CN106158250A - 一种环形电感 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种环形电感，包括多个磁芯、一共享磁路磁芯以及多个线圈；该多个磁芯与该共享磁路磁芯连接，形成一环形磁芯，其中该多个磁芯的至少二个分别与该共享磁路磁芯连接后，分别形成一闭合磁路，且形成的多个该闭合磁路中的至少二个在该共享磁路磁芯中具有重叠部分；具有重叠部分的至少二个该闭合磁路中的该磁芯上分别设置有该多个线圈的至少之一。

Description

一种环形电感
技术领域
本发明主要涉及一种环形电感，尤其涉及一种能够共享磁路的环形电感。
背景技术
近年来，多相交错并联的PFC功率因数校正、Boost升压转换器、Buck降压转换器的电路得到了越来越多的应用。这类多相交错并联电路要求使用与相位数相同个数的电感，一般的做法是采用多个磁路相互独立的电感。由于这些电感之间是相互独立设计的，不具有共享磁路的特点，这就导致产品存在总体积大、用材多、价格贵等缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够共享磁路的环形电感，可以有效的利用磁芯，且结构紧密，空间利用率高，共享磁路用料省，可很大程度的节约产品成本。
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环形电感，包括多个磁芯、一共享磁路磁芯以及多个线圈；
该多个磁芯与该共享磁路磁芯连接，形成一环形磁芯，其中该多个磁芯的至少二个分别与该共享磁路磁芯连接后，分别形成一闭合磁路，且形成的多个该闭合磁路中的至少二个在该共享磁路磁芯中具有重叠部分；
具有重叠部分的至少二个该闭合磁路中的该磁芯上分别设置有该多个线圈的至少之一。
在本发明的一实施例中，该多个磁芯的至少之一是一圆弧磁芯。
在本发明的一实施例中，该多个磁芯是通过圆环磁芯多等分后得到的多个圆弧磁芯。
在本发明的一实施例中，该多个圆弧磁芯是通过圆环磁芯二等分后得到的二个圆弧磁芯；该共享磁路磁芯为一方块形结构的磁芯。
在本发明的一实施例中，该多个圆弧磁芯是通过圆环磁芯三等分后得到的三个圆弧磁芯；该共享磁路磁芯为一三等分形方块结构的磁芯。
在本发明的一实施例中，该多个圆弧磁芯是通过圆环磁芯四等分后得到的四个圆弧磁芯；该共享磁路磁芯为一十字形方块结构的磁芯。
在本发明的一实施例中，该多个磁芯与该共享磁路磁芯连接是通过粘接或者用结构件进行对接紧固的方式进行。
在本发明的一实施例中，该多个线圈的至少之一为扁平型导线立绕线圈。
在本发明的一实施例中，其中，该扁平型导线立绕线圈为单层线圈。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：1)多个电感共享磁路，利用多个电感在多相交错并联的电路工作中，流过不同相位角度的交错并联电流的特点，可以在共享的磁路上产出方向相反、相互抵消磁通量。因此可以把共享磁路的磁芯截面设计得很小，也不会造成磁芯饱和的情况。因而可以减少磁芯的用量，减少体积，节约成本；同时随着磁芯用量减少，磁芯上的损耗也会进一步减少，电感的损耗也会减小，提高了产品的性能。2)多个电感合为一个电感，与配套相应个数的传统单个电感相比，可以消除传统单个电感之间的安装配合间隙，因而结构更加紧凑，空间利用率高，体积可以大幅减少。3)线圈的设计采用的是扁平型导线立绕线圈。相邻导线匝间为单一的线接触或点接触，接触面积很小；同时是单层线圈，没有跨层的匝与匝之间的接触，匝间的电压小。因此线圈形成的寄生电容小，EMC改善效果明显。4)采用扁平型导线，导体的表面与空气或导热材料接触的面积大；并且由于是弧形结构，外圆环的线圈是均匀散开的结构，匝间有一定距离，形成片状的散热结构。因此非常有利于散热，大大改善温升，同时可以做到比较高的电流密度设计，增加匝数提高电感量。5)线圈可以采用自动化扁平线卷线机进行绕制，与传统的圆环磁芯上手工穿圆线绕制方法相比，卷线速度大幅提高，避免了手工绕制的杂乱无序、一致性差的缺点，可以做到高速绕制、形状规则，制造品质稳定，适合大批量生产；同时提高生产效率，减低生产成本。
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。
图1是本发明第一实施例的环形电感结构的立体图。
图2是本发明第一实施例的环形电感结构的俯视图。
