CN112071580B - 一种耦合电感 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种耦合电感，包括：第一磁芯和第二磁芯，在第一磁芯和第二磁芯之间设置有两列对应设置的多根磁柱；绕组，呈大致U形，在每根所述磁柱对应配置有一所述绕组，所述磁柱置于所述绕组的缺口内。本发明的耦合电感采用两列回行结构，增加相互之间的耦合，同时，将绕组嵌入磁芯后，使得磁芯中柱的截面积具有充分利用空间。

Description

一种耦合电感
技术领域
本发明属于电能变换技术领域，涉及一种耦合电感。
背景技术
电感元件也称为自感元件，如果两个或两个以上的线圈中每个线圈所产生的磁通都与另一个线圈相交链，则称这些线圈有磁耦合或者说具有互感。若假定这些线圈是静止的，并且忽略了线圈中的电阻和匝间的分布电容，具有磁耦合的诸线圈就可表示为理想化的耦合电感元件，简称耦合电感。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耦合电感，用于解决现有技术中绕组占用空间大的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种耦合电感，包括：
磁芯，包含第一磁芯和第二磁芯，所述第二磁芯上设置有多根磁柱，所述第一磁芯设置于所述磁柱的顶端，以衔接各个磁柱；
绕组，呈大致U形，在每根所述磁柱对应配置有一所述绕组，所述磁柱置于所述绕组的缺口内。
于本发明的一实施例中，所述第二磁芯为长方体，所述磁柱凸起设立在所述磁芯的一个面上，截面积相同，所述磁柱对称设置在所述第二磁芯的周边，且在相邻所述磁柱之间的绕组按同一方向顺序层叠放置。
于本发明的一实施例中，层叠部分的所述绕组之间间距大于0.5mm。
于本发明的一实施例中，所述绕组由首端部、第一连接段、中间连接段、第二连接段和尾端部依次连接构成，所述第一连接段和所述第二连接段平行且错位设置。
于本发明的一实施例中，所述第一连接段和所述第二连接段的相距距离超过0.5mm。
于本发明的一实施例中，所述绕组的第二连接段设置于相邻绕组的第一连接段的下面。
于本发明的一实施例中，所述绕组采用铜片制备，所述铜片外部包裹有绝缘层。
于本发明的一实施例中，所述耦合电感的四周至少设置有一包条，所述包条设置有上端子和下端子，所述上端子固定于第一磁芯上，所述下端子固定于第二磁芯上。
于本发明的一实施例中，所述第一磁芯和第二磁芯上分别设置有定位槽用于设置所述包条的上端子和下端子。
于本发明的一实施例中，所述包条为汇流条，用于流经电流。
如上所述，本发明的耦合电感采用两列回行结构，增加相互之间的耦合，同时，将绕组嵌入磁芯后，使得磁芯中柱的截面积具有充分利用空间。
附图说明
图1显示为本发明的耦合电感的原理图。
图2显示为本发明的耦合电感于一实施例中的立体示意图。
图3显示为图2耦合电感的爆炸示意图。
图4显示为图2中耦合电感的俯视图。
图5显示为图4中A-A截面示意图。
图6显示为本发明的耦合电感中绕组的结构示意图。
图7显示为本发明的耦合电感于另一实施例中的立体示意图。
图8显示为图7耦合电感的爆炸示意图。
元件标号说明
1 磁芯
11 第一磁芯
111 凹槽
112 定位槽
12 第二磁芯
121 容纳空间
21～216 绕组
13 磁柱
201 首端部
202 第一连接段
203 中间连接段
204 第二连接段
205 尾端部
3 包条
31 第一包条
32 第二包条
33 第三包条
34 第四包条
36 第五包条
36 第六包条
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域的技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供本领域的技术人员了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明提供一种耦合电感，请参阅图1至图3，图1给出了该耦合电感的原理图，图2给出了该耦合电感的立体图，图3给出了该耦合电感的爆炸图。
