CN115547617B - 一种可调电感器和电感量的调节方法及开关电源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调电感器和电感量的调节方法及开关电源，涉及电感技术领域，包括第一磁芯与第二磁芯，电感线圈设于第一磁芯与第二磁芯之间。本发明通过向电磁块与电磁片输电产生磁性的方式，控制施力柱进行前后上下移动，在此基础上，通过施力柱与螺纹轴中的斜齿配合，控制螺纹轴进行顺时针和逆时针转动，实现对第一磁芯和第二磁芯相向端的间隙进行调整，最终实现对电感量的调节。与现有技术相比（参考CN201610886551.1所公开的机械式可调电感，其要实现自动化，必须采用电机或电推杆等动力结构，外加其公开的整个微调平台）。本发明结构要更简单，且体积更小，有利于可调电感器向集成化方向发展。
Description
技术领域
本发明涉及电感技术领域，特别涉及一种可调电感器。
背景技术
目前可调电感的电感量通过调节线圈匝数或调节电感导磁回路的导磁率进行改变。调节线圈匝数对使用环境有较严格的要求，在实际使用中装置的稳定性不高，局限性大。而调节电感导磁回路的导磁率则应用广泛，调节电感导磁回路的导磁率的方式通常有机械调节与电路调节两种。
电路调节主要是通过电路产生一组受控的磁场来调节（如中国专利CN201210144165公开的一种可调电感、CN201010563886所公开的数控可变电感），电路调节方式对于交流电感比较适用，而对于直流电路中的应用由于增加了直流磁化，使电感磁路的工作范围减少，磁芯的电磁性能不能充分利用，效率较低。
机械调节是通过手动机构或自动机构调整磁芯位置（如中国专利CN201610886551.1所公开的机械式可调电感），通过改变两磁芯的位置改变导磁回路的导磁率（实现调节电感量），这种调节方式能够适应交流与直流电路，但手动机构调节方式不能实现自动化，自动机构调节方式则会使其结构复杂，体积增大，不利于向集成化方向发展。
发明内容
本发明目的之一是解决现有技术中电感器的自动机构调节方式会使其结构复杂，体积增大，不利于向集成化方向发展的问题。
本发明目的之二是提供一种电感量的调节方法。
本发明目的之三是提供一种开关电源。
为达到上述目的之一，本发明采用以下技术方案：一种可调电感器，包含有第一磁芯与第二磁芯，电感线圈设于所述第一磁芯与所述第二磁芯之间，所述可调电感器还包含有固定架，所述固定架两端设有固定板，一所述固定板与所述第一磁芯伸缩连接，另一所述固定板与所述第二磁芯伸缩连接。
所述固定板中开设螺纹孔，所述第一磁芯及所述第二磁芯伸入所述固定板的端部包覆有隔磁材料制成的过渡板。
螺纹轴螺纹连接所述螺纹孔，所述螺纹轴旋转连接所述过渡板，所述螺纹轴中具有圆柱形的中空腔，该中空腔的表面分布有斜齿，所述斜齿在所述中空腔中环绕成圈，所述斜齿之间具有相等的间隙。
所述固定板安装导电盘，所述导电盘内设置接线端，所述接线端电连接所述固定板内的电磁块，所述电磁块正对所述中空腔。
所述中空腔内设有磁控金属柱，所述磁控金属柱与所述螺纹孔底部之间设有复位弹簧，所述磁控金属柱连接磁控头，所述磁控头伸缩连接施力柱，所述施力柱位于所述斜齿的后端间隙中。
所述磁控头中安装电磁片，所述接线端与所述电磁片电连接，所述电磁片位于所述施力柱上端。
进一步地，在本发明实施例中，所述固定架具有与所述固定板相连的底板，所述底板开设有散热槽。
更进一步地，在本发明实施例中，所述底板与所述固定板为一体式结构或注塑成一体。
进一步地，在本发明实施例中，所述过渡板所用的隔磁材料为铜或铝或锡或铍钼合金。