图3是本发明第二实施例的环形电感结构的立体图。
图4是本发明第二实施例的环形电感结构的俯视图。
图5是本发明第三实施例的环形电感结构的立体图。
图6是本发明第三实施例的环形电感结构的俯视图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明通过在多个磁芯套设线圈后，各个磁芯分别与共享磁路磁芯进行连接，分别形成闭合磁路的方式提供了一种共享磁芯、相互独立的多合一环形电感。该种环形电感可以有效的利用磁芯，且结构紧密，空间利用率高，共享磁路用料省，可很大程度的节约产品成本。
实施例一
图1示出了本发明第一实施例的环形电感结构的立体图，图2示出了本发明第一实施例的环形电感结构的俯视图。参考图1、图2所示，本实施例的环形电感100包括两个磁芯111、112，一共享磁路磁芯120以及两个线圈131、132。线圈131、132分别套设在磁芯111、112上。磁芯111、112分别与共享磁路磁芯120连接，形成一具有共享磁路的环形电感。具体地说，如图2所示，磁芯111与共享磁路磁芯120连接后，形成一个闭合磁路1a；磁芯112与共享磁路磁芯120连接后，形成一个闭合磁路1b；闭合磁路1a、1b在共享磁路磁芯120中具有重叠部分。也就是说，共享磁路磁芯120在闭合磁路1a、1b中被共享。
虽然在本实施例中磁芯111、112是通过将圆环型磁芯二等分后得到的圆弧磁芯，但可以理解的，磁芯111、112可以是任意弧形磁芯、“凹”字形磁芯等。此外，磁芯111、112不一定得是一样的，例如，磁芯111是一弧形磁芯，磁芯112是一“凹”字形磁芯。
同样的，共享磁路磁芯120除了本实施例示出的为方块形结构外，还可以是波浪形等的块状结构。
在本实施例中，磁芯111、112分别与共享磁路磁芯120连接可采用在接触端面用胶水进行粘接的方式，或者用结构件进行对接紧固的方式进行。
在本实施例中，线圈131、132可以采用单层或多层的普通圆线线圈、扁平型导线立绕线圈。线圈131、132优选的采用单层扁平型导线立绕线圈，该种线圈的相邻导线匝间为单一的线接触或点接触，接触面积很小，且没有跨层的匝与匝之间的接触，匝间的电压小，因此线圈形成的寄生电容小，能够明显改善电磁兼容性(EMC，Electro MagneticCompatibility)。此外，扁平型导线导体的表面与空气或导热材料接触的面积大，特别是在磁芯111、112采用弧形磁芯时，线圈的外圆环的线圈是均匀散开的结构，匝间有一定距离，形成片状的散热结构，非常有利于散热，可大大改善温升，因此，采用该种线圈可以做到比较高的电流密度设计，增加匝数提高电感量。
由于本实施例中的环形磁芯是通过磁芯111、112分别与共享磁路磁芯120连接的方式得到，因此可先使用自动化卷线机进行线圈131、132的绕制，然后将线圈131、132套入对应的磁芯111、112中，最后进行磁芯111、112与共享磁路磁芯120的连接。采用该种方式制作本实施例的环形电感，与传统的在环形磁芯上手工穿圆线绕制方法相比，卷线速度可大幅提高，避免了手工绕制的杂乱无序、一致性差的缺点，可以做到高速绕制、形状规则，制造品质稳定，适合大批量生产；同时可提高生产效率，减低生产成本。当然，可以理解的，本实施例的环形电感也可以采用先制成环形磁芯后，再绕制线圈的方式进行。此外，虽然本实施例所示出的每个磁芯分别套设有一个线圈，但可以理解的，部分或全部磁芯也可以套设有一个或多个线圈，只要任一有重叠部分的二个闭合磁路中的二个磁芯上均套设有线圈即可。
实施例二
图3是本发明第二实施例的环形电感结构的立体图，图4是本发明第二实施例的环形电感结构的俯视图。参考图3、图4所示，本实施例的环形电感200包括三个磁芯211、212、213，一共享磁路磁芯220以及三个线圈231、232、233。线圈231、232、233分别套设在磁芯211、212、213上。磁芯211、212、213分别与共享磁路磁芯220连接，形成一具有共享磁路的环形电感。具体地说，如图4所示，磁芯211与共享磁路磁芯220连接后，形成一个闭合磁路2a；磁芯212与共享磁路磁芯220连接后，形成一个闭合磁路2b；磁芯213与共享磁路磁芯220连接后，形成一个闭合磁路2c；闭合磁路2a、2b、2c两两之间在共享磁路磁芯220中具有重叠部分。也就是说，共享磁路磁芯220在闭合磁路2a、2b、2c中被共享。
