摘要： 本文介绍了利用磁感理论及其分析方法，构造几种次高级磁感。同时对比他们的结构优缺点，得到双磁路磁心的标准化结构。鉴于它与现在单磁路磁心的高兼容性（与骨架BONBBIN，线圈和周边电路），所以借助单磁路的IEC标准，可很快把双磁路相关标准导出来，补充在IEC里。这样一来，在IEC里，又多了一份国人的智慧和贡献。
关键字： 磁感， 单磁路， 双磁路， 标准化， IEC
1 引言
从磁感理论出发，我们已经知道旋转磁路是磁感，中间均匀电场是电容的物理模型，可以储存能量，能量的多少取决于旋转的圈数。现在通用的单磁路磁心，磁路回旋一圈，属最低级磁感，储存能量少，不利于提高功率密度。所以很有必要快速导入次高级磁感——双磁路磁心。让磁路回旋两圈，那它的结构要如何设计呢，本文作一阐述。
2 结构分析
现常用的开关电源变压器磁心为EE型，属于单磁路，最低级磁感。在对称，干扰，辐射和骨架搭配，成型难易，应力缺陷等相关约束下，IEC标准里衍生出如下形状的3类磁心：
2.1类
E型磁心，磁路中柱合并，两边分散，周围不屏蔽。列举：ER，EI，ED，EFD，EE，EF，ET，EPC。它们的特点是铜线可绕性高，磁路对称，封闭，好开气隙，有辐射和干扰，与骨架组装容易，线路板布局针行排距也容易，散热也可以，磁心成型模具也容易加工，烧结变形较轻，应力较轻，成本较低；
2.2类
P型磁心，磁路中柱合并，两边分散，周围屏蔽。列举：PQ，EP，EPX，TT，RM，PR，G，POT。它们的特点是铜线可绕性高，磁路对称，封闭，开气隙中等难度，与骨架组装容易，线路板布局针行排距也容易，散热不好，磁心成型模具复杂，烧结变形，有应力，成本较高，耦合好，少量辐射和干扰；
2.3类
O型磁心，磁路首尾回行，一直集中，不分散。列举：R(T)，UI，UU。它们的特点是铜线不好绕（磁环），磁路不对称，开气隙难，线路板布局针行排距易，散热好，磁心成型模具也容易加工，烧结变形较轻，应力较轻，成本较低。因磁路不对称，致耦合受限，一般不用在变压器上，而用在滤波上。
由单磁路到双磁路的结构演变构成时，我们需要同时照顾三类磁心的优缺点，因为三种磁心各有它们的应用情形。否则就会缩小双磁路的应用范围，对标准化不利，对申请补充IEC标准相关内容不利。对于2.1的形状，我们做了三种演化方案的开发和对比：
第一种演化方案：磁路也不分，由四片Ｕ型磁心构成回路。如右图：
图中取2.1类 E型中的典型EE为样本。
它的特点：铜线可绕性高，磁路对称，封闭，好开气隙，有辐射和干扰，与骨架组装定位困难，线路板布局针行排距也容易，散热也可以，磁心成型模具也容易加工，烧结变形较轻，应力较轻，成本较低。[#page#]
第二种演化方案：磁路中柱合并，两边分散，双磁路互相上下啮合。如图：
图中取２.1类E型中的典型EE为样本
它的特点：磁路左右对称，上下不对称，使前后磁通不平衡，磁路封闭，好开气隙，有辐射和干扰，与骨架组装容易，线路板布局针行排距也容易，散热也可以，磁心成型模具也容易加工，烧结变形较轻，应力较轻，成本较低。
第三种演化方案：磁路中柱合并，两边分散，双磁路互相左右啮合。如图：
图中取2.1类 E型中的典型ER为样本
它的特点：磁路上下对称，左右对称，封闭，好开气隙，有辐射和干扰，与骨架组装容易，线路板布局针行排距也容易，散热也可以，磁心成型模具也容易加工，烧结变形较轻，应力较轻，成本较低。完全克服了一二种的磁路不全对称和不利组装定位的致命缺陷。
对比一二三种演化方案，我们发现它完全可取代单磁路2.1类的Ｅ型磁心，达到E型磁心的全部功能。在此基础上，发挥次高级磁感的优势：缩小器件体积，提高功率密度，提高电源效率。因此我们选择第三种演化方案来开发双磁路磁心。
3 展开
有了开发取代单磁路2.1类的E型磁心的经验，我们很快可以依第三种演化方案，做如下展开，它将IEC的单磁路磁心全部双磁路化。如将单磁路2.2类 P型磁心立体展开。如右图：
图中取2.2类 P型中的典型PQ为样本。
至此，所有IEC的标准磁心，可全部双磁路化。
4 结语
IEC标准的补充。磁感的终级目标是：使磁路的旋转圈数自由算定，从而不绕线或少绕线，来集成开关电源。在现阶段，因为磁路多圈的工艺较复杂，所以我们走一个折衷的方案，由一圈到多圈不易，而折衷在一圈到二圈过渡。同时因为双磁路完全能取代和兼容单磁路的各项标准。透过标准化的普及和通用，我们就会为开关电源的磁集成迈出一大步。关于单磁路磁心的IEC标准，基本上还是上世纪的文件范本。而双磁路磁心的标准，基于单磁路演化而来，相信经广大学者和专家的耕耘和奉献，不久将有经过补充的双磁路磁心的IEC标准新文本发行。
参考文献
[1] IEC International Electro technical Commission 60085 60133 60431 60205 61596
[2] 孙建康《新型结构磁心在开关电源中的应用》中国电子变压器第一届联合学术年会论文集2003 PP100
[3] 孙建康《磁感．磁容新概念剖析和对比》国际电子变压器April 2005 PP110
[4] 孙建康《“磁感”概念分析及应用》国际电子变压器July 2010 PP93
作者简介
孙建康，男，1975年生，江汉大学机电工程系毕业，台达电子，冠捷电子，光宝科技，香港天磁科技十二年履职。创办比达磁感集团，现任集团技术总监，转投资咸宁公司总经理。获四项专利，发表论文三篇。主要研究方向：磁性新器件和集成，磁感，磁容新技术应用等。