进一步地，在本发明实施例中，所述第一磁芯与所述第二磁芯为相同结构的E型磁芯、EP型磁芯、LP型磁芯、RM型磁芯及PQ型磁芯中的任一种。
进一步地，在本发明实施例中，所述电磁块的上端面伸入至所述螺纹孔的底部，所述电磁块为圆柱形，所述电磁块与所述磁控金属柱同轴。
进一步地，在本发明实施例中，所述施力柱与所述磁控头之间安装有弹簧件。通过弹簧件有利于帮助施力柱进行复位。
本发明的有益效果是：
本发明通过向电磁块与电磁片输电产生磁性的方式，控制施力柱进行前后上下移动，在此基础上，通过施力柱与螺纹轴中的斜齿配合，控制螺纹轴进行顺时针和逆时针转动，实现对第一磁芯和第二磁芯相向端的间隙进行调整，最终实现对电感量的调节。与现有技术相比（参考CN201610886551.1所公开的机械式可调电感，其要实现自动化，必须采用电机或电推杆等动力结构，外加其公开的整个微调平台）。本发明结构要更简单，且体积更小，有利于可调电感器向集成化方向发展。
另外，本发明所的控制施力柱每进行一次前后移动，螺纹轴的旋转角度都是相同的，相当于对可调电感器电感量的调节是定量的，这种调节起来会比较快，而且比较容易控制得到所需的电感值。
为达到上述目的之二，本发明采用以下技术方案：一种电感量的调节方法，在可调电感器工作时，电流经过电感线圈，电感线圈周围产生电感量，电感量的数值由第一磁芯和第二磁芯相向端的间隙控制。所述电感量的调节方法应用于上述发明目的之一所述的可调电感器，所述电感量的调节方法包括以下步骤：
步骤一：当需要调小可调电感器的电感量时，通过导电盘的接线端向电磁块输入电流，使电磁块产生磁性，吸引磁控金属柱，带动磁控头下的施力柱从斜齿的后端间隙向前移动，推动斜齿与螺纹轴顺时针转动，螺纹轴沿螺纹孔顺时针转动，拉动第一磁芯和/或第二磁芯，以扩大第一磁芯和第二磁芯相向端的间隙，调小电感量；
步骤二：之后停止向电磁块输入电流，使磁控金属柱在复位弹簧作用下复位，同时通过接线端向电磁片输入电流，使电磁片产生磁性，向上吸引施力柱，施力柱避开斜齿的前端间隙；
重复操作上述步骤一与步骤二，即可将可调电感器的电感量调小至所需的数值；
步骤三：当需要调大可调电感器的电感量时，通过导电盘的接线端向电磁块与电磁片输入电流，使电磁块与电磁片产生磁性，吸引磁控金属柱与施力柱，施力柱避开斜齿的后端间隙；
步骤四：而后停止向电磁块与电磁片输入电流，施力柱在重力下复位，电磁块在复位弹簧作用下向后复位，带动施力柱进入斜齿的前端间隙，施力柱从斜齿的前端间隙向后移动，推动斜齿与螺纹轴逆时针转动，螺纹轴沿螺纹孔逆时针转动，推动第一磁芯和/或第二磁芯，以缩小第一磁芯和第二磁芯相向端的间隙，调大电感量。
重复操作上述步骤三与步骤四，即可将可调电感器的电感量调大至所需的数值。
进一步地，在本发明实施例中，通过过渡板与螺纹轴的旋转连接，使得螺纹轴旋转时，不带动过渡板一同旋转，以稳定第一磁芯、第二磁芯。
为达到上述目的之三，本发明采用以下技术方案：一种开关电源，所述开关电源具有上述发明目的之一中所述的可调电感器。
附图说明
图1为本发明实施例可调电感器的立体示意图。
图2为本发明实施例可调电感器的俯视结构示意图。
图3为本发明实施例可调电感器的局部结构示意图。
图4为本发明实施例磁控金属柱的示意图。
附图中
1、第一磁芯，2、第二磁芯，3、电感线圈；
10、固定架，11、固定板，12、螺纹孔，13、散热槽；
20、过渡板，21、螺纹轴，22、中空腔，23、斜齿；
30、导电盘，31、接线端，32、电磁块；
