CN213400745U - 一种磁芯、磁集成器件及其线路板、家用电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁芯、磁集成器件及其线路板、家用电器，由于磁芯采用上下两层的集成结构，包括第一磁芯组件和第二磁芯组件，分别供不同类型的绕组进行绕设，实现了将原本分立的磁性器件集成在一起，能有效减少磁芯及磁集成器件的体积，降低生产成本。第一磁芯组件或所述第二磁芯组件上设置有第二磁芯部，所述第二磁芯部包括多段第一芯体，相邻的所述芯体之间设置有第一气隙，由于第二磁芯部包括多个气隙，因此能够将各个第一气隙的间距做得很小，能够在维持与单一大间距的气隙同样性能的同时，减少磁性器件的涡流损耗、降低对磁芯周边的磁干扰。

Description

一种磁芯、磁集成器件及其线路板、家用电器

技术领域

本实用新型涉及电子器件技术领域，尤其涉及一种磁芯、磁集成器件及其线路板、家用电器。

背景技术

磁性器件，简称磁件，例如滤波器、变压器和电感器等，被广泛应用于电力电子功率变换、开关电源、变频空调***等领域中。磁性器件是完成能量储存与转换、滤波和电器隔离的主要器件，能够从多个方面影响变换器的整体性能。磁芯是磁件的重要组成部分，而磁芯的体积是影响磁性器件体积、重量的重要因素。目前，大部分磁性器件产品采用分立磁芯进行单独设计和使用，致使磁芯器件的数量多、体积大，导致成本较高。现有技术方案中，也有采用磁集成技术，即单独的磁件通过磁芯结构的设计，使得两个不同磁件所产生的磁通产生相互作用：加强或减弱。该技术将两个磁件集成在一起，从而实现减小磁件体积，降低成本的目的。对于储能或者滤波的磁性器件，为了避免磁芯饱和，会在磁芯上开设气隙，但是该气隙会导致漏感较大、电感涡流损耗大、且对周边产生的磁干扰大。

实用新型内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本实用新型实施例提供了一种磁芯、磁集成器件及其线路板、家用电器，能够在实现减少磁性器件体积的基础上进一步减少磁性器件的涡流损耗、降低对磁芯周边的磁干扰。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种磁芯，包括：

第一磁芯组件；

第二磁芯组件，位于所述第一磁芯组件的下方，所述第二磁芯组件包括第一磁芯部，所述第一磁芯部的形状呈封闭连续的环形，所述第一磁芯部靠近所述第一磁芯组件的上侧包括第一臂部，所述第一臂部和所述第一磁芯组件构成第一闭合磁路；

第二磁芯部，设置于所述第一磁芯组件或所述第二磁芯组件上，所述第二磁芯部包括多段第一芯体，相邻的所述芯体之间设置有第一气隙。

本实用新型实施例提供的磁芯至少具有以下有益效果：本实用新型实施例的磁芯采用上下两层的集成结构，包括第一磁芯组件和第二磁芯组件，分别供不同类型的绕组进行绕设，实现了将原本分立的磁性器件集成在一起，能有效减少磁芯及磁集成器件的体积，降低生产成本。第二磁芯组件包括第一磁芯部，所述第一磁芯部的形状呈封闭连续的环形，构成供下层绕组使用的闭合磁路，另外，第一磁芯部上侧的第一臂部与第一磁芯组件构成第一闭合磁路以供上层的绕组使用，可见，上述的第一臂部分别被上下两层的闭合磁路所共用，因此能够进一步减小磁芯和使用该磁芯的磁芯器件的体积，有利于电控线路板的布线设计和电控线路板和电控盒等小型化设计。为了避免作为储能或者滤波的磁性器件被使用时磁芯饱和，第一磁芯组件或所述第二磁芯组件上设置有第二磁芯部，所述第二磁芯部包括多段第一芯体，相邻的所述芯体之间设置有第一气隙，由于第二磁芯部包括多个气隙，因此能够将各个第一气隙的间距做得很小，能够在维持与单一大间距的气隙同样性能的同时，减少磁性器件的涡流损耗、降低对磁芯周边的磁干扰。

本实用新型一个实施例中，所述第一磁芯组件包括第二臂部和设置于所述第二臂部两端的折臂，所述第一臂部、所述第二臂部和所述第二臂部两端的所述折臂构成所述第一闭合磁路。通过设置于第二臂部两端的折臂，与第一臂部一起构成形状呈封闭连续的环形，构成了第一闭合磁路，该第一闭合磁路共用了第二磁芯组件的部分器件，能减小磁芯的体积。而第二臂部两端的折臂结构为常规“C”字形磁芯，容易实现大规模生产。

本实用新型一个实施例中，所述第二磁芯部设置于所述第一磁芯组件在所述第一闭合磁路中的任意一段上。第二磁芯部件可以任意设置在上层的第一磁芯组件中构成第一闭合磁路的相应位置上，例如可以设置在第二臂部或者折臂上。

本实用新型一个实施例中，所述第二磁芯部设置于所述第一磁芯组件的一个所述折臂上。将第二磁芯部设置在第一磁芯组件的折臂上。通过在折臂上设置具有多个气隙的第二磁芯部，能便于进行加工和供绕组进行绕线，同时能够降低进入绕设在折臂上的绕组的扩散磁通，减少由扩散磁通引起的电磁损耗和电磁干扰。

本实用新型一个实施例中，包括两个所述第二磁芯部，两个所述第二磁芯部分别设置于所述第二臂部两端的所述折臂上。本实施例中，第一磁芯组件上的两个折臂均设置有第二磁芯部。这样可以在保持磁芯的性能相当的情况下，设计使得第二磁芯部上第一气隙的高度可以减小，或者第二磁芯部上第一气隙的数量可以减少，又或者，可以减少折臂的宽度，使磁芯的体积进一步减少。

