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1、(10)申请公布号 CN 103559977 A (43)申请公布日 2014.02.05 CN 103559977 A (21)申请号 201310487231.5 (22)申请日 2009.05.31 61/056,706 2008.05.28 US 200910163967.0 2009.05.31 H01F 17/00(2006.01) H01F 27/24(2006.01) H01F 27/28(2006.01) (71)申请人 弗莱克斯电子有限责任公司 地址 美国科罗拉多州 (72)发明人 阿图罗 . 西尔瓦 尼尔 . 盖尔 (74)专利代理机构 北京市柳沈律师事务所 11105 。
2、代理人 张祥 (54) 发明名称 功率转换器的磁性装置 (57) 摘要 在开关模式电源中使用的组件中所使用的磁 性结构能被结合以节省空间和成本。磁芯部分可 以用来形成不止一个组件和 / 或分离磁芯可以组 合成单个磁芯。另外， 比磁芯具有更高通量密度 饱和点且比磁芯 （但高于空气的磁导系数） 的磁导 系数低的材料层放置在磁芯内的气隙的附近以降 低流过围绕磁芯的附近的磁通量来减少 EMI。微 分模式扼流器和分离的通用模式扼流器可以组合 在单个磁芯上。PFC 扼流器磁芯的额外支腿可以 附加到隔离变压器磁芯以形成单个组合磁芯。一 对 E-E 磁芯结构可以组合成单个磁芯结构以便能 用于将一对单独的 PF。
3、C 扼流器结合成一对集成的 PFC 扼流器。 (30)优先权数据 (62)分案原申请数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 7 页 附图 7 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书7页 附图7页 (10)申请公布号 CN 103559977 A CN 103559977 A 1/1 页 2 1. 一种用于电子电路的电感元件组件， 该电感元件组件包括 ： 具有第一磁芯和第一对绕组的第一电感元件 ； 具有第二磁芯和第二对绕组的第二电感元件 ； 其中所述第二磁芯被连接到所述第一磁芯且由第二电感元件产生的磁通量从所述第 二磁芯通到所述第。
4、一磁芯通过然后回到所述第二磁芯。 2. 如权利要求 1 所述的电感元件组件， 其中所述第二电感元件形成为 E- 部分。 3. 如权利要求 2 所述的电感元件组件， 其中所述第一电感元件形成为一对 E- 部分。 4. 如权利要求 1 所述的电感元件组件， 其中所述第一电感元件形成为一对 E- 部分。 5. 如权利要求 1 所述的电感元件组件， 其中在所述第一和第二对绕组中流动的电流为 同步的以使得峰值电流不会同时流过两对绕组。 权 利 要 求 书 CN 103559977 A 2 1/7 页 3 功率转换器的磁性装置 0001 本申请是申请日为 2009 年 5 月 31 日、 申请号为 200。
5、910163967.0、 发明名称为 “功 率转换器的磁性装置” 的发明专利申请的分案申请。 技术领域 0002 本发明涉及一种磁性装置， 具体地说， 涉及一种功率转换器的磁性装置。 背景技术 0003 这里提出的是应用于功率转换装置中的各种技术。一般地， 功率转换器是一种传 送能量到电子装置并且还可以整流以满足装置的特殊需要的电源元件。 功率转换器一般应 用在消费电子产品例如计算机、 便携式电脑、 音响设备、 蜂窝电话或类似产品中。 0004 一种类型的功率转换器是开关模式电源 （SMPS） 。SMPS 可以包括电源元件和在该 电源元件内用来整流的电路。该电路运行特别快速， 调节电流来使电路。
