CN102982967B - 降低漏磁通的电感器组装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种降低漏磁通的电感器组装结构，包括磁芯、线圈、固定座和第一紧固件；该线圈围绕磁芯，该固定座为非导磁材料并包含相对设置的第一夹板和第二夹板，该磁芯夹置在该第一夹板和该第二夹板之间。该第一夹板具有向该第二夹板延伸的一第一延伸部，该第一延伸部的自由端形成第一连接部。该第二夹板具有向该第一夹板延伸的一第二延伸部，该第二延伸部的自由端形成第二连接部。该第一连接部和该第二连接部之间通过该第一紧固件连接固定，从而在该第一紧固件位于该第一连接部的一端与最近的磁芯端部之间形成一横向距离，以及在该第一紧固件位于该第二连接部的另一端与最近的磁芯端部之间形成一横向距离。
Description
技术领域
本发明涉及电感器组装结构设计，尤其是涉及降低漏磁通的电感器组装结构。
背景技术
电感器的基本结构是由导线环绕磁芯构成。在磁芯的外侧设置固定装置来组装磁芯和线圈，形成一个组装结构。在电感器工作时除了在磁芯内导引的主磁通外，还形成漏磁通。漏磁通可在磁芯外段和/或在固定装置内产生涡流，涡流可能导致磁芯或固定装置局部强烈地被加热。加热同时造成了功耗损失。
产生漏磁通的原因之一是固定装置不可避免地使用导磁材料，例如铁。这样，电感器产生的磁场将通过导磁材料形成漏磁通。当固定装置和磁芯的纵向距离足够远时，漏磁通的影响在可容忍的范围。但在紧凑设计的电感器中，漏磁通的影响变得不可忽略。因此需要设计一种合适的电感器组装结构，从而降低漏磁通。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种降低漏磁通的电感器组装结构。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种降低漏磁通的电感器组装结构，包括磁芯、线圈、固定座和第一紧固件；该线圈围绕磁芯，该固定座为非导磁材料并包含相对设置的第一夹板和第二夹板，该磁芯夹置在该第一夹板和该第二夹板之间。该第一夹板具有向该第二夹板延伸的一第一延伸部，该第一延伸部的自由端形成第一连接部。该第二夹板具有向该第一夹板延伸的一第二延伸部，该第二延伸部的自由端形成第二连接部。该第一连接部和该第二连接部之间通过该第一紧固件连接固定，从而在该第一紧固件位于该第一连接部的一端与最近的磁芯端部之间形成一横向距离，以及在该第一紧固件位于该第二连接部的另一端与最近的磁芯端部之间形成一横向距离。
在本发明的一实施例中，该固定座还包含一底板，以连接该第一夹板的一侧和该第二夹板的一侧，该第一延伸部位于该第一夹板的另一侧，该第二延伸部位于该第二夹板的另一侧。
在本发明的一实施例中，该第一紧固件包括两个导磁部件，该电感器组装结构还包括一第一跨接件，该第一跨接件连接于该两个导磁部件之间。
在本发明的一实施例中，该第一延伸部位于该第一夹板的一侧，该第二延伸部位于该第二夹板的一侧；该第一夹板另一侧具有向该第二夹板延伸的一第三延伸部，该第三延伸部的自由端形成第三连接部；该第二夹板另一侧还具有向该第一夹板延伸的一第四延伸部，该第四延伸部的自由端形成第四连接部；该电感器组装结构还包括一第二紧固件，该第一连接部和该第二连接部之间通过该第一紧固件连接固定，从而在该第二紧固件位于该第三连接部的一端与最近的磁芯端部之间形成一横向距离，以及在该第二紧固件位于该第四连接部的另一端与最近的磁芯端部之间形成一横向距离。
在本发明的一实施例中，该第二紧固件包括两个导磁部件，该电感器组装结构还包括一第二跨接件，该第二跨接件连接于该两个导磁部件之间。
