[实用新型]一种变压器和电感器的集成结构

说明书

技术领域

本申请涉及一种新型的电子元件，既能作为变压器使用，又能作为电感器使用，还能同时作为变压器和电感器使用。

背景技术

变压器（transformer）是一种用来升高或降低交流电压的电子元件。请参阅图1，这是一个简单的双绕组变压器。在一个闭合磁芯（也称铁心）10上缠绕有初级线圈（也称原边绕组）11和次级线圈（也称副边绕组）12。当初级线圈11通过交流电流时，磁芯10中产生磁通量15，该磁通量15使得次级线圈12产生感应电流。

电感器（inductor）是一种当通过闭合回路的电流发生改变时，会产生感应电动势来抵抗电流改变的电子元件。请参阅图2，这是一个简单的电感器，在一个闭合磁芯20上缠绕有一组线圈21。当线圈21通过交流电流时，磁芯20中产生磁通量25。

变压器和电感器分别利用了互感（mutual inductance）和自感（self-inductance）原理。它们作为基本电子元件的应用极为广泛，有些电路会同时用到变压器和电感器，可是两者都具有一定体积，因而需要占据一定空间，也需要各自的购置成本。

实用新型内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种新型的电子元件，采用共用磁路的方法将变压器和电感器集成在一起。

为解决上述技术问题，本申请变压器和电感器的集成结构包括：

——“日”字形磁芯，由一个环形导磁体和一根中心柱所组成；所述中心柱也是导磁体，且两端均与所述环形导磁体相连接；所述环形导磁体有两根侧柱以中心柱呈对称分布，这两根侧柱分别称为第一侧柱和第二侧柱；

——变压器初级线圈，缠绕在磁芯的中心柱上；

——变压器次级线圈，也缠绕在磁芯的中心柱上；

——电感器线圈，缠绕在磁芯的第一侧柱和第二侧柱上，分别称为电感器线圈的第一部分和第二部分；这两部分的缠绕匝数相同，缠绕方向相反。

进一步地，电感器线圈的一端连接次级线圈的中心抽头，另一端对外引出。

进一步地，电感器线圈的两端均对外引出。

进一步地，所述磁芯、环形导磁体、中心柱或者是一整块结构，或者是多块结构拼接而成。

进一步地，在磁芯上设置一个或多个气隙，以避免磁芯产生磁饱和现象或控制电感量。

进一步地，所述环形导磁体为闭合形状，或者是在闭合形状的导磁体上设置有一个或多个气隙而形成的非闭合形状。

本申请在一个集成结构中使得变压器和电感器共用磁芯而不相互干扰，实现了两者的解耦。该集成结构既可以作为变压器，也可以作为电感器使用，也可以同时工作，从而减小体积，降低成本，还能降低重量，减少材料的消耗。

附图说明

图1是一种现有的变压器的结构示意图；

图2是一种现有的电感器的结构示意图；

图3a和图3b是本申请所采用的磁芯的两种结构示意图；

图4是本申请变压器和电感器的集成结构的第一实施例的示意图；

图5是本申请变压器和电感器的集成结构的第二实施例的示意图。

图中附图标记说明：

10为磁芯；11为初级线圈；12为次级线圈；15为磁通量；20为磁芯；21为线圈；25为磁通量；30为磁芯；31为中心柱；35为第一侧柱；36为第二侧柱；39为气隙；41为变压器初级线圈；42为变压器次级线圈；43为电感器线圈；45为变压器线圈产生的磁通量；46为电感器线圈产生的磁通量。

具体实施方式

请参阅图3a，这是本申请所采用的磁芯30的一种结构，由一个矩形导磁体和一根中心柱31所组成。所述矩形导磁体由四根直线形侧柱依次连接而成。所述中心柱31也是导磁体，其两端均与所述矩形导磁体相连接。该矩形导磁体有两根直线形侧柱35、36相对于中心柱31成对称分布，这两根直线形侧柱分别称为第一侧柱35和第二侧柱36。

请参阅图3b，这是本申请所采用的磁芯30的另一种结构，由一个圆形导磁体和一根中心柱31所组成。所述圆形导磁体由一根圆形侧柱围成。所述中心柱31也是导磁体，其两端均与所述圆形导磁体相连接，并将该圆形导磁体的一根圆形侧柱分割为两根半圆形侧柱。该圆形导磁体的两根半圆形侧柱35、36相对于中心柱31成对称分布，这两根半圆形侧柱分别称为第一侧柱35和第二侧柱36。