6、稳定在一个设定电 压上， 然后该电压直接送给该器件。因为重量、 经济和方便因素， SMPS 是给多数需要稳定电 流和稳定电压的消费电子产品供电的设备。然而， 必须认真设计以提供具有可接受的效率 和最小的噪声的电能。 0005 为了满足这些要求， 功率转换器可包含一个或多个级， 所述级包含一个或多个磁 性组件， 所述磁性组件包括滤波器、 变压器、 电感器或类似器件。 一般地， 这里描述的技术致 力于改进由转换器使用的各种磁性组件。 发明内容 0006 下述具体实施例和特点结合系统、 工具和方法被描述和阐释， 所述系统、 工具和方 法意图为示例性的和图示性的， 而不是限定范围。 在各个实施例中， 。
7、一个或多个上述描述的 问题被减小或消除， 而其它实施例涉及其它改进。 0007 用于电子电路的电感元件被公开。该电感元件包括具有气隙的磁芯组件， 该磁芯 组件具有总的磁导系数， 磁芯组件由用于至少该组件的绝大多数的第一材料组成， 该第一 材料具有磁通密度饱和点， 并具有一层材料， 该层材料的磁导系数高于总磁导系数并且磁 通密度饱和点高于临近气隙的至少一侧的第一材料的磁通密度饱和点。 该元件还包括围绕 该磁芯组件周边的至少一部分的由导电材料构成的线圈。 0008 材料层可以包括 NiZn。材料层可以包括铁粉。该磁芯组件可以包括 E- 部分和 I- 部分。I- 部分可包括靠近 E- 部分的一侧上的。
8、材料层。该层可以具有大于 300u 的磁导 系数而磁芯组件的该总磁导系数可以小于 300u。该第一材料可以具有小于 0.5T 的磁通密 度饱和点， 而材料层可具有大于 0.5T 的磁通密度饱和点。 0009 也公开了用于电子电路的电感元件， 电子电路中的该元件包含具有围绕其设置绕 组的三个磁芯支腿的磁芯组件， 所述三个磁芯支腿包含第一支腿、 第二支腿、 第三支腿， 其 中该第三支腿包含气隙以使得第三支腿被分为两个支腿部分。 该元件还包括围绕该第一支 腿的第一绕组、 围绕该第二支腿的第二绕组和分别围绕第三支腿的两个支腿部分的第三和 说 明 书 CN 103559977 A 3 2/7 页 4 第。
9、四绕组。 该第一和第二绕组被用来滤除通用模式噪声而第三和第四绕组用来滤除微分模 式噪声。 0010 第一绕组可以和第二绕组具有相同的圈数， 第三绕组可以和第四绕组具有相同的 圈数。第一支腿、 第二支腿和第三支腿的第一末端可以都连接到顶部铁磁芯元件， 第一支 腿、 第二支腿和第三支腿的第二末端可以都连接到底部铁磁芯元件。 0011 也公开了用于电子电路的电感元件组件， 其中该组件包括具有第一磁芯和第一对 绕组的第一电感元件和具有第二磁芯和第二对绕组的第二电感元件。第二磁芯连接到第 一磁芯， 并且由第二电感元件产生的磁通量从第二磁芯到达第一磁芯然通过后回到第二磁 芯。 0012 第二电感元件可以形。
10、成为 E- 部分。第一电感元件可以形成为一对 E- 部分。在第 一和第二对绕组中流动的电流可以为同步的以使得峰值电流不会同时流过两对绕组。 0013 也公开了用于电子电路的电感元件组件， 其所述组件包括具有第一磁芯和第一对 绕组的第一电感元件和具有第二磁芯和第二对绕组的第二电感元件。 第一电感元件和第二 电感元件具有本质上相同的横截面形状并且两电感元件相互堆叠在一起。 0014 第一电感元件和第二电感元件可以本质上具有相同的横截面尺寸。 所述组件还可 包含具有第三磁芯和第三对绕组的第三电感元件， 其中第三电感元件本质上和第一和第二 电感元件具有相同的横截面形状， 另外， 其中三个电感元件相互堆。
11、叠在一起。 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- 部分和该通用磁芯部分。该通用 磁芯部分可以形成为一对 E- 部分的形状， 该对 E- 部分和它们相互紧靠的最长纵向部分连 接在一起。 在第一和第二对绕组中流动的电流可以是同步的以使得峰值电流不会同时流过 两对绕组。 0015 除了上述描述的示范性的方面和实施例外， 其他方面和实施例通过参照附图和下 面的描述例将变得显而易见。 附图说明 0016 图 1 是表示现有技术的电感磁芯结构 ； 0017 图 2 是表示创新的现有技术磁芯结构 ； 0018 图 3 是表示可用来滤除通用模式噪声或微分模式噪声的现有。