在本发明的一实施例中，该第一延伸部位于该第一夹板的一侧，该第二延伸部位于该第二夹板的一侧；该第一紧固件包含多个导磁部件和至少一个非导磁部件，该至少一非导磁部件将该多个导磁部件连接成一整体，并使各导磁部件之间相隔一足以断开该第一紧固件上的漏磁磁路的预定距离。
在本发明的一实施例中，该非导磁部件的材料为铝、塑料或尼龙。
本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，通过改进组装结构中固定座的设计，拉大导磁材料与磁芯的距离来断开漏磁磁路，从而消除漏磁通产生的损耗，降低电感器的温度，提供电感器和所在电路的性能。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：
图1A、1B分别示出一个现有的电感器组装结构的侧视图和俯视图。
图2A、2B分别示出本发明第一实施例的电感器组装结构的侧视图和俯视图。
图3A、3B分别示出本发明第二实施例的电感器组装结构的侧视图和俯视图。
图4A、4B和4C分别示出本发明第三实施例的电感器组装结构的侧视图、俯视图和仰视图。
图5示出本发明的电感器组装结构中紧固件的一个变化例。
具体实施方式
首先描述一个通常的电感器组装结构，以解释漏磁通产生的原因。参照图1A、1B所示，通常的电感器组装结构10包括磁芯11、线圈12、固定座13和紧固件14。线圈12围绕磁芯11，二者以固定座13夹置。最后，紧固件14从轴向穿过固定座13，将线圈12和磁芯11固定。这里固定座13可以使用非导磁材料，然而紧固件14通常只能采用导磁材料，例如铁。这样，电感器上除了正常工作的主磁通外，还会产生漏磁通。当紧固件14与磁芯13之间存在较小的纵向距离（g1,g2）时，漏磁通会较为显著。这样会极大地影响电感器的正常工作，大幅度增加电感器损耗，致使电感器温度升高，降低整个电路的效率。
根据本发明实施例的构思，提出一种电感器组装结构，通过增加紧固件中的导磁材料与磁芯之间的横向距离来降低漏磁通。同时，保持电感器的紧凑性。
图2A、2B分别示出本发明第一实施例的电感器组装结构的侧视图和俯视图。参照图2A、2B所示，电感器组装结构20包括磁芯21、线圈22、固定座23和紧固件24。线圈22围绕磁芯21，二者以固定座23夹置。此固定座23可包含第一夹板23a、第二夹板23b和底板23c。第一夹板23a和第二夹板23b相对平行设置，底板23c连接第一夹板23a和第二夹板23b的一侧。这里固定座23可以使用非导磁材料，紧固件24可以使用导磁材料。磁芯21放置于底板23c上并夹置在第一夹板23a和第二夹板23b之间。本实施例的特点是，第一夹板23a具有向第二夹板23b延伸的一第一延伸部23d，第一延伸部23d的自由端具有第一连接部23e；第二夹板23b具有向第一夹板延伸的一第二延伸部23f，第二延伸部23f的自由端具有第二连接部23g。紧固件24从轴向穿过第一连接部23e和第二连接部23g，将线圈22和磁芯21固定。这样，由于第一延伸部23d和第二延伸部24f的存在，紧固件24位于第一连接部23e的一端与最近的磁芯21端部的横向距离为g1，紧固件24位于第二连接部23g的另一端与最近的磁芯21端部的横向距离为g2。根据漏磁场强度不同g1和g2距离不定，一般每个距离不小于3mm。由于横向距离的存在，断开了紧固件中的导磁材料与磁芯之间的漏磁磁路，因而漏磁通显著降低。
