CN116153626A - 一种谐振模块及高压发生器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种谐振模块及高压发生器，该谐振模块包括：谐振电感；所述谐振电感包括：线包绕组与磁芯，所述线包绕组包括圆筒状骨架、绕制层；所述圆筒状骨架内部用于放置所述磁芯；所述绕制层包括铜箔层与绝缘层，所述铜箔层上表面与下表面均覆盖有所述绝缘层；所述绕制层的起始端与末端均设置有用于与外部电连接的导线；所述绕制层的起始端固定在所述圆筒状骨架的外表面上，且所述绕制层的起始端的宽度与所述圆筒状骨架的长度一致，沿所述圆筒状骨架层层叠加环形绕制所述绕制层，所述绕制层的末端固定在上一层所述绕制层上。本发明提供的谐振模块，产生的高频交变磁场强度低，且涡流效应弱。

Description

一种谐振模块及高压发生器

技术领域

本发明涉及电感技术领域，具体涉及一种谐振模块及高压发生器。

背景技术

谐振模块中的谐振电感是由导线绕制而成的电磁感应元件，目前常用的谐振电感大多采用利兹线绕制导体而成。而采用利兹线绕制导体而成的谐振电感，当在高频交流电经过谐振电感时会产生高频交变磁场，且利兹线绕制导体而成的谐振电感其漏磁量大，容易产生很强的涡流效应。

发明内容

因此，本发明要解决现有技术中谐振电感漏磁量大的技术问题，从而提供一种谐振模块及高压发生器。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种谐振模块，包括：谐振电感；

所述谐振电感包括：线包绕组与磁芯，所述线包绕组包括圆筒状骨架、绕制层；所述圆筒状骨架内部用于放置所述磁芯；

所述绕制层包括铜箔层与绝缘层，所述铜箔层上表面与下表面均覆盖有所述绝缘层；所述绕制层的起始端与末端均设置有用于与外部电连接的导线；

所述绕制层的起始端固定在所述圆筒状骨架的外表面上，且所述绕制层的起始端的宽度与所述圆筒状骨架的长度一致，沿所述圆筒状骨架层层叠加环形绕制所述绕制层，所述绕制层的末端固定在上一层所述绕制层上。

可选地，所述磁芯由多个可拆卸连接的柱形磁体首尾相接组成。

可选地，所述圆筒状骨架两端设置有环形限位板，所述环形限位板上设置有用于引出所述导线的凹槽。

可选地，所述线包绕组为两个，两个所述线包绕组的所述绕制层的绕制方向相反；其中一个所述线包绕组的起始端导线与逆变模块的第一输出端连接、末端导线与高压变压器的第一端连接，另一个所述线包绕组的起始端导线与所述逆变模块的第二输出端连接、末端导线与所述高压变压器的第二端连接。

可选地，两个所述线包绕组的两端对齐排布。

可选地，谐振模块还包括：谐振腔体，所述谐振腔体为一体式箱体。

可选地，谐振模块还包括：谐振腔体，所述谐振腔体采用隔磁材料。

可选地，谐振模块还包括：谐振腔体，所述谐振腔体的腔壁设置有磁屏蔽层。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种高压发生器，包括上述所述的谐振模块。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明提供一种谐振模块，该谐振模块的线包绕组是由铜箔绕制而成，相对于导线绕制的谐振电感，铜箔绕制的谐振电感漏磁量小，当高频交流电经过铜箔绕制的谐振电感时，产生的高频交变磁场强度低，且涡流效应弱。且本实施例中提供的谐振模块的线包绕组可以采用机器绕制，无需考虑绕制间距的问题，绕制方式简单，参数一致性高，有利于批量化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例1中线包绕组的一个具体示例的结构图；

图2为本申请实施例1中传统谐振电感的一个具体示例的结构图；

图3为本申请实施例1中高压发生器的一个具体示例的组成图；

图4为本申请实施例1中两个线包绕组连接的一个具体示例的结构图；

图5为本申请实施例1中谐振腔体的一个具体示例的结构图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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“第一”、“第二”、“第三”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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。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。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种谐振模块，包括谐振电感，具体如下。

所述谐振电感包括：线包绕组与磁芯，所述线包绕组包括圆筒状骨架、绕制层；所述圆筒状骨架内部用于放置所述磁芯；

所述绕制层包括铜箔层与绝缘层，所述铜箔层上表面与下表面均覆盖有所述绝缘层；所述绕制层的起始端与末端均设置有用于与外部电连接的导线11；

所述绕制层的起始端固定在所述圆筒状骨架的外表面上，且所述绕制层的起始端的宽度与所述圆筒状骨架的长度一致，沿所述圆筒状骨架层层叠加环形绕制所述绕制层，所述绕制层的末端固定在上一层所述绕制层上。