12、技术的扼流器 ； 0019 图 4 是表示用来既滤除通用模式噪声又滤除微分模式噪声的单一磁芯上的扼流 器 ； 0020 图 5 是表示用来形成一对分离的电感元件的一对分离磁芯结构 ； 0021 图 6 是表示用来形成一对分离电感元件的集成磁芯结构 ； 0022 图 7 是图 6 的那对电感元件中的电流随时间变化的示意图 ； 0023 图 8 是在图 6 中的集成磁芯结构中流动的磁通量线的示意图 ； 0024 图 9 是用于可堆叠在一起的三个分离电感元件的三个分离磁芯结构的示意图 ； 0025 图 10 是叠层的电感元件 ； 0026 图 11 是两个电感元件的两个分离磁芯的示意图， 其中所述两。
13、个电感元件被堆叠 并集成在一起以使通用于每一个电感元件的磁芯的一部分被共用。 说 明 书 CN 103559977 A 4 3/7 页 5 具体实施方式 0027 尽管本发明允许进行各种修改和替代形式， 其特定实施例已经通过附图中的例子 得以表示并在此予以详细地描述。然而应该意识到， 这并非用来限制本发明到公开的特殊 形式， 相反， 本发明覆盖了落入由权利要求限定的本发明的范围和精神内的所有变形、 等同 物和替代形式。 0028 在此传授的是可以用于优化或改进功率转换器中的磁性装置的各种技术。 低功率 PFC 转换器一般应用升压转换器来提高被整流的 AC 电源电压到使用临界传导模式 （CRM）。
14、 操 作的高压总线。CRM 操作的使用降低了转换器的成本 ； 然而， 这也需要具有小的电感值的感 应器以及在很大频率范围内操作的大的气隙。实际中， 大的气隙允许从感应器中逸出非常 大的辐射能。大的频率范围可能导致大量的 EMI 问题， 从而导致大量宽带频率 EMI 从感应 器中散入到电路的其它部分并最终从转换器盒子和 AC 电源软线中散出。辐射的宽带特性 需要大的 EMI 滤波器来阻止噪声离开电源软线。目前技术使用大的 EMI 滤波器滤除宽带噪 声或在 PFC 感应器上增加屏蔽来阻止噪声从气隙中射出。 0029 在目前PFC感应器中的气隙有时被填充磁导系数相对低的材料 （例如铁粉） 以在更 长。
15、的长度上分配气隙并减少通常与气隙相关的功率损失。大的 EMI 滤波器面临减少适配器 或其它功率转换器尺寸的挑战。目前有一种明显减小功率适配器尺寸的趋势。这需要高效 率设计从而减小滤波器尺寸。目前减少 EMI 的方法包括增大 EMI 滤波器的尺寸或给感应器 增加屏蔽。感应器中增加的屏蔽降低了效率。因此， 目前方法在减小适配器尺寸方面产生 了问题， 并且也导致转换器的总的成本增加。 0030 这里传授的技术包括在感应器的气隙中应用相对高的磁导系数的材料 （其不易饱 和） 。高磁导系数材料有效地吸引感应器的逃逸出的辐射重回感应器中。因此在不需要增 加 EMI 滤波或电感屏蔽下减少辐射噪音的数量。也保。
16、持了高的感应器效率， 因为由消散到 屏蔽中的能量引起的损失减小了。 0031 图 1 到 2 示出了两个感应器磁芯结构。图 1 示出了包含一个紧靠一个 E- 形磁芯 24 的 I- 形磁芯 22 的一种现有技术磁芯结构 20。E- 型磁芯 24 包括中心支腿 26 和两个外 部支腿 28 和 30。导体 32 的线圈缠绕在 E- 型磁芯 24 的中心支腿 26 的周围。可以看到， 气 隙 34 形成在 E- 型磁芯 24 的中心支腿 26 和 I- 型磁芯 22 的边缘之间。无论用于磁芯 22 和 24 材料如何， 磁芯结构 20 的有效磁导系数都会由于气隙 34 的存在而降低。另外， 气隙 。
