CN100487835C - 分布式电感 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布式电感，它是在软磁合金粉末Fe₇₄Al₄Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄或Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉中，掺杂非导磁材料，用粘合剂将其均匀粘接在软带状载体上，做成磁粉软带(2)，将磁粉软带以螺旋状缠绕，使相邻的两圈磁粉软带紧密靠在一起，绕在导体(1)上，构成分布式电感。通过改变磁粉软带在导体上缠绕的距离l及层数改变分布式电感的电感量；通过改变导体的形状来改变电感的形状，使输出滤波电感更适于安装。本发明解决了DC-DC高频变换器等直流电源受输出滤波电感的高度的制约，不利于输出滤波电感安装的问题。主要适用于输出低压大电流的DC-DC变换器等直流电源的输出滤波电感。

Description

分布式电感

技术领域

本发明涉及一种DC-DC高频变换器等直流电源输出滤波电感。

背景技术

目前在低压大电流开关电源中，输出滤波电感存在严重的直流磁化现象。传统的滤波电感通常采用在磁芯上开气隙的方法，使磁芯工作在非饱和区。但是由于气隙的存在使磁性材料的磁导率下降很大，因此要获得相同的电感量，必须增加磁芯的体积。同时，传统的滤波电感是将导线绕在磁芯上来获得需要的电感量。要获得大的电感量，需要的线圈的匝数比较多；并且在低压大电流电路当中，由于电流很大，导线的截面一般比较大，所以低压大电流的变换器的输出滤波电感的体积和重量都很大，严重制约了DC-DC变换器小型化轻型化的发展。而传统的滤波电感磁芯是型材，这种电感本文定义为集中式电感，它不利于整个电源内部结构的布置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决DC-DC变换器输出滤波电感的高度的制约，使滤波电感平面化。

本发明旨在改变电感的结构，在电源输出端的导体上，随导体在电源结构中的尺寸和形状，就势在导体上绕上像胶带似的磁性体，组成滤波电感，起到原集中式电感的效果。这种结构形式的电感，本发明称之为分布式电感，相当于把传统电感的集中式磁性体分布在电感的导体上。

本发明的技术方案如下：

分布式电感，它是在软磁合金粉末Fe₇₄Al₄Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄或Fe_73.5Cu₁Nb₃Si₁₃₅B₉中，掺杂非导磁材料，以防止磁芯饱和；用粘合剂将其均匀粘接在软带状载体上，做成磁粉软带，将磁粉软带以螺旋状缠绕在导体上，使相邻的两圈磁粉软带紧密靠在一起，构成分布式电感。

所述的粘合剂具有不导电，不导磁，韧性好的硅橡胶，聚酯薄膜等材料的一种。

通过改变磁粉软带在导体上缠绕的距离及层数改变分布式电感的电感量；通过改变导体的形状来改变电感的形状。从而实现了输出滤波电感的平面化，有利于电感的安装。

本发明的有益效果：

1.分布式电感是将软磁材料缠绕在导体上，通过增加磁粉软带在导体上缠绕的长度，来减小其高度，可以实现输出滤波电感的平面化，有利于输出滤波电感的安装。

2.可以任意改变磁粉软带缠绕在导体上的长度和层数，从而易于改变电感的电感量。

附图说明

图1为分布式电感的结构的正视示意图。

图2为分布式电感的结构的侧视示意图。

图中：导体1，软磁材料2。

具体实施方式

分布式电感它是在软磁合金粉末Fe₇₄Al₄Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄或Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉中，掺杂非导磁材料，以防止流过电感的电流过大使电感的磁芯饱和，用环氧类树脂，酚醛树脂等有机粘合剂，将其均匀粘接在软带状载体上，做成磁粉软带2，将磁粉软带以螺旋状缠绕在导体1上，使相邻的两圈磁粉软带紧密靠在一起，防止出现无磁性材料的部分，具体结构如图1-2所示，构成分布式电感。当缠绕完一层之后，用同样的方法缠绕第二层，得到更大的电感量，图1-2中为两层软磁材料的分布式电感的示意图。

所述的粘合剂具有不导电，不导磁，韧性好的硅橡胶，聚酯薄膜等材料的一种。

通过改变磁粉带在导体上缠绕的距离(l)及层数改变分布式电感的电感量；通过改变导体的形状来改变电感的形状。

该软带状载体需具有不导电不导磁，韧性好的特点，比如硅橡胶，聚酯薄膜等。

分布式电感的结构示意图如图1-2所示，它相当于匝数为一匝的电感。假设叠绕之后磁性材料的平均磁导率为μ，导体为圆柱形，半径为r₀，磁粉软带的厚度为d，缠绕的层数为n，在导体上缠绕的距离为s。其电感量为：

$L=N^2\frac{\mathrm{\μA}}{b}=\frac{\mathrm{\μA}}{b},$ N为匝数，所以这里其值为1。

A为磁通穿过磁性材料的截面积。

A＝sdr

b为磁路的长度。

b＝2πr

所以 $L={\∫}_{r_0}^{r_0+\mathrm{nd}}\frac{\mathrm{\μs}}{2\mathrm{\πr}}\mathrm{dr}=\frac{\mathrm{\μs}}{2\mathrm{\π}}\ln \frac{r_0+\mathrm{nd}}{r_0}$

则分布式电感的电感量为： $L=\frac{\mathrm{\μs}}{2\mathrm{\π}}\ln \frac{r_0+\mathrm{nd}}{r_0}.$

由上式可知，可以通过改变磁粉软带的厚度和它在导体上缠绕的距离来改变电感的电感量。由于软磁材料做成软带状，所以电感量的改变十分容易。

Claims (3)

1.分布式电感，其特征在于：在软磁合金粉末Fe₇₄Al₄Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄或Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉中，掺杂非导磁材料，用粘合剂将其均匀粘接在软带状载体上，做成磁粉软带(2)，将磁粉软带以螺旋状缠绕在导体(1)上，使相邻的两圈磁粉软带紧密靠在一起，构成分布式电感。

2.根据权利要求1所述的分布式电感，其特征在于：所述的粘合剂具有不导电，不导磁，韧性好的硅橡胶或聚酯薄膜材料。

3.根据权利要求1所述的分布式电感，其特征在于：通过改变磁粉软带在导体上缠绕的距离l及层数改变分布式电感的电感量；通过改变导体的形状改变电感的形状。

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