新型结构磁心及其在开关电源中的应用
New structure of core and it`s used in SMPS

1磁心结构原理简介

变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电场，如图1。并且两者互相垂直，利用这种原理，当直导线弯成环形，把直电场变化成环形电场时，就会有垂直于环形平面的磁场产生，如图2a，许多圈重叠以后就有如图2b的磁力线分布。

同样利用上述原理，当磁导变成环形，把直磁路变化成环形磁场时，就会有垂直于环形平面的电场产生，如图3a，许多圈重叠以后就有如图3b的电力线分布，要产生图3中之磁通量，即加一通电螺线管。

本文之磁心之结构就是要加工成图3这种结构，只要保持着磁路有环形之特征，就可以达到意想不到的效果。为了保持着磁路为旋转形，可以在平面内环形绕逐渐发散，如图4。也可以环形绕着螺旋式上升，如图5。

2制作各种器件的工作原理


（1）滤波器件如图6。
（2）变压器如图7。
（3）利用电容的击穿特性作开关器件如图8。

如图8示软磁环形圈构成的磁路，在软磁圈的上下部位有电极组成电容组件，磁路中的直路部份，绕上铜线组成电感，若给一个信号给电感则电容C周期性有电场，让上下两电极导通，本文就是利用这种原理构成开关器件。

（4）电容如图9。

（5）二极管器件如图10，当回路产生直流场与NS的小硬磁同向时，静磁场迭加，使其它软磁路饱和，L很小，可折算成直流导通，C中回路产生直流场与小磁铁反向，静磁场相抵，把C中两极板之间软磁释放，C较大，滤波Z=2πfLj-j/2πfc，当Z=0时，导通；同理当回路电流同上叙电流反向时，L较大，C较小，两极板截止，所以构成单向导通器件。

3实际生产中之结构特征介绍
（1）滤波器件：

加工相同之如图11两个锰锌铁氧体，卷绕平面形成发散之结构，在直路部份用EPOXY连接起采，磁环形圈部份用铜箔作两极，整体用EPOXY灌封，伸出端子四个引脚，可以加工成SMD，也可以为THY。

（2）变压器件：如图12。

（3）开关器件：如图13标软磁环形圈构成的磁路，在软磁圈的上下部位有电极组成电容，实际制作如图14结构，击穿部份加工成尖端放电的模型，因为考虑到击穿放电的寿命，加工出梯形，而软磁圈为平面发散旋转型。

（4）电容器件：如图15标软磁环形圈构成的磁路，在软线圈的上下部位有电极组成电容。
（5）二极管器件如图16。

4开关电源电路及信号分析

如图17，电力信号经滤波以后，采样给Lp，Cf；调整Lp，Cf使之谐振，则Cp之开关频率就是此谐振频率，磁路φ3中有微弱变化，到Cp端因为磁路旋转式，许多圈数迭加，Cp两极板之距离较近，产生高压击穿，导通上下两极，开关管开通极板被击穿的时间就是开关导通时间。

Ti为电流传感器，把次极板反串在Lp上，当主功率输出电压过大，负载RL不变时，电流传感器Ti之电流变大，使Lp之谐振电压变小，则在V0以上之电压时间减小，Ton减少，为t4-t3，RL电压降低，各器件参数见下表：



5结语
基于新型结构磁心构成的开关电源器件，经过相应的参数设计，所有组件全用磁性材料构成，一次烧结就为集成开关电源奠定了基础，同样可以达到开关电源的要求，并且有别于传统的磁心结构，需经铁心厂，变压器厂，电源厂等等。只要在整体布局上加以综合和集成，一次烧结（预，共烧）并集成开关电源是完全可能的。