开放式磁场的高频磁性元件的制作方法

1.本实用新型涉及高频磁性元件技术领域，尤其涉及一种开放式磁场的高频磁性元件。


背景技术：

2.开关电源被广泛用于各种电力电子设备领域中，随着技术的日益发展，对其高效率、高功率密度及高可靠性的要求也越来越高，然而磁性元件的体积是制约高功率密度发展的重要因素之一。在开关电源中，由于功率密度的提高，元件的摆放越来越紧凑，元件间的距离越来越小，这使得变压器扩散的磁场对周围器件的影响也越来越大，当变压器和机壳距离较近时，扩散的磁场将被加强，当pcb板放在变压器和导磁金属机壳之间时，会有较大的磁场被引导穿过且切割pcb板，产生较大的涡流损耗，进而导致pcb板温度升高的问题。
3.随着新能源车的普及，对其充电设备小型化、高效率提出了更高的要求，其主功率部分一般采用llc谐振电路，为了减小磁件的体积，通常谐振电感和主变压器集成一起，做成漏感集成式分槽变压器，其广泛用于汽车电源和充电桩等设备中，极大地减小了磁元件的体积，提高了电源的工作效率。分槽变压器和普通变压器不同之处在于原、副边绕组的间距较大，产生的漏感较大。在实际电路中，用漏感做谐振电感，其产生的磁通包括两部分，一部分是主磁通，会从原边绕组耦合到副边绕组，进行功率传输，由于原、副边绕组间距相对较大，会有另一部分磁通未耦合到副边绕组，形成较大的漏感，散射在空间中，对周围器件产生较强的干扰。当变压器附近存在导磁金属机壳时，会使得泄漏磁场增加，该增加的泄漏磁场会穿过位于分槽变压器和导磁金属机壳之间的pcb板，使得pcb板的温度上升。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的发明目的是提供一种开放式磁场的高频磁性元件，用以解决高频磁性元件附近有磁导率较高的机壳时，其泄露磁场增加，进一步切割位于高频磁性元件及机壳之间的pcb板时，使pcb板温度升高的技术难题。
5.为了达到上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
6.一种开放式磁场的高频磁性元件，应用于导磁机壳附近，所述高频磁性元件安装于pcb板上，所述导磁机壳设置于pcb板外侧，所述pcb板和导磁机壳之间设置一金属屏蔽层。
7.其中，所述pcb板与所述导磁机壳之间还设置有绝缘层。
8.进一步地，所述绝缘层为橡胶垫片。
9.其中，所述的金属屏蔽层设置于所述橡胶垫片和导磁机壳之间。
10.进一步地，所述的金属屏蔽层是材质为铜或铝的金属屏蔽层。
11.更进一步地，所述金属屏蔽层为自粘铜箔或铝箔结构。
12.其中，所述高频磁性元件为漏感集成式分槽变压器。
13.更进一步地，所述漏感集成式分槽变压器包含一磁芯、至少一原边绕组和至少一
副边绕组，所述原边绕组和所述副边绕组间隔绕制在所述磁芯上。
14.其中，所述的导磁机壳为磁导率ur》500的机壳。
15.进一步地，所述导磁机壳为冷轧钢板层。
16.与现有技术相比，本实用新型具有的优点和有益效果如下：
17.本实用新型提供的开放式磁场的高频磁性元件具体为在pcb板和导磁机壳之间增加一金属屏蔽层，利用交变磁场在金属屏蔽层上因涡流效应而形成的反向磁场，使磁场无法穿过金属屏蔽层，进而减弱穿过pcb板的泄露磁场的强度，降低pcb板的损耗和温升。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为现有技术中开放式磁场的高频磁性元件应用于导磁机壳附近的结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例所示的开放式磁场的高频磁性元件应用于导磁机壳附近的结构示意图；
21.图3为本实用新型实施例所示的开放式磁场的高频磁性元件应用于导磁机壳附近的另一结构示意图；
22.其中：
23.1-漏感集成分槽变压器；
24.11-原边绕组；
25.12-副边绕组；
26.13-基板；
27.2-导磁机壳；
28.3-pcb板；
29.4-金属屏蔽层；
30.5-橡胶垫片；
31.6-磁通一；
32.7-磁通二。
具体实施方式
33.下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本实用新型的目的、方案及功效，但并非作为本实用新型所附权利要求保护范围的限制。
34.在说明书及后续的权利要求书中使用了某些词汇来指称特定组件或部件，本领域普通技术的员应可理解，技术使用者或制造商可以不同的名词或术语来称呼同一个组件或部件。本说明书及后续的权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件或部件的方式，而是以组件或部件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的权利要求项中
