CN101552090B - 高功率密度低损耗的ev型电感器 - Google Patents

高功率密度低损耗的ev型电感器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高功率密度低损耗的EV型电感器，旨在提供一种高度低、体积小、单位功率密度大、损耗低、可靠性高、饱和性好、整个变压器的立体空间利用率较高的电感器。该高密度低造型的电感器由两片水平设置的EV型磁芯对接粘合而成的磁芯(1)、骨架(2)和线圈绕组，所述线圈绕组绕制的所述骨架(2)上，所述磁芯(1)和所述骨架(2)由胶水粘合成一体；并且设置在骨架(2)上的针脚I(3)和针脚II(4)分别位于所述骨架(2)的两个端面上，本发明通过对磁芯高度及中心柱截面积进行合理的设计，得到与线圈的合理搭配，充分利用磁通面积，大大提高了单位体积的功率密度。

Description

高功率密度低损耗的EV型电感器
技术领域
本发明涉及一种应用于各种电子设备的功率因数校正及谐波滤波电路的高功率密度低损耗的EV型电感器。
背景技术
电力电子装置日益广泛的应用，使得谐波污染问题越来越严重，为了使用于电子装置的开关电源或电子镇流器的输入电流谐波满足要求，必须加入功率因数校正(PFC)电路，而用于其中的PFC电感器是一个有足够大的电感量的储能元件。
在各种电子设备的开关电源中，用于输出为DC(直流)的开关电源的输出电感主要起平滑扼流及储能作用，它通常与负载串联，必须有承受大电流的能力(即在一定的电流下磁芯不饱和)；而处于电子镇流器的输出电路部分的电感兼有谐振和储能的作用，它与输出电容一起组成谐振启动电路，在稳定工作状态下则起储能及扼流作用。
而目前采用最多的是功率铁氧体磁芯加开气隙的方式制作此电感器，现有技术中大多采用常规E型或环型磁芯制作以上电感器，普遍存在高度高、体积大，单位功率成本高，磁芯截面积利用不够，饱和性差，耗用的铜线多，损耗大，整个变压器的立体空间利用率低等缺点，这也是需要工程师设计出体积小、高功率密度、高效率的电感器所面临的问题。
另外在现有某些电感器中由于封装或者电路设计的限制，要求电感器的的输出端和输入端设置在骨架上同一端面的两侧(立式骨架)，采用这种结构后，其中的线圈绕组往往会产生半匝的情况，导致输入与输出电压调配误差大；另此类骨架由于高度的限制，很难实现多个绕线槽的结构，则谐振绕组容易在工作状态下产生层间短路的现象，这些都是现有技术中存在的缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种高度低、体积小、低损耗、单位功率密度大、饱和性好、可靠性高的EV型电感器。
本发明所采用的技术方案是：本发明包括磁芯、骨架和线圈绕组，所述磁芯和所述骨架由胶水粘合成一体，所述磁芯由两片水平设置的EV型磁芯对接粘合而成，所述磁芯的中心柱插入所述骨架的腔孔内，所述磁芯的外框环包着所述骨架及所述线圈绕组，所述骨架包括基架和至少一个绕线槽，所述线圈绕组绕制在所述绕线槽内，所述骨架上设置有至少两个针脚I和至少两个针脚II，可以是直插针脚或者弯折针脚，所述线圈绕组的首尾及各抽头的两端分别焊接于所述针脚I和针脚II上，所述针脚I和所述针脚II分别位于所述基架一侧的两端；所述磁芯的中心柱在水平放置时的高度小于所述磁芯的整体高度且所述中心柱的截面积为80mm2～90mm2。
在本发明的另一优选方案中所述针脚I和针脚II呈弯折形分别设置于所述基架一侧的两端，并且此弯折形的针脚一端与线圈的首尾或者各抽头的一端焊接，另一端作为电感器的输出或者输入端。
在本发明的又一方案中，通过对磁芯及骨架的优化设计，所述高密度低造型的电感器的总高度小于等于15mm，适合应用于产量较高的T5电子镇流器。
本发明的有益效果是：由于本发明的磁芯由两片水平设置的EV型磁芯对接粘合而成，是属于卧式电感器，与普通电感器相比高度尺寸较小；所述针脚I和所述针脚II分别位于所述基架一侧的两端，能保证线圈匝数都为整数，不会存在多出半匝的情况，输入与输出电压调配误差小；在骨架结构上可以设置多个绕线槽，防止线圈产生层间短路的情况；所述针脚I和针脚II呈弯折形分别设置于所述基架一侧的两端，并且此弯折形的针脚一端与线圈的首尾或者各抽头的一端焊接，另一端作为电感器的输出或者输入端，相比于直立的针脚而言，可以减少与线圈焊接过程中产生的焊接高度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中骨架的结构示意图；
图3是本发明中骨架的结构剖视图；
图4是图3中I部分的局部剖视图；
图5是本发明中磁芯的结构示意图；
图6是本发明中磁芯的截面结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，本发明包括磁芯1、骨架2和线圈绕组，所述磁芯1和所述骨架2由胶水粘合成一体，所述磁芯1由两片水平设置的EV型磁芯对接粘合而成，所述磁芯1的中心柱11插入所述骨架2的腔孔内，所述磁芯1的外框环包着所述骨架2及所述线圈绕组，所述骨架2包括基架21和四个绕线槽22(也可根据需要设置单个或者多个)，所述线圈绕组绕制在所述绕线槽22内，所述骨架的基架21上设置有7个针脚I3和7个针脚II4(可根据使用场合不同设置)，所述线圈绕组的首尾及各抽头的两端分别焊接于不同的所述针脚I3和针脚II4上，所述针脚I3和所述针脚II4分别位于所述基架21一侧的两端，在绕制绕组线圈时可以保证线圈匝数为整数，使输入与输出电压调配误差减小；并且所述针脚I3和针脚II4呈弯折形分别设置于所述基架21的两端，所述针脚I3固定在所述基架21内露出两端，一端与所述线圈绕组的首部及各抽头的一端分别焊接，另一端作为电感器的输出端，插接于线路板上；所述针脚II4一端与所述线圈绕组的尾部及各抽头的另一端分别焊接，另一端作为电感器的输入端。
在磁芯部分所述磁芯1的中心柱11在水平放置时的高度小于所述磁芯1的整体高度，即也低于两侧柱的高度且，而且所述中心柱11的截面积为80mm2～90mm2，此范围充分利用磁芯的横截面积，可达到大的电感量及好的饱和性；使整个线圈尽量多地置于磁芯之中，则磁屏蔽充分，抗EMI性能优良；本实施例中的高密度低造型的电感器最大高度为15mm，尤其适合应用于结构比较扁平的T5电子镇流器，通过对磁芯及骨架的优化设计能使磁芯与线圈达到最佳搭配，是整体体积大大减小且提高了单位功率的密度。
虽然本发明的实施例是以实际方案来描述的，但是并不构成对本发明含义的限制，对于本领域的技术人员，根据本说明书对其实施方案的修改及与其他方案的组合都是显而易见的。