图3A、3B分别示出本发明第二实施例的电感器组装结构的侧视图和俯视图。参照图3A、3B所示，电感器组装结构30包括磁芯31、线圈32、固定座33和第一紧固件34a、第二紧固件34b。线圈32围绕磁芯31，二者以固定座33夹置。此固定座33可包含相对平行设置的第一夹板33a和第二夹板33b。这里固定座33可以使用非导磁材料，第一紧固件34a、第二紧固件34b可以使用导磁材料。磁芯31夹置在第一夹板33a和第二夹板33b之间。本实施例的特点是，第一夹板33a一侧具有向第二夹板33b延伸的一第一延伸部33c，第一延伸部33c的自由端具有第一连接部33d；第二夹板33b一侧具有向第一夹板33a延伸的一第二延伸部33e，第二延伸部33e的自由端具有第二连接部33f；另外，第一夹板33a另一侧具有向第二夹板33b延伸的一第三延伸部33g，第三延伸部33g的自由端具有第三连接部33h；类似地，第二夹板33b另一侧具有向第一夹板33a延伸的一第四延伸部33i，第四延伸部33i的自由端具有第四连接部33j。第一紧固件34a从轴向穿过第一连接部33d和第二连接部33f，第二紧固件34b从轴向穿过第三连接部33h和第四连接部33j，将线圈32和磁芯31固定。这样，由于第一延伸部33c、第二延伸部33e、第三延伸部33g、第四延伸部33i的存在，第一紧固件34a和第二紧固件34b的一端与最近的磁芯31端部的横向距离分别为g1和g1’，第一紧固件34a和第二紧固件34b的另一端与最近的磁芯31端部的横向距离分别为g2和g2’。根据漏磁场强度不同，g1、g1’g2和g2’距离不定，但一般每个距离不小于3mm。
图4A、4B和4C分别示出本发明第三实施例的电感器组装结构的侧视图、俯视图和仰视图。参照图4A-4C所示，电感器组装结构40包括磁芯41、线圈42、固定座43、第一紧固件44和第二紧固件45。线圈42围绕磁芯41，二者以固定座43夹置。此固定座43可包含第一夹板43a和第二夹板43b。这里固定座43可以使用非导磁材料，第一紧固件44可使用导磁材料，第二紧固件45的主要材料为导磁材料。磁芯41夹置在第一夹板43a和第二夹板43b之间。本实施例的特点是，第一夹板43a一侧具有向第二夹板43b延伸的一第一延伸部43c，第一延伸部43c的自由端具有第一连接部43d；对应地，第二夹板43b一侧具有向第一夹板43a延伸的一第二延伸部43e，第二延伸部43e的自由端具有第二连接部43f。第一紧固件44从轴向穿过第一连接部43d和第二连接部43f，将线圈42和磁芯41固定。这样，由于第一连接部43d和第二连接部43f的存在，第一紧固件44的一端与最近的磁芯41端部的横向距离为g1，第一紧固件44的另一端与最近的磁芯41端部的横向距离为g2。根据漏磁场强度不同，g1’g2距离不定，但一般每个距离不小于3mm。由于横向距离的存在，断开了紧固件中的导磁材料与磁芯之间的漏磁磁路，因而漏磁通显著降低。
另一方面，第二紧固件45包括第一导磁部件45a、第二导磁部件45b和非导磁部件45c。非导磁部件45c连接第一导磁部件45a、第二导磁部件45b，而构成完整的紧固件45。此时，第一导磁部件45a之间第二导磁部件45b间隔一预定距离g3。距离g3以能够断开漏磁磁路为准。根据漏磁场强度不同，g3距离不定，但一般距离不小于3mm。非导磁部件45c可从许多材料中选择，例如铝、塑料（如PET）、尼龙等。通过本实施例的设计，可以显著降低漏磁通及其产生的损耗，降低电感器的温度，提高电感器和整个电路的性能。
在上述实施例中虽然第二紧固件45仅包含2个导磁部件和1个非导磁部件，即通过1个非导磁部件来进行漏磁通的截断，但可以理解的是，在其它实施例中，截断漏磁通的非导磁部件可以为多个。例如，2个非导磁部件连接3个导磁部件，形成2处截断。