本实用新型一个实施例中，所述第二磁芯组件还包括第三磁芯部，所述第三磁芯部设置于所述第一磁芯部的中部。由于第一磁芯部为连续闭合的环形，设置于第一磁芯部的第三磁芯部可以适配共模电感的绕制，当共模电感绕组绕设在第一磁芯部的两侧，第三磁芯部可以增加共模电感的差模分量，当共模电感绕组设在第三磁芯部，则可以减小第一磁芯部两侧边柱的宽度，减少磁芯的体积。

本实用新型一个实施例中，所述第一磁芯部远离所述第一磁芯组件的下侧包括第三臂部，所述第三磁芯部分别与所述第一臂部和所述第三臂部连接。第三磁芯部分别与第一磁芯部的第一臂部和所述第三臂部连接，该设置能更好地安排绕下层的第二磁芯组件和上层的第二磁芯组件的位置关系，便于磁路的设置和分配。

本实用新型一个实施例中，所述第一磁芯部远离所述第一磁芯组件的下侧包括第三臂部，所述第三磁芯部的一端与所述第三臂部连接，另一端与所述第一臂部之间形成有第二气隙。第三磁芯部与第一臂部之间形成有第二气隙，能够提升绕设第二磁性组件，电感量的均匀性。

本实用新型一个实施例中，所述第二磁芯部设置于所述第一臂部和所述第二臂部之间。第二磁芯部设置于所述第一臂部和所述第二臂部之间，即第二磁芯部设置于第一臂部、第二臂部和折臂构成的环形磁芯组件之间，这样就无需在第二臂部及其两端的折臂上设置第二气隙，可以将第二臂部及其两端的折臂体积设计得更小，另外第二磁芯部可供差模电感的绕组进行绕设，第二磁芯部的多个第一气隙不仅能够为避免差模电感磁饱和，而且能够提升差模电感的差模分量。

本实用新型一个实施例中，所述第二臂部两端的折臂与所述第一臂部之间形成有第三气隙。第三气隙能够避免磁性器件的磁饱和，而且能够提升绕组电感量的均匀性。

本实用新型一个实施例中，所述第一磁芯部远离所述第一磁芯组件的下侧包括第三臂部，所述第二磁芯部设置于所述第一臂部和所述第三臂部之间。第二磁芯部设置于所述第一臂部和所述第三臂部之间，这样可以适配共模电感的绕制，当共模电感绕组绕设在第一磁芯部的两侧，第二磁芯部可以增加共模电感的差模分量，当共模电感绕组绕设在第二磁芯部，在满足相同磁通量的情况下可以减小边柱的宽度，减小体积，另外，第二磁芯部的多个第一气隙能够适配差模电感或者储能、滤波电感的绕制。

本实用新型一个实施例中，还包括第四磁芯部，所述第四磁芯部设置于所述第一磁芯组件上，所述第四磁芯部包括多段第二芯体，相邻的所述第二芯体之间设置有第四气隙。由于第四磁芯部包括多个气隙，因此能够将各个第四气隙的间距做得很小，能够在维持与单一大间距的气隙同样性能的同时，减少磁性器件的涡流损耗、降低对磁芯周边的磁干扰。

本实用新型一个实施例中，所述第一磁芯组件包括第二臂部和设置于所述第二臂部两端的折臂，第四磁芯部设置于所述第一臂部和所述第二臂部之间，即第四磁芯部设置于第一臂部、第二臂部和折臂构成的环形磁芯组件之间，这样就无需在第二臂部及其两端的折臂上设置第二气隙，可以将第二臂部及其两端的折臂体积设计得更小，另外第四磁芯部可供差模电感的绕组进行绕设，第四磁芯部的多个第四气隙不仅能够为避免差模电感磁饱和，而且能够提升差模电感的差模分量。

本实用新型一个实施例中，所述第一气隙填充有非导磁材料。通过在各个第一气隙中填充有非导磁材料，既能保持气隙的作用，也能增强磁芯的刚性。

本实用新型一个实施例中，所述第一臂部、所述第二臂部和所述第二臂部两端的所述折臂封闭形成第一环状开口，所述形状呈环形的第一磁芯部包括封闭形成第二环状开口，所述第一环状开口的面积为所述第二环状开口面积的一半。第一环状开口的面积为所述第二环状开口面积的一半，能够在满足磁集成器件性能需求的基础上尽量缩小磁芯的体积。

第二方面，本实用新型提供一种磁集成器件，包括本实用新型第一方面的磁芯以及第一绕组和第二绕组，所述第一绕组绕设在所述磁芯的第一磁芯组件上，所述第二绕组绕设在磁芯的第二磁芯组件上。由于磁集成器件所采用的磁芯采用上下两层的集成结构，包括第一磁芯组件和第二磁芯组件，分别供第一绕组和第二绕组进行绕设，实现了将原本分立的磁性器件集成在一起，能有效减少磁芯及磁集成器件的体积，降低生产成本。第二磁芯组件包括第一磁芯部，所述第一磁芯部的形状呈封闭连续的环形，构成供下层绕组使用的闭合磁路，另外，第一磁芯部上侧的第一臂部与第一磁芯组件构成第一闭合磁路以供上层的绕组使用，可见，上述的第一臂部分别被上下两层的闭合磁路所共用，因此能够进一步减小磁芯和磁集成器件的体积。同时，为了避免作为储能或者滤波的磁性器件被使用时磁芯饱和，第一磁芯组件或所述第二磁芯组件上设置有第二磁芯部，所述第二磁芯部包括多段第一芯体，相邻的所述芯体之间设置有第一气隙，由于第二磁芯部包括多个气隙，因此能够将各个第一气隙的间距做得很小，能够在维持与单一大间距的气隙同样性能的同时，减少磁集成器件的涡流损耗、降低对磁芯周边的磁干扰。