本实施例中，利用铜箔绕制而成的线包绕组，如图1所示。铜箔层的上表面与下表面均覆盖有绝缘层，在绕制过程中，上一圈绕制的绕制层，也即是上一层绕制层，与下一圈绕制的绕制层，也即是下一层绕制层，彼此之间绝缘。电源通过绕制层的起始端的导线给铜箔层通电，由于绕制层呈叠加环形绕制，此时的电流也呈环形路径，从而将电能转化为磁能。本实施例中的铜箔为片状矩形或正方形的铜箔，铜箔层的起始端的宽度，也即是绕制层的起始端的宽度与圆筒状骨架的长度一致，绕制一圈的绕制层可以完全覆盖圆筒状骨架的上表面，后继续绕制。

传统的谐振电感结构如图2所示，传统的谐振电感的绕组通常是由利兹线或漆包线等导线绕制而成，利用导线绕制而成的电感，漏磁量大。在高频交流电经过谐振电感时，会产生较强的高频交变磁场，涡流效应强。其次，传统的利用导线绕制而成的电感，基本采用人工绕制，绕制而成的电感参数一致性不高，同样匝数的谐振电感，其在使用过程中会存在误差。

而本实施例中提供的谐振模块的线包绕组是由铜箔绕制而成，相对于导线绕制的谐振电感，铜箔绕制的谐振电感漏磁量小，当高频交流电经过铜箔绕制的谐振电感时，产生的高频交变磁场强度低，且涡流效应弱。且本实施例中提供的谐振模块的线包绕组可以采用机器绕制，无需考虑绕制间距的问题，绕制方式简单，参数一致性高，有利于批量化生产。

作为一种可选实施方式，本发明实施例中，所述磁芯由多个可拆卸连接的柱形磁体首尾相接组成。

传统的谐振电感中磁芯通常采用一体式磁芯，在制作磁芯时，需要同时制作不同长度的磁芯，以满足导线绕组的预设圈数以及预设电感参数的要求，加工成本高，不适用于批量生产。

而本实施例中的磁芯由多个柱形磁体组合而成，有利于批量化生产。并且可以根据设备所需的功率，调整柱形磁体的数量，以便于得到更符合设备运行的谐振电感参数，而且采用分体式磁芯更容易控制生产成本。

作为一种可选实施方式，本发明实施例中，所述圆筒状骨架两端设置有环形限位板111，所述环形限位板上设置有用于引出所述导线的凹槽112。

如图1所示，圆筒状骨架两端设置有凸起的环形限位板，环形限位板可以辅助绕制层进行环形绕制，固定绕制层绕制的范围。限位板上设置有凹槽，该凹槽用于将绕制层的起始端或末端的导线引出，用于连接其它外部电源、器件、模块或设备等。

作为一种可选实施方式，本发明实施例中，所述线包绕组为两个，两个所述线包绕组的所述绕制层的绕制方向相反；

其中一个所述线包绕组的起始端导线与逆变模块的第一输出端连接、末端导线与高压变压器的第一端连接，另一个所述线包绕组的起始端导线与所述逆变模块的第二输出端连接、末端导线与所述高压变压器的第二端连接。

如图3所示，为高压发生器的结构组成框图。高压发生器输入端接入单相或三相电源，经过滤波器、预充、整流、高频逆变模块，将高频逆变后的电源传输至谐振模块，再由谐振模块传输至高压变压器、高压整流等模块。

本实施例中，其中一个线包绕组的末端导线可以直接与高压变压器的第一端连接，另一个线包绕组的末端导线可以通过谐振电容与高压变压器的第二端连接。

如图4所示，本实施例中，可以采用绕制层的绕制方向相反的两个线包绕组，每个线包绕组对应的圆筒状骨架内部均设置有磁芯，两个线包绕组的同一侧可以采用U型磁芯与各圆筒状骨架内部的磁芯连接，从而形成共模谐振电感，可以抵消磁场，减少对其他元器件的影响。

作为一种可选实施方式，本发明实施例中，两个所述线包绕组的两端对齐排布。

如图4所示，为两端对齐排布的两个线包绕组，两个线包绕组的两侧可以均采用U型磁芯与各圆筒状骨架内部的磁芯连接，形成共模谐振电感从而可以抵消磁场，减少对其他元器件的影响。