虽然在本实施例中磁芯211、212、213是通过将圆环型磁芯三等分后得到的圆弧磁芯，但可以理解的，磁芯211、212、213可以是任意弧形磁芯、“一”字形磁芯、“V”字形磁芯等。此外，磁芯211、212、213不一定得是一样的，例如，磁芯211是一弧形磁芯，磁芯212是一“V”字形磁芯、磁芯213是一“一”字形磁芯。也就是说，磁芯211、212、213可以任意多种磁芯的组合。
同样的，共享磁路磁芯220除了本实施例示出的为三等分形方块结构外，还可以是三等分波浪形等结构。
本实施例中的磁芯与共享磁路磁芯的连接方式、线圈的形式以及线圈的套设方式均与第一实施例中的相同，在此不再赘述。
实施例三
图5是本发明第三实施例的环形电感结构的立体图，图6是本发明第三实施例的环形电感结构的俯视图。参考图5、图6所示，本实施例的环形电感300包括四个磁芯311、312、313、314，一共享磁路磁芯320以及四个线圈331、332、333、334。线圈331、332、333、334分别套设在磁芯311、312、313、314上。磁芯311、312、313、314分别与共享磁路磁芯320连接，形成一具有共享磁路的环形电感。具体地说，如图6所示，磁芯311与共享磁路磁芯320连接后，形成一个闭合磁路3a；磁芯312与共享磁路磁芯320连接后，形成一个闭合磁路3b；磁芯313与共享磁路磁芯320连接后，形成一个闭合磁路3c；磁芯314与共享磁路磁芯320连接后，形成一个闭合磁路3d；闭合磁路3a、3b在共享磁路磁芯320中具有重叠部分，闭合磁路3b、3c在共享磁路磁芯320中具有重叠部分，闭合磁路3c、3d在共享磁路磁芯320中具有重叠部分，闭合磁路3d、3a在共享磁路磁芯320中具有重叠部分。也就是说，共享磁路磁芯320在闭合磁路3a、3b、3c、3d中被共享。
虽然在本实施例中磁芯311、312、313、314是通过将圆环型磁芯四等分后得到的圆弧磁芯，但可以理解的，磁芯311、312、313、314可以是任意弧形磁芯、“一”字形磁芯、“V”字形磁芯等。此外，磁芯311、312、313、314不一定得是一样的，例如，磁芯311是一弧形磁芯，磁芯312是一“V”字形磁芯、磁芯313是一“一”字形磁芯，磁芯314又是一弧形磁芯。也就是说，磁芯311、312、313、314可以任意多种磁芯的组合。
同样的，共享磁路磁芯320除了本实施例示出的为十字形方块结构外，还可以是十字波浪形等结构。
本实施例中的磁芯与共享磁路磁芯的连接方式、线圈的形式以及线圈的套设方式均与第一实施例中的相同，在此不再赘述。
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 (9)

1.一种环形电感，包括多个磁芯、一共享磁路磁芯以及多个线圈；
该多个磁芯与该共享磁路磁芯连接，形成一环形磁芯，其中该多个磁芯的至少二个分别与该共享磁路磁芯连接后，分别形成一闭合磁路，且形成的多个该闭合磁路中的至少二个在该共享磁路磁芯中具有重叠部分；
具有重叠部分的至少二个该闭合磁路中的该磁芯上分别设置有该多个线圈的至少之一。
2.根据权利要求1所述的环形电感，其特征在于：该多个磁芯的至少之一是一弧形磁芯。
3.根据权利要求1所述的环形电感，其特征在于：该多个磁芯是通过圆环磁芯多等分后得到的多个圆弧磁芯。
4.根据权利要求3所述的环形电感，其特征在于：该多个圆弧磁芯是通过圆环磁芯二等分后得到的二个圆弧磁芯；该共享磁路磁芯为一方块形结构的磁芯。
5.根据权利要求3所述的环形电感，其特征在于：该多个圆弧磁芯是通过圆环磁芯三等分后得到的三个圆弧磁芯；该共享磁路磁芯为一三等分形方块结构的磁芯。
6.根据权利要求3所述的环形电感，其特征在于：该多个圆弧磁芯是通过圆环磁芯四等分后得到的四个圆弧磁芯；该共享磁路磁芯为一十字形方块结构的磁芯。
7.根据权利要求1-6任一项所述的环形电感，其特征在于：该多个磁芯与该共享磁路磁芯连接是通过粘接或者用结构件进行对接紧固的方式进行。
8.根据权利要求1-6任一项所述的环形电感，其特征在于：该多个线圈的至少之一为扁平型导线立绕线圈。
9.根据权利要求8所述的环形电感，其特征在于：该扁平型导线立绕线圈为单层线圈。
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Application publication date: 20161123