第三方面，本实用新型提供一种线路板，包括本实用新型第二方面提供的磁集成器件。由于线路板中磁集成器件所采用的磁芯采用上下两层的集成结构，包括第一磁芯组件和第二磁芯组件，分别供第一绕组和第二绕组进行绕设，实现了将原本分立的磁性器件集成在一起，能有效减少磁芯及磁集成器件的体积，降低生产成本。第二磁芯组件包括第一磁芯部，所述第一磁芯部的形状呈封闭连续的环形，构成供下层绕组使用的闭合磁路，另外，第一磁芯部上侧的第一臂部与第一磁芯组件构成第一闭合磁路以供上层的绕组使用，可见，上述的第一臂部分别被上下两层的闭合磁路所共用，因此能够进一步减小磁芯和磁集成器件的体积，便于线路板的布线设计。同时，为了避免作为储能或者滤波的磁性器件被使用时磁芯饱和，第一磁芯组件或所述第二磁芯组件上设置有第二磁芯部，所述第二磁芯部包括多段第一芯体，相邻的所述芯体之间设置有第一气隙，由于第二磁芯部包括多个气隙，因此能够将各个第一气隙的间距做得很小，能够在维持与单一大间距的气隙同样性能的同时，减少磁集成器件的涡流损耗、降低对磁芯周边的磁干扰。

第四方面，本实用新型提供一种家用电器，包括本实用新型第三方面的线路板。由于线路板中的线路采用磁集成器件，而磁集成器件中的磁芯包括第一磁芯组件和第二磁芯组件，分别供第一绕组和第二绕组进行绕设，实现了将原本分立的磁性器件集成在一起，能有效减少磁芯及磁集成器件的体积，降低生产成本。第二磁芯组件包括第一磁芯部，所述第一磁芯部的形状呈封闭连续的环形，构成供下层绕组使用的闭合磁路，另外，第一磁芯部上侧的第一臂部与第一磁芯组件构成第一闭合磁路以供上层的绕组使用，可见，上述的第一臂部分别被上下两层的闭合磁路所共用，因此能够进一步减小磁芯和磁集成器件的体积，便于线路板的布线设计，有利于家电设备的小型化设置。同时，为了避免作为储能或者滤波的磁性器件被使用时磁芯饱和，第一磁芯组件或所述第二磁芯组件上设置有第二磁芯部，所述第二磁芯部包括多段第一芯体，相邻的所述芯体之间设置有第一气隙，由于第二磁芯部包括多个气隙，因此能够将各个第一气隙的间距做得很小，能够在维持与单一大间距的气隙同样性能的同时，减少磁集成器件的涡流损耗、降低对磁芯周边的磁干扰。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1是本实用新型一个实施例提供的磁芯的结构视图；

图2是本实用新型一个实施例提供的磁芯的结构视图；

图3是本实用新型一个实施例提供的磁芯的结构视图；

图4是本实用新型一个实施例提供的磁芯的结构视图；

图5是本实用新型一个实施例提供的磁芯的结构视图；

图6是本实用新型一个实施例提供的磁芯的结构视图；

图7是本实用新型一个实施例提供的磁芯的结构视图；

图8是本实用新型一个实施例提供的磁芯的结构视图；

图9是本实用新型一个实施例提供的磁芯的结构视图；

图10是本实用新型一个实施例提供的磁芯的结构视图；

图11是本实用新型一个实施例提供的磁芯的结构视图；

图12是本实用新型一个实施例提供的应用于磁集成器件的电路原理图；

图13是本实用新型一个实施例提供的磁集成器件的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

应了解，在本实用新型实施例的描述中，多个或多项的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到“第一”、“第二”等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

磁性器件，简称磁件，如变压器、电感等，被广泛应用于电力电子功率变换、开关电源、变频空调***等领域中，同时也是开关电源的重要组成部分。磁件是完成能量储存与转换、滤波和电气隔离的主要器件，能够从多个方面影响变换器的整体性能。

一方面，磁件是影响变换器体积、重量的主要因素，根据统计，磁件的重量一般是变换器总重的30-40％，体积占总体积的20-30％，对于高频工作且模块化设计的电源，磁件体积和重量所占的比例还要高于上面给出的数据。另一方面，磁件参数如输出滤波电感的大小的选取，将直接影响电源的输出电流脉动和输出动态性能。再一方面，磁件的损耗会影响变换器的效率。

若多个磁性器件相互独立，所占的体积较大，这样会严重影响线路板上其他元件的布局。并且由于磁性器件的体积不能做小，会严重影响整个电源模块的功率密度，同时，多个独立的磁性器件的成本很高，磁芯的损耗和绕组铜损都较大。

为了减小磁件的体积和重量，改善磁性器件的滤波性能，一种方式是，提高交变电流的频率，但高频的方式仍有一定局限性，并非所有的场景都能适用，而且，为了减小磁芯损耗，磁芯高频工作时一般要降额使用，从而导致磁芯的利用率不高，反过来限制了磁件体积的减小。为进一步减小磁件的体积、损耗，同时保证变换器的性能良好，可以采用磁集成Integrated Magnetic，IM技术。磁集成技术即单独的磁件通过磁芯结构的设计，使得两个不同磁件所产生磁通产生相互作用：加强或减弱。该技术将两个磁件集成在一起，从而实现减小磁件体积，降低成本的目的。