17、34导致大量的磁通量通过气隙34内和气隙34的周围附近的空气。 这些通量导致可能对附 近的电子设备的操作有害的电磁辐射干扰 (EMI)。在很多情况下， 使用金属 （例如， 铜） 的导 电带围绕整个磁芯结构 20。 0032 图2示出了相似的感应器磁芯结构， 其中I-型磁芯的右边的一部分已经被不容易 饱和 （例如， 镍锌 （NiZn） ） 的相对高的磁导系数材料代替。该材料具有和空气相比相对高但 和所磁芯的其它部分相比相对低的磁导系数。在这种情况下， 磁芯结构 40 含有 I- 型磁芯 42 和 E- 型磁芯 44。E- 型磁芯 44 包含中心支腿 46 和两个外部支腿 48 和 50。导体 5。
18、2 的 线圈缠绕在 E- 型磁芯 44 的中心支腿 46 的周围。和磁芯结构 20 不同， 该磁芯结构 40 还包 括夹在 I- 型磁芯 42 和 E- 型磁芯 44 之间的高磁导系数 （相对于空气） 材料的层 54。在这种 情况下气隙 56 形成在 E- 型磁芯 44 的中心支腿 46 和高磁导系数的层 54 的边缘之间。应 理解到， 术语 “高磁导系数” 是指具有比磁芯结构的总磁导系数高的磁导系数材料。通过将 说 明 书 CN 103559977 A 5 4/7 页 6 这些较高磁导系数材料放置在 I- 型磁芯的边缘上， 高磁导系数材料充当磁通量的低磁阻 通路， 其减少了导致不希望的 EM。
19、I 的边缘通量。高磁导系数层的磁导系数不仅高于空气， 而 且明显低于铁氧体的磁导系数。 0033 因此， 该层54提供了多个好处。 第一， 相对于磁芯结构20， 它用于增加磁芯结构40 的有效的磁导系数。第二， 它为穿过大大降低从磁芯结构 40 辐射的 EMI 量的气隙的通量提 供更窄和更明确的路径。第三， 它可以消除或减少磁芯结构 40 的 EMI 滤波或屏蔽的需求。 0034 在一个实施例中， 具有大约 2200u 的磁导系数的铁氧体磁芯被用来形成用于具有 包括气隙的大约 70u 的总磁导系数的感应器的磁芯结构。一片具有大约 500-700u 的磁导 系数的 NiZn 设置在 I- 型磁芯。
20、的边缘位置。磁芯结构总的磁导系数则为大约 150-200u， 且 该片NiZn大大降低了可能导致不希望的EMI的边缘通量。 如果铁氧体被用作该层 （与NiZn 相对） ， 磁芯结构总的磁导系数将增加到高于150-200u的数值。 因为考虑磁芯中的磁场 （B） 的饱和是重要的， 因此这是不希望的。由于磁芯内的磁场直接和磁芯结构总的磁导系数成 比例， 因此增加磁芯的总磁导系数将使磁场更容易饱和， 这是不希望的。因此， 使用 NiZn 而 不是铁氧体。希望使用具有比 NiZn 更高的通量密度饱和点且还具有合适的磁导系数的其 它材料。没有限制， 用于该层 54 的另一合适材料的一个例子是铁粉， 其具有。
21、 0.7-1.5 特斯 拉的通量密度饱和点， 而铁氧体和 NiZn 在 0.3-0.5 特斯拉之间。 0035 现在回到披露 EMI 滤波器。AC- 至 -DC 电源一般地产生通用模式和微分模式电磁 干扰 （EMI） ， 其从 AC 电源软线传导和辐射出去。对于临界传导模式 （CrCM） 功率因子转换器 的情形， 其产生大分量的微分模式噪声 （例如， 在两个电源线之间的噪声） ， 该电源常使用通 用模式滤波器来滤除通用模式噪声 （例如， 在两个电源线上都传导的噪声） ， 以及使用一个 微分模式滤波器来滤除微分模式噪声。对于微分模式噪声比较小的情形， 通用模式滤波器 常有意设计成具有相对高的量的。
22、渗漏， 从而导致微分模式进行需要的滤波以本质上移除小 的微分模式噪声。 0036 在临界传导模式功率因子转换器的情形中， EMI 滤波器可能很大， 因为它需要大的 微分模式滤波器和通用模式滤波器。 在微分模式噪声较低和通用模式滤波器被设计为具有 大的漏电感的其它AC-至-DC转换器的情形中， 通用模式滤波器必须做大以防止饱和， 并且 由于在将滤波器设计为高渗漏所伴随的权衡滤波器设计， 一般转换器需要至少两级通用模 式滤波。 0037 这里教导的是微分模式滤波器和通用模式滤波器集成到通用磁芯上。 最终的滤波 器比使用分离滤波器时要小， 其在空间限制的应用中可能是重要的。另外， 总的材料减少 了，。