在上面的实施例，连接两个连接部的紧固件24、34a、34b、44均是完整的部件，例如由铁等导磁部件构成的螺钉等，但本发明并不以此为限。紧固件24、34a、34b、44也可以进一步由多个部件组成。图5示出本发明的电感器组装结构中紧固件的一个变化例。如图5所示，紧固件50可包括两个分离的导磁部件51、52。电感器组装结构还包括一非导磁材料的跨接件53。跨接件53置于两个连接部（如图2的第一连接部23e和第二连接部23g）之间，跨接件53和两个连接部之间的连接分别由两个导磁部件51、52完成。这样，两个分离的导磁部件51、52之间的连接由跨接部53完成。
本发明实施例的电感器可有许多用途，例如：电源电路中用于控制电网高次谐波的有源功率因素修正电流的升压电感(Active PFC Reactor)；太阳能逆变器,USP等直流升压电路中的直流升压电感(DC Boost Reactor)；太阳能逆变器,UPS等各种逆变电源的交流滤波电路中AC滤波电感(AC Filter Reactor)。
虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。
Claims (7)
1.一种降低漏磁通的电感器组装结构，包括磁芯、线圈、固定座和第一紧固件；该线圈围绕磁芯，该固定座为非导磁材料并包含相对平行设置的第一夹板和第二夹板，该磁芯夹置在该第一夹板和该第二夹板之间，其特征在于，
该第一夹板具有向该第二夹板延伸的一第一延伸部，该第一延伸部的自由端形成第一连接部；
该第二夹板具有向该第一夹板延伸的一第二延伸部，该第二延伸部的自由端形成第二连接部；
该第一连接部和该第二连接部之间通过该第一紧固件连接固定，从而在该第一紧固件位于该第一连接部的一端与最近的磁芯端部之间形成一横向距离，以及在该第一紧固件位于该第二连接部的另一端与最近的磁芯端部之间形成一横向距离，每个横向距离足以断开该第一紧固件中的导磁材料与该磁芯之间的漏磁磁路。
2.如权利要求1所述的降低漏磁通的电感器组装结构，其特征在于，该固定座还包含一底板，以连接该第一夹板的一侧和该第二夹板的一侧，该第一延伸部位于该第一夹板的另一侧，该第二延伸部位于该第二夹板的另一侧。
3.如权利要求1所述的降低漏磁通的电感器组装结构，其特征在于，该第一紧固件包括两个导磁部件，该电感器组装结构还包括一非导磁材料的第一跨接件，该第一跨接件连接于该两个导磁部件之间。
4.如权利要求1所述的降低漏磁通的电感器组装结构，其特征在于，该第一延伸部位于该第一夹板的一侧，该第二延伸部位于该第二夹板的一侧；该第一夹板另一侧具有向该第二夹板延伸的一第三延伸部，该第三延伸部的自由端形成第三连接部；该第二夹板另一侧还具有向该第一夹板延伸的一第四延伸部，该第四延伸部的自由端形成第四连接部；该电感器组装结构还包括一第二紧固件，该第一连接部和该第二连接部之间通过该第一紧固件连接固定，从而在该第二紧固件位于该第三连接部的一端与最近的磁芯端部之间形成一横向距离，以及在该第二紧固件位于该第四连接部的另一端与最近的磁芯端部之间形成一横向距离，每个横向距离足以断开该第二紧固件中的导磁材料与该磁芯之间的漏磁磁路。
5.如权利要求4所述的降低漏磁通的电感器组装结构，其特征在于，该第二紧固件包括两个导磁部件，该电感器组装结构还包括一非导磁材料的第二跨接件，该第二跨接件连接于该两个导磁部件之间。
6.如权利要求1所述的降低漏磁通的电感器组装结构，其特征在于，该第一延伸部位于该第一夹板的一侧，该第二延伸部位于该第二夹板的一侧；该第一紧固件包含多个导磁部件和至少一个非导磁部件，该至少一非导磁部件将该多个导磁部件连接成一整体，并使各导磁部件之间相隔一足以断开该第一紧固件上的漏磁磁路的预定距离。
7.如权利要求6所述的降低漏磁通的电感器组装结构，其特征在于，该非导磁部件的材料为铝、塑料或尼龙。
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