虽然原理上任意类型的电感器件(例如滤波电感、变压器等)都可以采用磁集成技术，但是实际情况是对于集成磁芯的结构需要根据所集成磁性器件类型进行调整，例如，对于储能或者滤波的磁性器件，为了避免磁芯饱和，需要在磁芯上增加气隙，这样才能承受较大的直流磁通。在磁芯上增加气隙会向外辐射漏磁通，漏磁通会切割绕组线圈导致漏感和电感涡流损耗，而且会对周边产生较大的磁干扰，影响线路板上其他元件的工作，进而使家用电器的EMI性能下降。

本实用新型实施例提供了一种磁芯，参照图1所示，该磁芯包括：

第一磁芯组件110，该第一磁芯组件110用于绕设第一绕组，第一绕组可以是任意类型磁性器件的线圈绕组。

第二磁芯组件120，该第二磁芯组件120用于绕设第二绕组，第二绕组可以是任意类型磁性器件的线圈绕组。其中第一绕组和第二绕组的线圈绕组类型可以相同或者不同，例如第一绕组为功率电感线圈绕组，第二绕组为共模电感绕组。

参照图1所示，第二磁芯组件120位于第一磁芯组件110的下方，相当于第一磁芯组件 110处于上层，第二磁芯组件120处于下层。第二磁芯组件120包括第一磁芯部130，第一磁芯部130的形状呈封闭连续的环形，第一磁芯部130靠近第一磁芯组件110的上侧包括第一臂部131，第一臂部131和第一磁芯组件110构成第一闭合磁路，环形的第一磁芯部130组成第二闭合磁路，第一臂部131和第一磁芯组件110构成第一闭合磁路可以供第一绕组使用，第一磁芯部130的第二闭合磁路可用第二绕组使用。

参照图1所示，第一闭合磁路和第二闭合磁路具有共用的磁芯段，即第二磁芯组件120 靠近第一磁芯组件110一侧(又或者可以理解为靠近上层磁芯组件的一侧)的第一臂部131 为共用的磁芯段，即第一臂部131既作为第一闭合磁路的一部分，也作为第二闭合磁路的一部分，因此上述的第一臂部131分别被上下两层的第一闭合磁路和第二闭合磁路所共用，因此能够进一步减小磁芯和使用该磁芯的磁芯器件的体积，有利于电控线路板的布线设计和电控线路板和电控盒等小型化设计。另外，由于本实用新型实施例中的磁芯为上下层立体结构，也能有效减少磁芯在线路板上的占用面积，进一步有利于电控线路板的布线设计。

还包括第二磁芯部140，第二磁芯部140包括多段第一芯体141，相邻的第一芯体141之间设置有第一气隙142。对于储能或者滤波的磁性器件，具有能量存储的需求，但随着磁性材料中的磁场强度增加，其磁通密度也增大，但当磁场强度大到一定程度时，其磁通不再增加，这称为磁饱和，磁饱和会影响磁芯的存储能量的能力。为了避免磁芯饱和，需要在磁芯上增加气隙，这样才能承受较大的直流磁通。

第二磁芯部140可以设置于第一磁芯组件110或者第二磁芯组件120上，可以作为一个额外的部件设置于第一磁芯组件110或者第二磁芯组件120上，例如设置于第一磁芯组件110 围闭而成的空间中或者设置于环形的第一磁芯部130的中间，又或者，可以作为第一磁芯组件110的一部分，例如将第一磁芯组件110的一部分分隔成多段第一芯体141，这样相邻的第一芯体141之间形成第一气隙142，这也相当于在第一磁芯组件110的一部分中开有多个第一气隙142，这样相邻第一气隙142之间的第一磁芯组件110就被分隔成多个第一芯体141。由于第二磁芯部140包括多个第一气隙142，因此能够将各个第一气隙142的间距做得很小，能够在维持与单一大间距的气隙同样性能的同时，减少磁性器件的涡流损耗、降低对磁芯周边的磁干扰。例如，假设第一气隙142的高度为h1，第二磁芯部140包括M个第一气隙142，其同等性能的单个气隙的高度为h2，这样h2＝M*h1。由于气隙漏磁的磁通在磁芯横截面上相当于以气隙的高度为直边的半圆形或弓形，因此，随着气隙高度的增加，漏磁磁通的横截面面积呈平方倍数增加，对于实际的立体空间来说呈立方倍数增加。因此，将气隙分隔为多个第一气隙142时，漏磁的磁通面积大大降低，因此能够在维持与单一大间距的气隙同样性能的同时，减少磁性器件的涡流损耗、降低对磁芯周边的磁干扰。

上述的第一气隙142可以填充有非导磁材料，多个第一气隙142所填充的材料可以为同一种材料。或者，第一气隙142填充的材料不同，本实用新型对此不限定，其中非导磁材料可以为环氧树脂板等。上述的第一气隙142也可以填充导磁材料，填充在第一气隙142的导磁材料的磁导率需要小于第一磁芯组件110和第二磁芯组件120的磁导率。其中，第二磁芯部140上的多个第一气隙142的高度可以相同或者不同。通过在各个第一气隙142中填充有非导磁材料或导磁材料，既能保持气隙的作用，也能增强磁芯的刚性。

另外，第一气隙142也可以不进行填充，此时也可以理解为，第一气隙142中填充有空气。

第一磁芯组件110和第二磁芯组件120可以采用常见的磁芯材料，例如铁氧体、硅钢片或者铁镍合金。第一磁芯组件110可以与第二磁芯组件120一体连接或者分体接触连接。其中一体连接，可以是第一磁芯组件110与第二磁芯组件120一体成型，这样能有效降低磁损耗，但是需要定制磁芯的模具。第一磁芯组件110与第二磁芯组件120分体接触连接，两个磁芯组件之间会存在微小的间隙，有一定的磁损耗，但是第一磁芯组件110和第二磁芯组件 120可以采用现有常见形状的磁芯组件拼装而成，可以直接采用现有的磁芯组件，生产成本较低。