23、 这导致总的价格降低。 另外， 由于通用模式滤波器可根据通用模式性能而不是高渗漏进 行优化， 所以总的滤波性能也提高了。 0038 图 3 示出了现有技术中单个通用模式或微分模式扼流器 60， 其包括缠绕在矩形环 磁芯 62 周围的两个绕组 68 和 70。可以看到， 磁芯 62 包括一对支腿 64 和 66， 其周围分别 设置分离的绕组 68 和 70。当实施为通用模式扼流器时， 一个绕组可以串连连接到 AC 电源 线的线上， 而另一个绕组可以串联连接到该 AC 电源线的中心。 0039 图 4 示出了根据一个实施例的组合的通用模式和微分模式扼流器 72。磁芯 74 包 括一个外部矩形部分，。
24、 其具有一对支腿 76 和 78 和顶 77 和底 79， 以及也连接到顶 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 之间的小 说 明 书 CN 103559977 A 6 5/7 页 7 的气隙 82。支腿 76 和 78 具有分别设置在其上的绕组 88 和 90。中心支腿 84 和 86 具有分 别设置在其上的绕组 92 和 94。操作中， 在外部支腿 76 和 78 上的绕组 88 和 90 可以用来形 成通用模式噪声滤波器， 而在中心支腿 84 和 86 上的绕组 92 和 94 可以用来形成微分模式 噪声滤波器。可认识到，。
25、 较低磁导率的微分模式噪声滤波器和较高磁导率的通用模式噪声 滤波器共用磁芯结构的分支。 0040 本公开内容现在回到集成的两级 AC-DC 转换器磁性元件。提供功率因子校正 （PFC） 的 AC- 至 -DC 转换器一般使用多级转换器， 该多级转换器包含升压转换器以将整流 的 AC 源电压升压到高电压总线并且还包括隔离降压转换器以从高压非隔离总线产生隔离 的低压 DC 输出。使用的磁性组件至少包括用于 PFC 转换器的 PFC 扼流器和用于降压隔离 级的隔离变压器。这两个分离的磁性组件包含被功率转换器占用的大量成本和空间。 0041 这里教导的是将 PFC 扼流器和隔离变压器集成进单个磁芯结构。
26、。现有技术中， 如 图 5 所示， 隔离变压器和 PFC 扼流器一般缠绕在分离的 E-E 磁芯 100 和 102 上。在此公开 的内容教导 PFC 扼流器磁芯 104 能通过增加另外的 E 磁芯 108 到隔离变压器 （其包括一对 E 磁芯 110 和 112） 的 E-E 磁芯上而被安装到隔离变压器磁芯 106 中， 如图 6 和 8 所示。尽 管 PFC 扼流器的通量的返回路径基本上使用变压器 E-E 磁芯的支腿， 但如图 8 所示可以看 到， 一些通量流过不同路径的每一个而返回 PFC。这样， 隔离变压器的 E-E 磁芯的至少一部 分的尺寸可以稍微增加以容纳由于 PFC 扼流器和隔离变。
27、压器之间的通量共用装置产生的 附加通量。 0042 在提供PFC的低功率AC-至-DC转换器中， PFC转换器一般使用临界传导模式来操 作， 其导致 PFC 转换部分的操作频率范围较宽。由于隔离级一般在固定频率附近操作， 对准 用于采用了临界传导模式 PFC 转换器的 AC- 至 -DC 转换器的两个转换级之间的电流是不现 实的。然而， 在较高功率 AC- 至 -DC 转换器中， PFC 转换级一般在固定频率或基本固定的频 率下进行操作。这些情形中， 在基本固定的频率操作 PFC 级及后面的隔离级并以 PFC 扼流 器中的通量的返回路径加上最近的 E-E 磁芯支腿中的通量的路径为最小的方式使两。