该耦合电感包括：磁芯1和多个相互耦合的绕组，本实施例以16个相互耦合的绕组为例进行说明，但是本发明并不以此为限，本发明的绕组个数至少包括两个绕组就可以实现本发明的技术方案。
在本实施例中，每个绕组具有两个端子，如图1和图2所示，绕组21包含端子A和端子A’，绕组22包含端子B和端子B’，绕组23包含端子C和端子C’，绕组24包含端子D和端子D’，绕组25包含端子E和端子E’，绕组26包含端子F和端子F’，绕组27包含端子G和端子G’，绕组28包含端子H和端子H’，绕组29包含端子I和端子I’，绕组210包含端子J和端子J’，绕组211包含端子K和端子K’，绕组212包含端子L和端子L’，绕组213包含端子M和端子M’，绕组214包含端子N和端子N’，绕组215包含端子O和端子O’，绕组216包含端子P和端子P’。
其中，绕组21至绕组28构成磁芯1的第一侧边的绕组组合，绕组29至绕组216构成磁芯1的第二侧边的绕组组合，其中，第一侧边与第二侧边依据磁芯1相对设置。
在本实施例中，各绕组的端子可与电池的两端并联连接，应用在电压调节模块中，实现电感耦合。
作为示例，如图2和图3所示，磁芯1包括第一磁芯11和第二磁芯12，在第一磁芯11和第二磁芯12之间设置有两列对应设置的多根磁柱13。具体地，如图3，磁柱13置于第二磁芯12并可与第二磁芯12一体成型，其中，绕组21至绕组28依次绕制于第二磁芯12上一侧边的8根磁柱13，对应地，绕组29至绕组216同样依次绕制于第二磁芯12上另一侧边的8根磁柱13。多根磁柱13的截面积相同。
作为示例，如图6所示，每个绕组呈大致U形设置，对应磁柱13置于该绕组的缺口内。在同侧中相邻所述磁柱13之间的绕组按同一方向顺序层叠放置，在另一侧中绕组间的层叠顺序与该侧相反。层叠部分的绕组之间相距距离大于0.5mm。
如图3所示，以绕组213和与其相邻的绕组212，以及绕组24和绕组25为例，绕组213和与其相邻的绕组212在第二侧边，绕组24和绕组25在第一侧边。其中，由于各绕组形状相通，这里针对绕组213的具体结构展开说明，绕组213由首端部201、第一连接段202、中间连接段203、第二连接段204和尾端部205依次连接构成，呈大致U形，绕组213的首端部201为端子M，绕组213的尾端部205为端子M’，绕组212的首端部201为端子L，绕组213的尾端部205为端子L’，第一连接段202和第二连接段204平行且错位设置，第一连接段202和第二连接段204的相距距离超过0.5mm，另外，首端部201与所述第一连接段202相垂直且该首端部201背离所述第二连接段204向外延伸，尾端部205同样垂直于第二连接段204且该尾端部205背离所述第一连接段202向外延伸。
如图4和图5所示，在第二侧边中，在相邻磁柱13之间，绕组213的第二连接段204相较绕组212的第一连接段202更靠近第二磁芯12设置，且两者层叠方式。绕组213的第二连接段204与绕组212的第一连接段202之间间距大于0.5mm，其余绕组按照绕组213和绕组212之间的方式顺序放置。
在第一侧边中，绕组24的首端部201为端子D，绕组24的尾端部205为端子D’，绕组25的首端部201为端子E，绕组25的尾端部205为端子E’，在相邻磁柱13之间，绕组24的第二连接段204相较绕组25的第一连接段202更靠近第二磁芯12设置，且两者层叠方式。绕组24的第二连接段204与绕组25的第一连接段202之间间距大于0.5mm。
需要说明的是，绕组的匝数可为一匝，也可以为多匝。当绕组为一匝时，利用一块铜片弯折呈如绕组211的形状，在铜片表面包裹有绝缘材料，若绕组的匝数为多匝时，以将第一段铜片完成后，剩余铜片依照第一段铜片形状为基准蛇形布置，所构成的整体绕组形状仍大致呈U形设置，每蛇形铺设一次铜片即匝数增加一匝，具体根据实际需要而定，在这里不作限定。