结合附图1，本实用新型实施例的“上方”、“下方”、“上层”、“下层”只是描述第一磁芯组件110和第二磁芯组件120的相对位置，其中第二磁芯组件120可以安装于线路板上，这时第一磁芯组件110位于第二磁芯组件120的上方。可以理解的是，也可以将磁芯整体倒置，即第一磁芯组件110安装于线路板上，第二磁芯组件120位于第一磁芯组件110 的上方。

参照图1所示，第一磁芯组件110包括第二臂部111和设置于所述第二臂部111两端的折臂112，第二臂部111的形状为直柱，第二臂部111的两个折臂112的弯折方向相同，两个折臂112与第二臂部111相互垂直，第二臂部111和两端的折臂112构成C形磁芯组件。第二磁芯组件120的形状为封闭的环形，第二磁芯组件120的包括相互平行的第一臂部131 和第三臂部132，相互平行的第四臂部133和第五臂部134，第一臂部131和第四臂部133相垂直，第一臂部131、第三臂部132、第四臂部133和第五臂部134组成环形封闭的正方形。第一臂部131和第二臂部111相平行，第二臂部111一端的折臂112与第二臂部111连接。这样，第一臂部131和两端的折臂112以及第二臂部111组成一个长方形，形成第一闭合磁路。第二磁芯组件120的第一臂部131、第三臂部132、第四臂部133和第五臂部134组成第二闭合磁路，其中第二臂部111被第一闭合磁路和第二闭合磁路所共用，能减小磁芯的体积。而第二臂部111两端的折臂112结构为常规“C”字形磁芯，容易实现大规模生产。

第二磁芯部140可以设置于第一磁芯组件110在第一闭合磁路中的任意一段上。例如可以设置在第二臂部111或者折臂112上。参照图1所示，第二磁芯部140设置于第一磁芯组件110的一个所述折臂112上。相当于第一磁芯组件110的一个折臂112上开有多个第一气隙142形成第二磁芯部140。通过在折臂112上设置具有多个气隙的第二磁芯部140，能便于进行加工。折臂112上的第二磁芯部140可供绕组进行绕线，第二磁芯部140上的多个第一气隙142能够降低进入绕设在折臂112上的绕组的扩散磁通，减少由扩散磁通引起的电磁损耗和电磁干扰。

参照图2所示，上述的第二磁芯部140件也可以设置有两个，两个第二磁芯部140分别设置于所述第二臂部111两端的所述折臂112上。也可以理解为在第一磁芯组件110的两个折臂112上均开有第一气隙142。这样可以在保持磁芯的性能不变的情况下，设计使得第二磁芯部140上第一气隙142的高度可以减小，或者第二磁芯部140上第一气隙142的数量可以减少，又或者，可以减少折臂112的宽度，使磁芯的体积进一步减少。这样可以在保持磁芯的性能相当的情况下，设计使得第二磁芯部140上第一气隙142的高度可以减小，或者第二磁芯部140上第一气隙142的数量可以减少，又或者，可以减少折臂112的宽度，使磁芯的体积进一步减少。

参照图3所示，在上述图1所示的磁芯的基础上，第二磁芯组件120上还可以设置第三磁芯部310，其中第三磁芯部310设置于第一磁芯部130的中部，例如可以与第一磁芯部130 中的第一臂部131和第三臂部132垂直。由于第一磁芯部130为连续闭合的环形，设置于第一磁芯部130的第三磁芯部310可以适配共模电感的绕制，当共模电感绕组绕设在第一磁芯部130的两侧，第三磁芯部310可以增加共模电感的差模分量，当共模电感绕组设在第三磁芯部310，则可以减小第一磁芯部130两侧边柱的宽度，减少磁芯的体积。另外该设置能更好地安排绕下层的第二磁芯组件120和上层的第二磁芯组件120的位置关系，便于磁路的设置和分配。

上述第三磁芯部310可以与第一磁芯部130一体成型，第三磁芯部310可以作为第一磁芯部130的中柱。另外，第三磁芯部310与第一磁芯部130之间可以形成有气隙，例如第三磁芯部310的一端与第一臂部131或者第三臂部132连接，另一端与第一磁芯部130之间形成气隙。设置于第一磁芯部130中柱上的气隙可以为避免储能或者滤波磁芯器件的磁饱和。

参照图4所示，上述的第二磁芯部140可以设置于第一臂部131和第二臂部111之间。例如可以在第二臂部111、第一臂部131及其两端折臂112形成的环形磁芯组件中设置第二磁芯部140，即第二磁芯部140作为第一磁芯组件110的中柱。这样就无需在第二臂部111及其两端的折臂112上设置第二气隙710，可以将第二臂部111及其两端的折臂112体积设计得更小，另外第二磁芯部140可供差模电感的绕组进行绕设，第二磁芯部140的多个第一气隙142不仅能够为避免差模电感磁饱和，而且能够提升差模电感的差模分量。参照图4所示的磁芯可以采用E形磁芯和方形磁芯组合而成，在E形磁芯的中柱上设置多个第一气隙142形成第二磁芯部140。另外，也可以参照图5所示，磁芯可以采用8字形磁芯和I型磁芯组合而成，在I形磁芯中设置多个第一气隙142形成第二磁芯部140。