40、磁控金属柱，41、复位弹簧，42、磁控头，43、施力柱，44、电磁片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“中”“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一”、“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
出于简明和说明的目的，实施例的原理主要通过参考例子来描述。在以下描述中，很多具体细节被提出用以提供对实施例的彻底理解。然而明显的是。对于本领域普通技术人员，这些实施例在实践中可以不限于这些具体细节。在一些实例中，没有详细地描述公知电感量的调节方法和结构，以避免无必要地使这些实施例变得难以理解。另外，所有实施例可以互相结合使用。
实施例一：
需说明的是,说明书附图作为说明书的内容，说明书能够毫无疑义得到的结构形状，连接关系，配合关系，位置关系都应作为说明书的内容进行理解。
一种可调电感器，如图1所示，包含有第一磁芯1与第二磁芯2，电感线圈3设于第一磁芯1与第二磁芯2之间，可调电感器还包含有固定架10，固定架10两端设有固定板11，一固定板11与第一磁芯1伸缩连接，另一固定板11与第二磁芯2伸缩连接。
如图2、图3所示，固定板11中开设螺纹孔12，第一磁芯1及第二磁芯2伸入固定板11的端部包覆有隔磁材料制成的过渡板20。
如图3所示，螺纹轴21螺纹连接螺纹孔12，螺纹轴21旋转连接过渡板20，螺纹轴21中具有圆柱形的中空腔22，该中空腔22的表面分布有斜齿23，斜齿23在中空腔22中环绕成圈，斜齿23之间具有相等的间隙。
固定板11安装导电盘30，导电盘30内设置接线端31，接线端31电连接固定板11内的电磁块32，电磁块32正对中空腔22。
中空腔22内设有磁控金属柱40（有利于缩小可调电感器的体积），磁控金属柱40与螺纹孔底部之间设有复位弹簧41，磁控金属柱40连接磁控头42，磁控头42伸缩连接施力柱43，施力柱43位于斜齿23的后端间隙中。
如图4所示，磁控头42中安装电磁片44，接线端31与电磁片44电连接，电磁片44位于施力柱43上端。
如图1所示，固定架10具有与固定板11相连的底板，底板开设有散热槽13。
底板与固定板11为一体式结构或注塑成一体。
过渡板20所用的隔磁材料为铜或铝或锡或铍钼合金。
第一磁芯1与第二磁芯2为相同结构的E型磁芯、EP型磁芯、LP型磁芯、RM型磁芯及PQ型磁芯中的任一种。
如图3所示，电磁块32的上端面伸入至螺纹孔12的底部，电磁块32为圆柱形，电磁块32与磁控金属柱40同轴。
施力柱43与磁控头42之间安装有弹簧件（未图示）。通过弹簧件有利于帮助施力柱43进行复位。
工作原理：
步骤一：通过导电盘30的接线端31向电磁块32输入电流，使电磁块32产生磁性，吸引磁控金属柱40，带动磁控头42下的施力柱43从斜齿23的后端间隙向前移动，推动斜齿23与螺纹轴21顺时针转动，螺纹轴21沿螺纹孔12顺时针转动，拉动第一磁芯1和/或第二磁芯2，以扩大第一磁芯1和第二磁芯2相向端的间隙，调小电感量。
步骤二：之后停止向电磁块32输入电流，使磁控金属柱40在复位弹簧41作用下复位，同时通过接线端31向电磁片44输入电流，使电磁片44产生磁性，向上吸引施力柱43，施力柱43避开斜齿23的前端间隙。
重复操作上述步骤一与步骤二，即可将可调电感器的电感量调小至所需的数值。
步骤三：通过导电盘30的接线端31向电磁块32与电磁片44输入电流，使电磁块32与电磁片44产生磁性，吸引磁控金属柱40与施力柱43，施力柱43避开斜齿23的后端间隙。