所提及的“包括”和“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“连接”一词在此包含任何直接及间接的电性连接手段。间接的电性连接手段包括通过其它装置进行连接。
35.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”以及“约”、或“大约”、“实质上”、“左右”等指示的方位或位置关系或参数等均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述内容，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、特定的尺寸或以特定的方位构造和操作，因此也不能理解为对本实用新型的限制。
36.参照图1，现有技术中漏感集成分槽变压器1的原边绕组11和副边绕组12沿磁芯绕线柱的轴向排列，其中，该磁芯例如但不限制为铁芯，通常按照原边绕组11、副边绕组12、副边绕组12、原边绕组11间隔排列，漏感集成式分槽变压器1应用于导磁机壳2附近，漏感集成式分槽变压器1通过基板13安装于pcb板3上，导磁机壳2设置于pcb板3外侧，此时漏感集成分槽变压器1因采用在绕线柱轴上原、副边绕组间隔绕制的方式，使得部分磁场泄露到变压器本体外，图1中所示的磁通一6，具体表现为原边绕组11产生的磁通一6部分通过磁芯耦合到副边绕组12，但也有一部分磁通泄露在漏感集成分槽变压器1本体外，进而会对周围器件产生干扰或损耗，漏感集成分槽变压器1外部有磁导率较高的导磁机壳2时，会使泄露磁场增加，该增加的泄露磁场引导穿过且切割pcb板3，产生较大的涡流损耗，使得pcb板温度升高。
37.针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的发明目的是提供一种开放式磁场的高频磁性元件，参照图2和图3，本实施例中开放式磁场的高频磁性元件应用于导磁机壳2附近，所述高频磁性元件(本实施例中为漏感集成式分槽变压器1)通过基板13安装于pcb板3上，所述导磁机壳2设置于pcb板3外侧，所述pcb板3和导磁机壳2之间设置一金属屏蔽层4。
38.本实施例中高频磁性元件可以为漏感集成分槽变压器1，漏感集成分槽变压器1包括一磁芯、至少一原边绕组11和至少一副边绕组12，原边绕组11和副边绕组间隔绕置在上述磁芯上，磁芯例如但不限为铁芯。以图2为例，该漏感集成分槽变压器1包括两个原边绕组11和两个副边绕组12，原边绕组11和副边绕组12沿铁芯绕线柱的轴向排列，且按照原边绕组11、副边绕组12、副边绕组12、原边绕组11的顺序间隔绕置在铁芯绕线柱上。可以理解的是，本实用新型的漏感集成分槽变压器可以只包含一个原边绕组11和一个副边绕组12，原边绕组11和副边绕组12间隔一定的距离绕置在磁芯上；本实用新型的漏感集成分槽变压器也可包含复数个原边绕组11和复数个副边绕组12，复数个原边绕组11和复数个副边绕组12相互交错且间隔一定距离绕置在磁芯上。上述原边绕组和副边绕组的绕置方式仅是简单举例，本实用新型不以为限。
39.其中，所述pcb板3与所述导磁机壳2之间还设置有绝缘层，所述绝缘层为橡胶垫片5，满足了pcb板铜线与导磁机壳及金属屏蔽层4之间的绝缘要求。所述的金属屏蔽层4设置于所述橡胶垫片5和导磁机壳2之间，所述的金属屏蔽层4是材质为铜或铝的金属屏蔽层，所述金属屏蔽层4为自粘铜箔或铝箔结构，其磁导率接近1，为电导率较高的材料，可将其粘在橡胶垫片5上，操作方便。
40.其中，所述的导磁机壳2为高磁导率的机壳，如可采用磁导率ur》500的材料；具体的，所述导磁机壳2为冷轧钢板层，电导率＝2.6e 6s/m,磁导率约ur》1500。
41.当外围有高磁导率的机壳时，会引导更多的磁力线切割pcb板，从而使pcb板产生涡流损耗，温度升高。为了减小pcb板的损耗和降低温度，本实施例在pcb板和导磁机壳之间增加了一层金属屏蔽层，由于该金属屏蔽层的磁导率接近1，因此利用交变磁场在金属屏蔽层上因涡流效应而形成的反向磁场，使得磁场无法穿过金属屏蔽层，进而减弱穿过pcb板的泄露磁场的强度，进一步降低了pcb板的损耗和温升。如图2所示，磁通二7被金属屏蔽层4屏蔽，不经过导磁机壳2，并且穿过pcb板3的磁通二7的强度远小于磁通一6，进而达到了pcb板的损耗和温度得以下降的技术效果。
42.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。