CN116564650A - 一种半灌封式组合电感 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半灌封式组合电感，具体涉及电子元器件技术领域，包括固定壳，所述固定壳的顶部安装有差模电感主体，所述差模电感主体置于固定壳的顶部采用半灌封安装，所述固定壳的内部位于差模电感主体的伸入部外部填充有灌封胶；所述差模电感主体由双环并绕的差模电感三组和双环并绕的辅助电感一组两部分组成，所述差模电感和辅助电感均包括磁芯，所述磁芯的外部绕制有圆形漆包线。本发明具有很好的推广和普及性，较好的解决了组合式电感的体积大、效率低、成本高、散热性能差、EMI滤波效果不好的问题，且通过仿真实验和实验室检测，都能达到预期的效果，具有很强的创新性、实用性、可推广性，市场价值极高。
Description
技术领域
本发明涉及电子元器件技术领域，更具体地说，本发明涉及一种半灌封式组合电感。
背景技术
进入21世纪以来，清洁能源取得了长足的进步，全球光伏装机快速增长，未来全球各国对光伏政策规划与支持将不断兑现，尤其是近几年，智能电网的建设和发展，又极大地推动了分布式光伏和微电网技术的普及。
在新能源领域的电子元器件中，开关变换器是重要的组件，而开关变换器的储能、电气隔离和能量转换，主要取决于变压器和电感器。因此，磁性材料的选型和设计，直接决定了微型逆变器的性能和效率，现如今，高性能、高效率、小体积的开关电源日益受到青睐，随着高频的升高，磁元件的发热问题日益严重，磁材对温度敏感，高温会导致磁损耗升高，从功率损耗来说，磁元件损耗包括铜损（流过绕组的电流在绕组上产生的热损耗）和铁损（磁芯损耗，如磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗），对于磁元件企业来说，掌握磁元件基本特性和磁芯损耗的物理非常重要，磁性材料的选取，直接决定着最终设计的性能优劣，如何设计出合理高效适用的磁性元件需要考虑的因素有很多，例如磁芯的形状、材料、磁芯的损耗以及气隙的影响等。
现有技术中，公开号为CN215815497U的实用新型专利公开了一种灌封式电感，包括外壳、电感本体、散热填充单元和灌封胶，所述外壳包括一个具有开口的空腔，所述电感本体设置于所述外壳的空腔内，所述散热填充单元包括至少一个散热填充块，所述至少一个散热填充块分别填充在所述电感本体与所述外壳的空腔之间的间隙位置处，所述灌封胶从所述空腔的开口处向所述空腔内灌封以将所述空腔填充满。该专利具有良好的散热效果。
随着电力电子装置朝着高频化发展，装置中的电子元器件相互之间造成电磁干扰，传统的扼流圈无法满足噪声的拟制要求，通常的做法是增加差模电感来拟制噪声，但也增加了器件的体积和重量，限制了EMI滤波器的小型化发展，近年来，光伏发电、光储充等新兴领域，组合式电感如雨后春笋般涌现，但产生的问题也很多，如体积大、效率低、成本高、散热性能差、EMI滤波效果不好等问题。
发明内容
本发明技术方案针对现有技术解决方案过于单一的技术问题，提供了显著不同于现有技术的解决方案，为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种半灌封式组合电感。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种半灌封式组合电感，包括固定壳，所述固定壳的顶部安装有差模电感主体，所述差模电感主体置于固定壳的顶部采用半灌封安装，所述固定壳的内部位于差模电感主体的伸入部外部填充有灌封胶；
所述差模电感主体由双环并绕的差模电感三组和双环并绕的辅助电感一组两部分组成，所述差模电感和辅助电感均包括磁芯，所述磁芯的外部绕制有圆形漆包线，且差模电感和辅助电感的外部均与灌封胶之间设置有绝缘护壳。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述固定壳的底部靠近四个边角位置处均设置有安装底脚，每个安装底脚的内部均设置有用于连接固定的通孔。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述固定壳和安装底脚均为金属铝材质，且固定壳为一次成型的铝制外壳，所述固定壳的内部设置有用于差模电感主体安装的槽体。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述差模电感和辅助电感均连接有电子连接线，所述电子连接线的外部靠近差模电感和辅助电感所在的外侧包裹粘接有绝缘胶带。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述磁芯为一种由两个定制的改性铁硅铝磁环粘接而成的结构，定制的改性铁硅铝磁环相对原铁硅铝磁环功率高30%。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述圆形漆包线的直径为2.3mm，且圆形漆包线采用蝴蝶绕法缠绕在磁芯的外部。
影响电感本体EMC电磁兼容问题的因素很多，如磁芯的材质、绕线的方式、绕线结构、电感的设计结构、灌封胶品质、制造工艺流程等。在固定频率下，感抗与电感呈线性关系，电感量越大，则阻抗越大。与传统的设计与制造工艺相比，本发明具有突出的技术效果：
