产生误解)。在具有多绕组——例如，包括如本申请中公开的磁结构——的变压器的情况下，术语变得更加易于产生误解。因此，此处通常对于不同的绕组使用数字来指定(代替初级-次级)。图1图示了总体上由附图标记100指出的双绕组变压器，连同横跨变压器100的绕组的电压V1、V2和通过变压器100的绕组的电流I1、I2。为了改善绕组之间的能量传送，通常将高磁(高磁导率)材料用作变压器铁芯102。该铁芯102为磁场提供了经过两个绕组的低磁阻路径，从而使得近乎所有磁场都由第一线圈和第二线圈围绕。双绕组变压器(例如，变压器100)中的电压与电流之间的关系由第一绕组的圈数N1与第二绕组的圈数N2的比(即，圈数比)确定。该关系可以以数学方式表示为：图2中示出了具有多于两个绕组的变压器200的示例。这种变压器通常在公用事业线路频率应用(50/60Hz)中以及高频切换模式电源中使用。变压器200包括分别具有N1、N2、N3圈的第一绕组、第二绕组和第三绕组。横跨第一绕组、第二绕组和第三绕组的电压分别为V1、V2和V3，而进入第一绕组、第二绕组和第三绕组的电流分别为I1、I2和I3。变压器200通常被称为串联多绕组变压器。变压器200(和具有多于两个绕组的其它变压器)的电压与电流之间的关系与双绕组变压器(例如，变压器100)的电压与电流之间的关系不同。横跨变压器200的全部三个绕组的电压以与双绕组变压器(例如，变压器100)相同的方式通过圈数比相关联。即，电压关系由如下等式约束：然而，在等式(1)中表示的对于双绕组变压器(例如，100)的电流关系在变压器200的情况下是无效的。已知其中一个绕组的电流和圈数比不允许确定其它绕组的电流。而是，所有绕组的安培-圈数乘积的和必须等于零。该法则以数学方式表示为：图3中示出了并联多绕组变压器300。变压器300包括分别具有N1、N2和N3圈的第一绕组、第二绕组和第三绕组。横跨第一绕组、第二绕组和第三绕组的电压分别为V1、V2和V3，而在第一绕组、第二绕组和第三绕组的起始处的电流分别为I1、I2和I3。并联多绕组变压器300的特征在于任意两个绕组之间的确定性的电流关系：I1*N1＝I2*N2＝I3*N3...(4)然而，对于并联多绕组变压器300的电压定律反映出由下面给出的较弱的彼此关系：变压器300可以用于输出电流(而非输出电压)可控的电源、或者用于需要电路的多个支路中的相等电流分配以进行更精确的操作或减小应力的电源。例如等式(2)至(5)的上述的关系表明了串联多绕组变压器与并联多绕组变压器之间的差别。由于非理想特性通常与这两种结构之间的差别的说明无关，因此这些关系不包括变压器的各种非理想特性的影响。在包括例如高频应用的一些应用中，非常重要的变压器的一个非理想特性是漏感。漏感表示未在各绕组之间耦合的磁场中储存的能量。漏感自身表现为如同非耦合电感器与变压器绕组串联设置。该电感器产生额外的磁阻，其可能与电路的操作发生干涉。已知关于具有低漏感的变压器的各种技术。这些已知技术通常基于铁芯和绕组的物理布置，使得不同的绕组设置得尽可能靠近彼此。用于构造具有低漏感的变压器的其中两种技术是交插绕组和多线并绕组。在交插中，将绕组分成在交替的层中布置的多个部分。在多线并绕组中，利用绝缘的多股线在铁芯上缠绕多于一个绕组。然而，由于这些技术需要将不同的绕组物理地设置在铁芯的相同部分上，因此这些已知的用于构造低漏感变压器的技术通常仅适用于串联多绕组变压器。由于这种物理接近与并联多绕组变压器的结构不相容，因此通常不将这种物理接近用于并联多绕组变压器。
技术实现思路