步骤四：而后停止向电磁块32与电磁片44输入电流（先停止向电磁片44输入电流，后停止向电磁块32输入电流），施力柱43在重力下复位，电磁块32在复位弹簧41作用下向后复位，带动施力柱43进入斜齿23的前端间隙，施力柱43从斜齿23的前端间隙向后移动，推动斜齿23与螺纹轴21逆时针转动，螺纹轴21沿螺纹孔12逆时针转动，推动第一磁芯1和/或第二磁芯2，以缩小第一磁芯1和第二磁芯2相向端的间隙，调大电感量。
重复操作上述步骤三与步骤四，即可将可调电感器的电感量调大至所需的数值。
本发明通过向电磁块32与电磁片44输电产生磁性的方式，控制施力柱43进行前后上下移动，在此基础上，通过施力柱43与螺纹轴21中的斜齿23配合，控制螺纹轴21进行顺时针和逆时针转动，实现对第一磁芯1和第二磁芯2相向端的间隙进行调整，最终实现对电感量的调节。与现有技术相比（参考CN201610886551.1所公开的机械式可调电感，其要实现自动化，必须采用电机或电推杆等动力结构，外加其公开的整个微调平台）。本发明结构要更简单，且体积更小，有利于可调电感器向集成化方向发展。
可调电感器的大小一般外径为40mm，而为自动化采用的电机为微型电机（以3-5g的电机为例，机身直径10mm左右，而机身长度为20mm左右），采用微型电机要占可调电感器的三分之一左右，故要实现可调电感器的自动化，会使得可调电感器体积变大很多。
另外，本发明所的控制施力柱43每进行一次前后移动，螺纹轴21的旋转角度都是相同的，相当于对可调电感器电感量的调节是定量的，这种调节起来会比较快，而且比较容易控制得到所需的电感值。
实施例二：
一种电感量的调节方法，在可调电感器工作时，电流经过电感线圈3，电感线圈3周围产生电感量，电感量的数值由第一磁芯1和第二磁芯2相向端的间隙控制。电感量的调节方法应用于上述发明目的之一的可调电感器，电感量的调节方法包括以下步骤：
步骤一：当需要调小可调电感器的电感量时，通过导电盘30的接线端31向电磁块32输入电流，使电磁块32产生磁性，吸引磁控金属柱40，带动磁控头42下的施力柱43从斜齿23的后端间隙向前移动，推动斜齿23与螺纹轴21顺时针转动，螺纹轴21沿螺纹孔12顺时针转动，拉动第一磁芯1和/或第二磁芯2，以扩大第一磁芯1和第二磁芯2相向端的间隙，调小电感量。
步骤二：之后停止向电磁块32输入电流，使磁控金属柱40在复位弹簧41作用下复位，同时通过接线端31向电磁片44输入电流，使电磁片44产生磁性，向上吸引施力柱43，施力柱43避开斜齿23的前端间隙。
重复操作上述步骤一与步骤二，即可将可调电感器的电感量调小至所需的数值。
步骤三：当需要调大可调电感器的电感量时，通过导电盘30的接线端31向电磁块32与电磁片44输入电流，使电磁块32与电磁片44产生磁性，吸引磁控金属柱40与施力柱43，施力柱43避开斜齿23的后端间隙。
步骤四：而后停止向电磁块32与电磁片44输入电流，施力柱43在重力下复位，电磁块32在复位弹簧41作用下向后复位，带动施力柱43进入斜齿23的前端间隙，施力柱43从斜齿23的前端间隙向后移动，推动斜齿23与螺纹轴21逆时针转动，螺纹轴21沿螺纹孔12逆时针转动，推动第一磁芯1和/或第二磁芯2，以缩小第一磁芯1和第二磁芯2相向端的间隙，调大电感量。
重复操作上述步骤三与步骤四，即可将可调电感器的电感量调大至所需的数值。
通过过渡板20与螺纹轴21的旋转连接，使得螺纹轴21旋转时，不带动过渡板20一同旋转，以稳定第一磁芯1、第二磁芯2。
实施例三：
一种开关电源，开关电源具有上述实施例一中的可调电感器。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
Claims (10)