28、个级 同步是可行的。 如果转换器的级以这种方式同步， E-E磁芯的尺寸可以缩小以使用于集成磁 性结构的 E-E 磁芯不大于用于隔离变压器磁芯中的 E-E 磁芯。这种同步的例子在图 7 中示 出。可以看到， 通过 PFC 扼流器的电流的计时被控制以使其峰值和通过隔离变压器的电流 的谷值对准。如所示， 通过 PFC 扼流器和隔离变压器的电流的频率可以是相互为倍数 （包括 相同的频率） ， 以使一个电流的峰值与另一个谷值对准 （或至少两个电流的峰值从不重合） 。 在这一点上， 变压器和 PFC 扼流器共用的 E- 磁芯的尺寸被最小化。也就是说， E- 磁芯不需 要设计为处理在同一时间来自 PFC 扼。
29、流器和隔离变压器二者的最大通量的总和。 0043 上述实施方式减少了组件数量， 降低了总的成本和减小了最终的功率转换器的尺 寸。两个转换级的同步在磁芯尺寸和成本的降低方面提供了进一步的好处。 0044 本公开的内容现在转到可堆叠的转换器磁性元件。AC- 至 -DC 转换器一般包含 至少两个转换级和用于每一个转换器的多个部分。典型的例子是提供功率因子校正的 AC- 至 -DC 转换器。提供功率因子校正 （PFC） 的 AC- 至 -DC 转换器一般使用多级转换器， 该 多级转换器包括将整流 AC 源电压升压转换到高电压总线的升压转换器， 并且还包括从高 压非隔离总线产生隔离低压DC输出的隔离降压。
30、转换器。 使用的磁性组件至少包括用于PFC 转换器的 PFC 扼流器和用于降压隔离级的隔离变压器。这两个磁性组件包含被功率转换器 说 明 书 CN 103559977 A 7 6/7 页 8 占用的大量成本和空间。 0045 AC- 至 -DC 转换器一般包括耦合到 AC 电源的 EMI 滤波器。EMI 滤波器通常包括两 个通用模式扼流器或一个通用模式和一个微分模式扼流器。另外， 隔离降压转换器一般包 含至少一个感应器， 大滤波感应器或共振感应器。如上所述， AC- 至 -DC 转换器一般包含大 量独立磁性组件。这些磁性组件有助于任何功率转换器使用的大量成本和空间。 0046 如在此所述， 两。
31、个或多个磁性元件以两个相邻组件共用磁芯的一侧的方式堆叠。 共用的磁芯边缘可以比其代替的两个磁芯边缘的组合稍小， 故磁芯材料的总体积减小。另 外， 组件数量和被磁性元件利用的总空间都被减少。 在一些情形中， 磁芯体积可以大幅度减 小。 而且， 下面描述的特定情形中， 转换器可以以这种方式操作从而进一步减小应用该技术 获得的磁芯体积。 0047 图9示出了两个分离的磁性组件结构块200和204， 它们可层叠到整个功率转换器 的单个堆叠组件 202 中。每一个磁性组件 200 和 204 被缠绕在具有预定机械横截面的磁芯 上。磁芯区域通过改变磁芯壁 （被表示为图 9 中的水平尺寸） 的厚度得以控制。。
32、每一个磁性 组件在顶部和底部之外的至少一面包含磁芯壁， 而一些在两侧上都包含磁芯壁 （例如 200） 。 在组件 202 的情形中， 可以看到组件结构块 200 为 202 的中心部分， 而组件结构块 204 可用 在组件 202 的任一端。当然， 组件结构块在被用于组件 202 的右手侧之前翻转。如图 9 所 示， 磁芯可以互相堆叠因为它们都具有相同的机械横截面和相似的尺寸。每部分的磁芯壁 为该部分和相邻部分提供通量路径。 叠层中的末端部分在两侧上而不仅仅是在一侧上包含 磁芯壁， 因为末端部分仅仅具有一部分临近它们。 0048 如图 9 所示磁性结构可以包含 AC- 至 -DC 转换器中的任。