参照图6所示，在图4所示磁芯的基础上，可以在第一磁芯部130的中部设置第三磁芯部310，作为第一磁芯部130的中柱。由于第一磁芯部130为连续闭合的环形，设置于第一磁芯部130的第三磁芯部310可以适配共模电感的绕制，当共模电感绕组绕设在第一磁芯部130的两侧，第三磁芯部310可以增加共模电感的差模分量，当共模电感绕组设在第三磁芯部310，则可以减小第一磁芯部130两侧边柱的宽度，减少磁芯的体积。另外，该设置能更好地安排绕下层的第二磁芯组件120和上层的第二磁芯组件120的位置关系，便于磁路的设置和分配。其中，图6所示的磁芯中，第三磁芯部310与第一磁芯部130为一体，可以是一个8字形的磁芯。

另外，也可以参照图7所示，上述图6中磁芯的第三磁芯部310与第一磁芯部130之间形成第二气隙710，例如上述第三磁芯部310的一端与第三臂部132连接，另一端与第一臂部131之间形成第二气隙710。第二气隙710能够提升绕设第二磁性组件，电感量的均匀性。

第三磁芯部310可以适配共模电感的绕制，当共模电感绕组绕设在第一磁芯部130的两侧，第三磁芯部310可以增加共模电感的差模分量，当共模电感绕组设在第三磁芯部310，则可以减小第一磁芯部130两侧边柱的宽度，减少磁芯的体积。

另外，上述实施例中，第二臂部111两端的折臂112与所述第一臂部131之间可以形成有第三气隙810。第三气隙810能够避免磁性器件的磁饱和，而且能够提升绕组电感量的均匀性。

参照图8所示，上述的第二磁芯部140还可以设置于第一磁芯部130中，即第二磁芯部 140设置于第一臂部131、第三臂部132、第四臂部133和第五臂部134说组成的方形之中，例如图8所示第二磁芯部140作为第一磁芯部130的中柱设置于第一磁芯部130中，或者，在8字形磁芯的中柱上开设多个第一气隙142形成第二磁芯部140，第二磁芯部140垂直于第一臂部131和第三臂部132，这样可以适配共模电感的绕制，当共模电感绕组绕设在第一磁芯部130的两侧，第二磁芯部140可以增加共模电感的差模分量，当共模电感绕组绕设在第二磁芯部140，在满足相同磁通量的情况下可以减小边柱的宽度，减小体积，另外，第二磁芯部140的多个第一气隙142能够适配差模电感或者储能、滤波电感的绕制。图8中第一磁芯组件110的第二臂部111及其两端的折臂112构成C型磁芯，其中C型磁芯两侧的折臂 112与第一磁芯组件110之间设置有第三气隙810，第三气隙810能够避免磁性器件的磁饱和，而且能够提升绕组电感量的均匀性。而在C型磁芯两侧的折臂112上各设置有第三气隙810，一方面便于加工制作，另一方面能够降低第三气隙810的高度，使第一磁芯组件110的体积更小。通过第三气隙810能够避免磁性器件的磁饱和，而且能够提升绕组电感量的均匀性。

参照图9所示，在图8所述磁芯的基础上，在图8中的C型磁芯增加一中柱，或者将图8中的C型磁芯替换为E型磁芯。E型磁芯的中柱与第二磁芯组件120之间设置有气隙。这样能够进一步降低第三气隙810的高度，使第一磁芯组件110的体积更小。而且，通过设置的中柱，能够扩展磁性器件的绕线方式，磁性器件的绕组可以绕设在中柱上，这样可以减小第一磁芯组件110的折臂112的宽度，减小磁芯的体积。

参照图10所示，在图8所示的磁芯的基础上，可以增加第四磁芯部1010，第四磁芯部 1010设置于第一磁芯组件110上，第四磁芯部1010包括多段第二芯体1011，相邻的所述第二芯体1011之间设置有第四气隙1012。第四磁芯部1010和第二磁芯部140的结构和作用基本相同。各个第四气隙1012的高度可以相同或者不同，第四气隙1012可以填充非导磁材料或者导磁率小于第一磁芯组件110和第二磁芯组件120的导磁材料。第四气隙1012也可以不填充材料或理解为填充有空气。通过设置第四磁芯部1010，使上层的第一磁芯组件110和下层的第二磁芯组件120均具有多段气隙的磁芯部，使上层磁芯组件和下层磁芯组件均可以绕设储能或滤波磁性器件的绕组。同时由于多气隙的设置，因此能够将各个第四气隙1012的间距做得很小，能够在维持与单一大间距的气隙同样性能的同时，减少磁性器件的涡流损耗、降低对磁芯周边的磁干扰。参照图10所示，第四磁芯部1010作为第一磁芯组件110的中柱，即第四磁芯部1010与第二臂部111相垂直。其中，可以理解为在第二臂部111和其两端的折臂112构成的C型磁芯中增加第四磁芯部1010作为其中柱，又或者，可以理解为在E型磁芯的中柱上开有多个第四气隙1012构成第四磁芯部1010。由于第四磁芯部1010的存在可以满足储能和滤波磁性器件的集成需求，因此第二臂部111两端的折臂112可以与第一磁芯部130 接触，即折臂112与第一磁芯部130之间不设置气隙又或者仅一侧的折臂112与第一磁芯部 130之间设置气隙。也可以如图10所述，第二臂部111两端的折臂112与第一磁芯部130之间设置第三气隙810，这样可以使得第四磁芯部1010上第四气隙1012的高度可以减小，或者第四磁芯部1010上第四气隙1012的数量可以减少，又或者，可以减少折臂112的宽度将第二臂部111及其两端的折臂112体积设计得更小，使磁芯的体积进一步减少，第四磁芯部1010的多个第四气隙1012不仅能够为避免差模电感磁饱和，而且能够提升差模电感的差模分量。