作为示例，如图2所示，为确保构成的耦合电感，其绕组的首端部201和尾端部205不凸出于第一磁芯11、第二磁芯12外部，在本实施例中，在第一磁芯11对应于各绕组开设有供其首端部201放置的凹槽111，同时，磁柱13凸出于第二磁芯12的侧边设置，且相邻磁柱13的凸出部分和第二磁芯12构成用于放置绕组尾端部205的容纳空间121。绕组的首端部201和尾端部205分别放入凹槽111和容纳空间121后，其设有磁柱13侧的第一磁芯11、绕组和第二磁芯12各自朝向外部的平面三者齐平。
作为示例，如图7和图8所示，与图2不同的是，该实施例中，在耦合电感的周边设置有至少一个包条3，例如第一包条31，第二包条32，第三包条33，第四包条34，第五包条35，第六包条36，上述包条设置于所述耦合电感的四个周边，如图8所示，所述磁芯11上设置有定位槽112，磁芯12与之相对应的位置也设置有定位槽，由于空间关系，图8中无法明显示出，所述包条3的一端设置于定位槽112中，另一端设置于磁芯12与之相对应的定位槽中，本实施例仅以此为示例，所述包条3可以仅有一个，所述定位槽112具有方便所述包条3装配，以及位置相对固定，但是本发明并不以此为限，任何其它不需要创造性劳动即能够得到实施方式，均在本发明保护的范围内，例如通过胶水固定所述包条3的相对位置等等。
所述包条3可以起到固定所述耦合电感的作用，其材质可以为金属或者塑料。另外所述包条3还可以用作汇流条，例如用作接地汇流条、输入输出汇流条，更具体的说，例如所述第一包条31和所述第六包条为接地汇流条，所述第二包条32和第三包条33为输入汇流条，所述第四包条34和第五包条35为输入汇流条。所述汇流条与其他电路元器件连接，提供电流通路。
本发明由于第一磁芯11和第二磁芯12相对设置，同时磁柱13置于第一磁芯11和第二磁性之间，呈两列对应设置构成大致为两列回行结构，增加相互之间的耦合。
同时，由于绕组在绕制过程中始终在第一磁芯11和第二磁芯12之间，相当于绕组嵌入磁芯1内，使得磁芯1中柱的截面积具有充分利用空间。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种耦合电感，其特征在于，包括：
磁芯，包含第一磁芯和第二磁芯，所述第二磁芯上设置有多根磁柱，所述第一磁芯设置于所述磁柱的顶端，以衔接各个磁柱；
绕组，呈U形，在每根所述磁柱对应配置有一所述绕组，所述磁柱置于所述绕组的缺口内；
所述绕组包括首端部、第一连接段、中间连接段、第二连接段和尾端部，所述首端部、第一连接段、中间连接段、第二连接段和尾端部依次连接，所述第一连接段和所述第二连接段平行且错位设置；
同一侧边的所述绕组的第二连接段设置于相邻绕组的第一连接段的下面。
2.根据权利要求1所述的耦合电感，其特征在于：所述第二磁芯为长方体，所述磁柱凸起设立在所述磁芯的一个面上，截面积相同，所述磁柱对称设置在所述第二磁芯的周边，且在相邻所述磁柱之间的绕组其中一个绕组的第一连接段和另一绕组的第二连接段层叠放置。
3.根据权利要求2所述的耦合电感，其特征在于：层叠部分的所述绕组之间间距大于0.5mm。
4.根据权利要求1所述的耦合电感，其特征在于：所述第一连接段和所述第二连接段的相距距离超过0.5mm。
5.根据权利要求1所述的耦合电感，其特征在于：所述绕组采用铜片制备，所述铜片外部包裹有绝缘层。
6.根据权利要求1所述的耦合电感，其特征在于：所述耦合电感的四周至少设置有一包条，所述包条设置有上端子和下端子，所述上端子固定于第一磁芯上，所述下端子固定于第二磁芯上。
7.根据权利要求6所述的耦合电感，其特征在于：所述第一磁芯和第二磁芯上分别设置有定位槽用于设置所述包条的上端子和下端子。
8.根据权利要求6所述的耦合电感，其特征在于：所述包条为汇流条，用于流经电流。
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