作为一种可选实施方式，本发明实施例中，所述谐振模块还包括：谐振腔体，所述谐振腔体为一体式箱体，如图5所示。

传统的谐振腔体一般使用的不锈钢材质，无法起到隔磁的效果，而且通常采用的是分段式结构并通过螺丝紧缚，由于受到谐振腔体表面的平整度，搬运，组装等因素，容易损坏谐振电感。其次，传统的谐振腔体由于采用的是分段式结构，两个结构件接触面存在缝隙，即使使用隔磁材料，谐振电感产生的高频交变磁场的磁力线从缝隙穿过从而形成涡流导致其周围结构件温度过高，极大降低系统可靠性。

而本实施例中，谐振腔体采用的一体式的结构，能够有效防止谐振电感受到损坏。并且能够有效隔绝高频交变磁场，磁力线无法轻易穿过这些结构件，产生的涡流效应低，进一步降低谐振腔体温度的同时，一体式结构的谐振腔体也会提高谐振腔体的结构强度。

作为一种可选实施方式，本发明实施例中，所述谐振模块还包括：谐振腔体，所述谐振腔体采用隔磁材料。

作为一种可选实施方式，本发明实施例中，所述谐振模块还包括：所述谐振腔体的腔壁设置有磁屏蔽层。

由于传统的谐振腔体采用的不是隔磁材料，当谐振电感产生高频交变磁场的磁力线穿过腔体时，磁力线被切割，由电磁感应可知，在谐振腔体上会有强大的涡流产生，导致温度过高。

而本实施例中，谐振腔体采用隔磁材料，例如铝，铜等，或者在周围的结构件内侧或外侧铺一层磁屏蔽层，例如铜箔、屏蔽铜网等。能够有效隔绝交变磁场的磁力线，无法产生强大涡流，从而解决谐振腔体温度过高的问题。

实施例2

本实施例提供一种高压发生器，该高压发生器包括上述实施例1中的谐振模块

而本实施例中提供的高压发生器，其所采用的谐振模块的线包绕组是由铜箔绕制而成，相对于导线绕制的谐振电感，铜箔绕制的谐振电感漏磁量小，当高频交流电经过铜箔绕制的谐振电感时，产生的高频交变磁场强度低，且涡流效应弱。且该谐振模块的线包绕组可以采用机器绕制，无需考虑绕制间距的问题，绕制方式简单，参数一致性高，有利于批量化生产。

关于上述谐振模块的具体描述，可以参见上述实施例1，这里不再赘述。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种谐振模块，其特征在于，包括：谐振电感；

所述谐振电感包括：线包绕组与磁芯，所述线包绕组包括圆筒状骨架、绕制层；所述圆筒状骨架内部用于放置所述磁芯；

所述绕制层包括铜箔层与绝缘层，所述铜箔层上表面与下表面均覆盖有所述绝缘层；所述绕制层的起始端与末端均设置有用于与外部电连接的导线；

所述绕制层的起始端固定在所述圆筒状骨架的外表面上，且所述绕制层的起始端的宽度与所述圆筒状骨架的长度一致，沿所述圆筒状骨架层层叠加环形绕制所述绕制层，所述绕制层的末端固定在上一层所述绕制层上。

2.根据权利要求1所述的谐振模块，其特征在于，所述磁芯由多个可拆卸连接的柱形磁体首尾相接组成。

3.根据权利要求1所述的谐振模块，其特征在于，所述圆筒状骨架两端设置有环形限位板，所述环形限位板上设置有用于引出所述导线的凹槽。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的谐振模块，其特征在于，所述线包绕组为两个，两个所述线包绕组的所述绕制层的绕制方向相反；

其中一个所述线包绕组的起始端导线与逆变模块的第一输出端连接、末端导线与高压变压器的第一端连接，另一个所述线包绕组的起始端导线与所述逆变模块的第二输出端连接、末端导线与所述高压变压器的第二端连接。

5.根据权利要求4所述的谐振模块，其特征在于，两个所述线包绕组的两端对齐排布。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的谐振模块，其特征在于，还包括：谐振腔体，所述谐振腔体为一体式箱体。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的谐振模块，其特征在于，还包括：谐振腔体，所述谐振腔体采用隔磁材料。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的谐振模块，其特征在于，还包括谐振腔体，所述谐振腔体的腔壁设置有磁屏蔽层。

9.一种高压发生器，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的谐振模块。

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