Claims (3)

1.一种高功率密度低损耗的EV型电感器，包括磁芯(1)、骨架(2)和线圈绕组，所述磁芯(1)和所述骨架(2)由胶水粘合成一体，所述磁芯(1)由两片水平设置的EV型磁芯对接粘合而成，所述磁芯(1)的中心柱(11)插入所述骨架(2)的腔孔内，所述磁芯(1)的外框环包着所述骨架(2)及所述线圈绕组，所述骨架(2)包括基架(21)和至少一个绕线槽(22)，所述线圈绕组绕制在所述绕线槽(22)内，所述骨架上设置有至少两个针脚I(3)和至少两个针脚II(4)，所述线圈绕组的首尾及各抽头的两端分别焊接于所述针脚I(3)和针脚II(4)上，其特征在于：所述针脚I(3)和所述针脚II(4)分别位于所述基架(21)一侧的两端；所述磁芯(1)的中心柱(11)在水平放置时的高度小于所述磁芯(1)的整体高度且所述中心柱(11)的截面积为80mm2～90mm2。
2.根据权利要求1所述的高功率密度低损耗的EV型电感器，其特征在于：所述针脚I(3)和针脚II(4)呈弯折形分别设置于所述基架(21)一侧的两端。
3.根据权利要求1或2所述的高功率密度低损耗的EV型电感器，其特征在于：所述电感器的总高度小于等于15mm。
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