该部分提供本公开内容的概述，而不是其全部范围或其全部特征的全面公开。根据本公开内容的一个方面，并联多绕组磁结构包括磁铁芯和多个绕组，磁铁芯限定通过铁芯的多个磁通路径，多个绕组绕部分铁芯延伸。所述绕组中的至少一些邻近该结构的周边定位。该结构还包括电导体，电导体沿该结构的周边和邻近该结构的周边定位的绕组延伸。从此处提供的描述中，应用的其它方面和领域将变得显而易见。应当理解，本公开的各个方面可以单独地实施或者可以与一个或多个其它方面组合实施。还应当理解，此处的描述及具体示例仅用于说明，而并不意于限制本公开的范围。附图说明此处描述的附图仅用于所选实施方式的说明的目的、而不是所有可能的实施，并且也并不意于限制本公开的范围。图1是现有技术两个绕组变压器的立体图。图2是现有技术串联多绕组变压器的立体图。图3是现有技术并联多绕组变压器的立体图。图4是用于根据本公开的一个方面的并联多绕组电磁结构的示例性铁芯的立体图。图5是包括图4的铁芯的示例性并联多绕组磁结构的一部分的横截面图。图6是根据本公开各个方面的示例性并联多绕组磁结构的立体图。图7是图6的并联多绕组电磁结构的一部分的横截面图。图8是根据本公开各个方面的示例性并联多绕组磁结构的前视图。图9是图8的并联多绕组磁结构的一部分的横截面图。图10是图示出根据本公开的绕组的示例性并联多绕组磁结构的一部分的横截面图，其以与图9的并联多绕组磁结构中的绕组不同的方式缠绕。图11是图示出根据本公开的绕组的示例性并联多绕组磁结构的一部分的横截面图，其以与图9和图10的并联多绕组磁结构中的绕组不同的方式缠绕。图12A至图12F是用于根据本公开的并联多绕组磁结构的铁芯的各种柱构型的截面图。图13是用于根据本公开的各个方面的示例性并联多绕组磁结构的具有八个柱的铁芯的立体图。图14是包括图15的铁芯的并联多绕组磁结构的一部分的横截面图。图15是用于根据本公开的方面的并联多绕组磁结构的具有十六个柱的示例性铁芯的立体图。图16是包括图15的铁芯和十六个绕组的并联多绕组磁结构在去除铁芯顶部的情况下的俯视平面图。图17是图16的并联多绕组磁结构在铁芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种并联多绕组磁结构，其包括：磁铁芯，所述磁铁芯限定通过所述铁芯的多个磁通路径；多个绕组，所述多个绕组绕部分所述铁芯延伸，所述绕组中的至少一些邻近所述结构的周边定位；以及电导体，所述电导体沿所述结构的周边和邻近所述结构的周边定位的所述绕组延伸。

【技术特征摘要】
2011.09.30 US 13/250,3771.一种并联多绕组磁结构，其包括：磁铁芯，所述磁铁芯具有至少三个柱并且限定通过所述铁芯的多个磁通路径；多个绕组，所述多个绕组绕部分所述铁芯延伸，所述绕组中的至少一些邻近所述结构的周边定位，所述多个绕组构造成产生磁场；以及电导体，所述电导体沿所述结构的周边和邻近所述结构的周边定位的所述绕组延伸，所述电导体构造成产生基本上抵消由邻近所述结构的周边定位的所述绕组产生的磁场的磁场，其中，所述多个绕组中的每个绕组内的电流构造成沿相同方向流动，并且所述电导体内的电流构造成沿与所述每个绕组内流动的电流相对的方向流动。2.如权利要求1所述的结构，其中，所述结构包括多个电导体，所述多个电导体沿所述结构的周边和邻近所述结构的周边定位的所述绕组延伸。3.如权利要求2所述的结构，其中，所述多个电导体通过邻近所述结构的周边定位的所述绕组彼此分隔开。4.如权利要求3所述的结构，其中，邻近所述结构的周边定位的所述绕组每个具有与所述多个电导体交插的多个圈。5.如权利要求4所述的结构，其中，所述多个电导体与邻近所述结构的周边定位的所述绕组的所述多个圈中的所有圈交插。6.如权利要求2所述的结构，其中，所述多个电导体彼此电连接。7.如权利要求6所述的结构，其中，所述多个电导体包括在第一平面中延伸的电导体以及在垂直于所述第一平面的第二平面中延伸的一个或多个电导体。8.如权利要求7所述的结构，其中，在所述第一平面中延伸的所述电导体通过在所述第二平面中延伸的所述一个或多个电导体彼此电连接。9.如权利要求7所述的结构，其中，在所述第一平面中延伸的所述电导体沿所述结构的侧面表面定位，并且在所述第二平面中延伸的所述一个或多个电导体沿所述结构的顶部表面或底部表面定位。10.如权利要求1所述的结...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·马尔科夫斯基，安德烈亚斯·施蒂德尔，
申请(专利权)人：雅达电子国际有限公司，
类型：发明
国别省市：