1、定制化磁芯，磁损低于常常规标品，工作效率明显提高；
2、一次成型的铝制外壳，防渗透性能和散热效果好；
3、粗线径绕制，可以通过大电流，感值高，适用新能源发展需要；
4、相对于传统设计，体积相同的情况下，效率提高3-5倍；效率相同的情况下，体积减少50-80%；
5、在150℃高温条件下，调整了电感气隙的大小，阻抗特性高、谐振频率点大、电感EMI特性好，进而在源头消除了电感本体的EMI干扰源。
综上，本发明设计的半灌封式组合电感具有体积小、成本低、效率高、散热好、EMI效果好、寿命耐久等特点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中圆形漆包线在改性铁硅铝磁环上的绕线结构示意图。
图3为本发明中双环的磁芯与圆形漆包线组装后的结构示意图。
附图标记为：1、固定壳；2、安装底脚；3、绝缘护壳；4、磁芯；5、圆形漆包线；6、电子连接线；7、绝缘胶带；8、灌封胶。
实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
如附图1-3所示的一种半灌封式组合电感，包括固定壳1，固定壳1的顶部安装有差模电感主体，差模电感主体置于固定壳1的顶部采用半灌封安装，固定壳1的内部位于差模电感主体的伸入部外部填充有灌封胶8；
差模电感主体由双环并绕的差模电感三组和双环并绕的辅助电感一组两部分组成，差模电感和辅助电感均包括磁芯4，磁芯4的外部绕制有圆形漆包线5，且差模电感和辅助电感的外部均与灌封胶8之间设置有绝缘护壳3。
双环并绕的差模电感三组和双环并绕的辅助电感一组，通过对定制的改性铁硅铝（相对原铁硅铝磁环功率提高30%）环进行双环粘结，采用可通过大电流的粗线径（直径2.3毫米）圆形漆包线5进行绕制，再通过电子连接线6进行连接，构成差模电感主体，差模电感主体置于固定壳1中进行半灌封，并使差模电感主体上的电感线圈与灌封胶8之间设置了绝缘护壳3，可以更好的散热，减少磁损，提高产品工作效率和寿命；
为保证防水防腐效果，固定壳采取一次成型的制作方式，抛弃了传统的焊接方式，杜绝了外壳渗透现象，且采用金属铝材质；优化了线圈绕制方法，采用独特的蝴蝶绕法，最大化改善了电感的阻抗特性，在源头上消除了电感本体的EMI干扰；
优化了灌封胶的特性（如密度、材料、导热系数等），减少了灌封胶对电感本体寄生电容介电常数的影响，也提高了电感阻抗特性，大幅提高了产品整体性能。
通过磁结构集成的方式将单体上限12.5KW的磁环进行叠加，将电功率提高到100KW，突破了传统线圈电感的低功率现状，目前在国内外未见同类产品出现，属于特性鲜明的创新型高效组合电感器。
工作原理：本发明设计了一种半灌封式组合电感，具体结构如说明书附图1-3所示，本技术方案中，通过设置的磁芯4、圆形漆包线5、绝缘胶带7、绝缘护罩3、灌封胶8、固定壳1、电子连接线6，使用差模电感的磁集成结构，建立差模电感插入损耗的数学模型，使用三个差模电感和一个辅助电感的方式，解决了磁集成差模电感的耦合系数对滤波器噪音拟制能力，同时有效减少了滤波器的体积，适用了光伏逆变、风能、电动汽车充电桩、分布式光伏发电等领域光储充小型化、高效能、低排放的需要，具有很好的推广和普及性，较好的解决了组合式电感的体积大、效率低、成本高、散热性能差、EMI滤波效果不好等问题，且通过仿真实验和实验室检测，都能达到预期的效果，具有很强的创新性、实用性、可推广性，市场价值极高。
其中，本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种半灌封式组合电感，其特征在于：包括固定壳（1），所述固定壳（1）的顶部安装有差模电感主体，所述差模电感主体置于固定壳（1）的顶部采用半灌封安装，所述固定壳（1）的内部位于差模电感主体的伸入部外部填充有灌封胶（8）；
所述差模电感主体由双环并绕的差模电感三组和双环并绕的辅助电感一组两部分组成，所述差模电感和辅助电感均包括磁芯（4），所述磁芯（4）的外部绕制有圆形漆包线（5），且差模电感和辅助电感的外部均与灌封胶（8）之间设置有绝缘护壳（3）。
2.根据权利要求1所述的一种半灌封式组合电感，其特征在于：所述固定壳（1）的底部靠近四个边角位置处均设置有安装底脚（2），每个安装底脚（2）的内部均设置有用于连接固定的通孔。
3.根据权利要求1所述的一种半灌封式组合电感，其特征在于：所述固定壳（1）和安装底脚（2）均为金属铝材质，且固定壳（1）为一次成型的铝制外壳，所述固定壳（1）的内部设置有用于差模电感主体安装的槽体。
4.根据权利要求1所述的一种半灌封式组合电感，其特征在于：所述差模电感和辅助电感均连接有电子连接线（6），所述电子连接线（6）的外部靠近差模电感和辅助电感所在的外侧包裹粘接有绝缘胶带（7）。
5.根据权利要求1所述的一种半灌封式组合电感，其特征在于：所述磁芯（4）为一种由两个定制的改性铁硅铝磁环粘接而成的结构，定制的改性铁硅铝磁环相对原铁硅铝磁环功率高30%。
6.根据权利要求1所述的一种半灌封式组合电感，其特征在于：所述圆形漆包线（5）的直径为2.3mm，且圆形漆包线（5）采用蝴蝶绕法缠绕在磁芯（4）的外部。
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