另外，也可以参照图11所示，由于第四磁芯部1010的存在，因此可以将第一磁芯组件 110和第二磁芯组件120形成一体，例如为8字型磁芯，在8字型磁芯的上层设置中柱，在上层的中柱中开设多个第四气隙1012形成第四磁芯部1010，又或者在8字型磁芯的下层设置中柱，在下层的中柱中开始多个第一气隙142形成第二磁芯部140。也可以采用田字形磁芯，在田字形磁芯的上层的中柱中开设多个第四气隙1012形成第四磁芯部1010，又或者在田字形磁芯的下层中柱中开始多个第一气隙142形成第二磁芯部140。

上述的任一实施例中，所述第一臂部131、所述第二臂部111和所述第二臂部111两端的所述折臂112封闭形成第一环状开口，所述形状呈环形的第一磁芯部130包括封闭形成第二环状开口，所述第一环状开口的面积为所述第二环状开口面积的一半。第一环状开口的面积为所述第二环状开口面积的一半，能够在满足磁集成器件性能需求的基础上尽量缩小磁芯的体积。例如，可以使第一臂部131和第二臂部111的长度相同，使折臂112的宽度为第一磁芯部130高度的一半。

本实用新型实施例提供了一种磁集成器件，上述任意实施例提及的磁芯以及第一绕组和第二绕组，所述第一绕组绕设在所述磁芯的第一磁芯组件110上，所述第二绕组绕设在磁芯的第二磁芯组件120上。由于磁集成器件所采用的磁芯采用上下两层的集成结构，包括第一磁芯组件110和第二磁芯组件120，分别供第一绕组和第二绕组进行绕设，实现了将原本分立的磁性器件集成在一起，能有效减少磁芯及磁集成器件的体积，降低生产成本。第二磁芯组件120包括第一磁芯部130，所述第一磁芯部130的形状呈封闭连续的环形，构成供下层绕组使用的闭合磁路，另外，第一磁芯部上侧的第一臂部131与第一磁芯组件110构成第一闭合磁路以供上层的绕组使用，可见，上述的第一臂部131分别被上下两层的闭合磁路所共用，因此能够进一步减小磁芯和磁集成器件的体积。同时，为了避免作为储能或者滤波的磁性器件被使用时磁芯饱和，第一磁芯组件110或所述第二磁芯组件120上设置有第二磁芯部 140，所述第二磁芯部140包括多段第一芯体141，相邻的所述芯体之间设置有第一气隙142，由于第二磁芯部140包括多个气隙，因此能够将各个第一气隙142的间距做得很小，能够在维持与单一大间距的气隙同样性能的同时，减少磁集成器件的涡流损耗、降低对磁芯周边的磁干扰。

参照图12所示，为磁集成器件的其中一种具体应用，图12显示了一种功率因数校正电路的结构示意图，其中，该功率因数校正电路包括交流输入端1210、共模电感LF和升压整流模块1220。具体地，上述的交流输入端1210用于输入交流电信号，共模电感LF用于滤除交流电信号的谐波干扰，共模电感LF连接至交流输入端1210，升整流模块1220连接至共模电感LF，升整流模块1220包括功率电感L1和储能器件，功率电感L1用于对储能器件充电，功率电感L1包括第一绕组1230，共模电感包括第二绕组1240。现有技术中功率电感L1和共模电感LF均为两个独立的磁性器件，磁性器件的总体积较大，从而导致磁性器件在电路板上的占用面积较大，不利于产品的小型化。参照图13所示，本实用新型提供的磁集成器件的磁芯采用如有图1所示磁芯，图1所示的磁芯中其上层的第一磁芯组件110上设置有第二磁芯部140，第二磁芯部140具有多个第一气隙142，能够提高能量的存储，因此第一磁芯组件110适用于绕设图12所示电路中功率电感的第一绕组1230，图1所示的磁芯中其下层第一磁芯部130为连续的环形磁芯，因此适用于绕设图12所示电路中共模电感的第二绕组1240。由于第二磁芯部140包括多段第一芯体141，相邻的芯体之间设置有第一气隙142，由于第二磁芯部140包括多个气隙，因此能够将各个第一气隙142的间距做得很小，能够在维持与单一大间距的气隙同样性能的同时，减少磁集成器件的涡流损耗、降低对磁芯周边的磁干扰。图13所示的这是本实用新型磁集成器件的一种实施方式，可以理解的是，本实用新型实施例提供的磁集成器件可以采用上述实施例中图1至图11任意一种类型的磁芯以及上述磁芯中任意技术方案的组合。

本实用新型实施例提供了一种线路板，包括上述的磁集成器件。由于线路板中磁集成器件所采用的磁芯采用上下两层的集成结构，包括第一磁芯组件110和第二磁芯组件120，分别供第一绕组1230和第二绕组1240进行绕设，实现了将原本分立的磁性器件集成在一起，能有效减少磁芯及磁集成器件的体积，降低生产成本。第二磁芯组件120包括第一磁芯部130，所述第一磁芯部130的形状呈封闭连续的环形，构成供下层绕组使用的闭合磁路，另外，第一磁芯部上侧的第一臂部131与第一磁芯组件110构成第一闭合磁路以供上层的绕组使用，可见，上述的第一臂部131分别被上下两层的闭合磁路所共用，因此能够进一步减小磁芯和磁集成器件的体积，便于线路板的布线设计。同时，为了避免作为储能或者滤波的磁性器件被使用时磁芯饱和，第一磁芯组件110或所述第二磁芯组件120上设置有第二磁芯部140，所述第二磁芯部140包括多段第一芯体141，相邻的所述芯体之间设置有第一气隙142，由于第二磁芯部140包括多个气隙，因此能够将各个第一气隙142的间距做得很小，能够在维持与单一大间距的气隙同样性能的同时，减少磁集成器件的涡流损耗、降低对磁芯周边的磁干扰。