33、意磁性元件， 这些磁性元 件包括但不局限于 EMI 滤波扼流器、 PFC 升压感应器、 隔离变压器、 共振感应器、 输出滤波扼 流器或类似器件。在一个实施例中， 元件可堆叠成使得位于变压器的原边上的磁性元件设 在叠层的一端， 使得位于变压器的副边上的磁性元件设在叠层的另一端， 以及使得隔离变 压器位于原边和副边的磁性组件之间。为方便设计， 较少量的磁性元件也可以堆叠。磁性 元件的堆叠和相关的优点的一些特定情形在下面描述。 0049 共振转换器设计中的常见做法是将变压器的寄生泄漏电感用作共振感应器。 这种 作法可通过非最优的变压器构造来获得高电感值限制设计。 通过使用可堆叠磁性元件的方 法， 可。
34、以将共振感应器和隔离变压器集成在一起， 因此允许优化变压器设计和允许容易改 变共振感应器值。图 10 示出了最终磁结构可能的形状。 0050 较高功率 PFC 转换器有时分成两个相同的平行的、 操作相位相差 180 度的 PFC 转 换器。两个相同的 PFC 转换器共用通用输入电压和通用输出电容。通过使半导体开关的门 驱动器的相位彼此相差 180 度， 两个转换器组合的感应器脉动电流与每一个单独的转换器 的电流相比实质上减少了。 0051 在两个 PFC 扼流器中的通量也是相位彼此相差 180 度。因此当以这里描述的方式 堆叠磁芯时， 在通用磁芯边缘内的通量充分抵消。因此可以通过堆叠这样两个磁。
35、芯和消除 通用边缘实现本质上减少总的磁性材料。图 11 示出了两个磁芯 250 和 252 如何在大量减 少总的磁芯体积的情况下组合成单个磁芯 254。磁芯 250 和 252 的每一个包含一对相互面 对的 E 型磁芯元件。磁芯 254 包含一对 E 型磁芯元件 256 和 258， 二者之间夹着唯一形状的 通用磁芯元件 260。通用磁芯元件 260 形状如同一对 E- 部分， 通过他们面向外的各个支腿 说 明 书 CN 103559977 A 8 7/7 页 9 连接在一起， 且它们各自纵向部分毗邻。 0052 还应理解， 可以应用各种技术使整个堆叠转换器磁性结构的需要的体积最小化。 例如，。
36、 单独组件的每一个的计时和操作可以被分析以确定每个组件中的叠层中的优化位置 从而使所需体积最小化。 另外， 如上讨论， 不同组件中的电流可以互相同步来减小通过磁芯 结构任一部分的最大瞬时通量。 0053 另外， 堆叠的磁性组件可以具有不同磁芯区域和不同磁芯尺寸 （例如， 将较小的 3 个壁的磁芯堆叠到大的磁芯上来形成最终的 4 个壁） 以希望实现特殊应用的特殊组件。 0054 虽然本发明结合附图和前述描述被详细阐释和描述， 该阐释和描述被认为是示例 性的但不是限定特征。例如， 上面描述的特定实施例可以和其它描述的实施例和 / 或以其 它方式安排的 （例如， 过程元件可以以其它顺序进行） 相组合。
37、。相应地， 应理解到， 仅仅优选 的实施例和其变形被示出和描述， 以及理解到， 而在本发明的精神内的所有变化和调整是 希望得到保护的。 0055 本申请在 35U.S.C.119 下要求于 2008 年 5 月 28 日提交的名称为 “功率转换技术” 的美国临时申请号为 61/056,706 的优先权， 其内容全部被并入于此。 说 明 书 CN 103559977 A 9 1/7 页 10 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103559977 A 10 2/7 页 11 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103559977 A 11 3/7 页 12 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103559977 A 12 4/7 页 13 图 7 说 明 书 附 图 CN 103559977 A 13 5/7 页 14 图 8 说 明 书 附 图 CN 103559977 A 14 6/7 页 15 图 9 图 10 说 明 书 附 图 CN 103559977 A 15 7/7 页 16 图 11 说 明 书 附 图 CN 103559977 A 16 。