1.一种可调电感器，包含有第一磁芯与第二磁芯，电感线圈设于所述第一磁芯与所述第二磁芯之间，其特征在于，所述可调电感器还包含有固定架，所述固定架两端设有固定板，一所述固定板与所述第一磁芯伸缩连接，另一所述固定板与所述第二磁芯伸缩连接；
所述固定板中开设螺纹孔，所述第一磁芯及所述第二磁芯伸入所述固定板的端部包覆有隔磁材料制成的过渡板；
螺纹轴螺纹连接所述螺纹孔，所述螺纹轴旋转连接所述过渡板，所述螺纹轴中具有圆柱形的中空腔，该中空腔的表面分布有斜齿，所述斜齿在所述中空腔中环绕成圈，所述斜齿之间具有相等的间隙；
所述固定板安装导电盘，所述导电盘内设置接线端，所述接线端电连接所述固定板内的电磁块，所述电磁块正对所述中空腔；
所述中空腔内设有磁控金属柱，所述磁控金属柱与所述螺纹孔底部之间设有复位弹簧，所述磁控金属柱连接磁控头，所述磁控头伸缩连接施力柱，所述施力柱位于所述斜齿的后端间隙中；
所述磁控头中安装电磁片，所述接线端与所述电磁片电连接，所述电磁片位于所述施力柱上端。
2.根据权利要求1所述可调电感器，其特征在于，所述固定架具有与所述固定板相连的底板，所述底板开设有散热槽。
3.根据权利要求2所述可调电感器，其特征在于，所述底板与所述固定板为一体式结构或注塑成一体。
4.根据权利要求1所述可调电感器，其特征在于，所述过渡板所用的隔磁材料为铜或铝或锡或铍钼合金。
5.根据权利要求1所述可调电感器，其特征在于，所述第一磁芯与所述第二磁芯为相同结构的E型磁芯、EP型磁芯、LP型磁芯、RM型磁芯及PQ型磁芯中的任一种。
6.根据权利要求1所述可调电感器，其特征在于，所述电磁块的上端面伸入至所述螺纹孔的底部，所述电磁块为圆柱形，所述电磁块与所述磁控金属柱同轴。
7.根据权利要求1所述可调电感器，其特征在于，所述施力柱与所述磁控头之间安装有弹簧件。
8.一种电感量的调节方法，其特征在于，所述电感量的调节方法应用于上述权利要求1-7中任一所述的可调电感器，在可调电感器工作时，电流经过电感线圈，电感线圈周围产生电感量，电感量的数值由第一磁芯和第二磁芯相向端的间隙控制，所述电感量的调节方法包括以下步骤：
步骤一：当需要调小可调电感器的电感量时，通过导电盘的接线端向电磁块输入电流，使电磁块产生磁性，吸引磁控金属柱，带动磁控头下的施力柱从斜齿的后端间隙向前移动，推动斜齿与螺纹轴顺时针转动，螺纹轴沿螺纹孔顺时针转动，拉动第一磁芯和/或第二磁芯，以扩大第一磁芯和第二磁芯相向端的间隙，调小电感量；
步骤二：之后停止向电磁块输入电流，使磁控金属柱在复位弹簧作用下复位，同时通过接线端向电磁片输入电流，使电磁片产生磁性，向上吸引施力柱，施力柱避开斜齿的前端间隙；
重复操作上述步骤一与步骤二，即可将可调电感器的电感量调小至所需的数值；
步骤三：当需要调大可调电感器的电感量时，通过导电盘的接线端向电磁块与电磁片输入电流，使电磁块与电磁片产生磁性，吸引磁控金属柱与施力柱，施力柱避开斜齿的后端间隙；
步骤四：而后停止向电磁块与电磁片输入电流，施力柱在重力下复位，电磁块在复位弹簧作用下向后复位，带动施力柱进入斜齿的前端间隙，施力柱从斜齿的前端间隙向后移动，推动斜齿与螺纹轴逆时针转动，螺纹轴沿螺纹孔逆时针转动，推动第一磁芯和/或第二磁芯，以缩小第一磁芯和第二磁芯相向端的间隙，调大电感量；
重复操作上述步骤三与步骤四，即可将可调电感器的电感量调大至所需的数值。
9.根据权利要求8所述电感量的调节方法，其特征在于，通过过渡板与螺纹轴的旋转连接，使得螺纹轴旋转时，不带动过渡板一同旋转，以稳定第一磁芯、第二磁芯。
10.一种开关电源，其特征在于，所述开关电源具有上述权利要求1-7中任一所述的可调电感器。
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