本实用新型实施例提供了一种家用电器，包括上述的线路板，其中家用电器可以为空调器。由于线路板中的线路采用磁集成器件，而磁集成器件中的磁芯包括第一磁芯组件110和第二磁芯组件120，分别供第一绕组和第二绕组进行绕设，实现了将原本分立的磁性器件集成在一起，能有效减少磁芯及磁集成器件的体积，降低生产成本。第二磁芯组件120包括第一磁芯部130，所述第一磁芯部130的形状呈封闭连续的环形，构成供下层绕组使用的闭合磁路，另外，第一磁芯部上侧的第一臂部131与第一磁芯组件110构成第一闭合磁路以供上层的绕组使用，可见，上述的第一臂部131分别被上下两层的闭合磁路所共用，因此能够进一步减小磁芯和磁集成器件的体积，便于线路板的布线设计，有利于家电设备的小型化设置。同时，为了避免作为储能或者滤波的磁性器件被使用时磁芯饱和，第一磁芯组件110或所述第二磁芯组件120上设置有第二磁芯部140，所述第二磁芯部140包括多段第一芯体141，相邻的所述芯体之间设置有第一气隙142，由于第二磁芯部140包括多个气隙，因此能够将各个第一气隙142的间距做得很小，能够在维持与单一大间距的气隙同样性能的同时，减少磁集成器件的涡流损耗、降低对磁芯周边的磁干扰。

还应了解，本实用新型实施例提供的各种实施方式可以任意进行组合，以实现不同的技术效果。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的共享条件下还可作出种种等同的变形或替换，这些等同的变形或替换均包括在本实用新型权利要求所限定的范围内。

Claims (18)

1.一种磁芯，其特征在于，包括：

第一磁芯组件；

第二磁芯组件，位于所述第一磁芯组件的下方，所述第二磁芯组件包括第一磁芯部，所述第一磁芯部的形状呈封闭连续的环形，所述第一磁芯部靠近所述第一磁芯组件的上侧包括第一臂部，所述第一臂部和所述第一磁芯组件构成第一闭合磁路；

第二磁芯部，设置于所述第一磁芯组件或所述第二磁芯组件上，所述第二磁芯部包括多段第一芯体，相邻的所述芯体之间设置有第一气隙。

2.根据权利要求1所述的一种磁芯，其特征在于，所述第一磁芯组件包括第二臂部和设置于所述第二臂部两端的折臂，所述第一臂部、所述第二臂部和所述第二臂部两端的所述折臂构成所述第一闭合磁路。

3.根据权利要求2所述的一种磁芯，其特征在于，所述第二磁芯部设置于所述第一磁芯组件在所述第一闭合磁路中的任意一段上。

4.根据权利要求2所述的一种磁芯，其特征在于，所述第二磁芯部设置于所述第一磁芯组件的一个所述折臂上。

5.根据权利要求2所述的一种磁芯，其特征在于，包括两个所述第二磁芯部，两个所述第二磁芯部分别设置于所述第二臂部两端的所述折臂上。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种磁芯，其特征在于，所述第二磁芯组件还包括第三磁芯部，所述第三磁芯部设置于所述第一磁芯部的中部。

7.根据权利要求6所述的一种磁芯，其特征在于，所述第一磁芯部远离所述第一磁芯组件的下侧包括第三臂部，所述第三磁芯部分别与所述第一臂部和所述第三臂部连接。

8.根据权利要求6所述的一种磁芯，其特征在于，所述第一磁芯部远离所述第一磁芯组件的下侧包括第三臂部，所述第三磁芯部的一端与所述第三臂部连接，另一端与所述第一臂部之间形成有第二气隙。

9.根据权利要求2所述的一种磁芯，其特征在于，所述第二磁芯部设置于所述第一臂部和所述第二臂部之间。

10.根据权利要求2所述的一种磁芯，其特征在于，所述第二臂部两端的折臂与所述第一臂部之间形成有第三气隙。

11.根据权利要求1所述的一种磁芯，其特征在于，所述第一磁芯部远离所述第一磁芯组件的下侧包括第三臂部，所述第二磁芯部设置于所述第一臂部和所述第三臂部之间。

12.根据权利要求11所述的一种磁芯，其特征在于，还包括第四磁芯部，所述第四磁芯部设置于所述第一磁芯组件上，所述第四磁芯部包括多段第二芯体，相邻的所述第二芯体之间设置有第四气隙。

13.根据权利要求11所述的一种磁芯，其特征在于，还包括第四磁芯部，所述第一磁芯组件包括第二臂部和设置于所述第二臂部两端的折臂，所述第四磁芯部设置于所述第一臂部和所述第二臂部之间。

14.根据权利要求1所述的一种磁芯，其特征在于，所述第一气隙填充有非导磁材料。

15.根据权利要求2至5、9至13任意一项所述的一种磁芯，其特征在于，所述第一臂部、所述第二臂部和所述第二臂部两端的所述折臂封闭形成第一环状开口，所述形状呈环形的第一磁芯部包括封闭形成第二环状开口，所述第一环状开口的面积为所述第二环状开口面积的一半。

16.一种磁集成器件，包括权利要求1至14任意一项所述的磁芯以及第一绕组和第二绕组，所述第一绕组绕设在所述磁芯的第一磁芯组件上，所述第二绕组绕设在磁芯的第二磁芯组件上。

17.一种线路板，其特征在于，包括权利要求15所述的磁集成器件。

18.一种家用电器，其特征在于，包括权利要求16所述的线路板。

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