CN201348912Y - 一种节约铜材的线圈类电感器件 - Google Patents
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Abstract
一种节约铜材的线圈类电感器件。为克服传统线圈类电感器件的缺陷，采用日字型回路但不采用E型磁芯，而采用以T型、工型、I型磁芯为中柱的任一种组合磁芯，使用厚度薄耐压高的绝缘材料对磁芯中柱进行包封处理，或去掉骨架直接对磁芯绕线柱进行喷涂绝缘处理，将绕线组线圈直接绕在磁芯上，使每绕一匝线圈长度大为减短；将气隙位置移到线包外部，线圈避开气隙处的漏感，去除空气气隙附近的无效线圈，绕组的线圈有效参与磁电的转换，使电感器件的匝数大为减少；辅以多股绞合线绕制，能够节约一半的铜材。并根据需要设计成多气隙磁路，使每处气隙的气隙量变小，气隙远离线包，降低器件温升，节约电能并延长了产品的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种新型器件，尤其涉及广泛应用于绿色照明和各种电子设备之电源部分电源变换的核心的一种节约铜材的线圈类电感器件。
背景技术
传统的线圈类电感器件，一般是由EE型磁芯或EI型磁芯，配合线圈架(骨架)绕上漆包线组成。线圈架为一体结构，线圈架中间绕线柱的内孔与磁芯中柱的配合面为全包的结构，由于机器注塑加工有厚度要求，其厚度要求一般大于0.5mm，否则生产出来的骨架质量(尤其壁厚)难于保证，为了便于配件的组合装配及注塑脱模的工艺要求，其内孔与磁芯的配合处必须要留有一定的间隙，且一边大一边小，导致绕线周长要增大，增加了线圈漆包线的长度和材料，使器件自身铜电阻增加，铜损也随着增加，器件的温升也会随之升高，这样既浪费材料又浪费电能，同时降低产品的使用寿命。
为了防止磁饱和现象发生，传统的EE型磁芯或EI型磁芯，需要在磁路中设有空气气隙，空气气隙通常置于磁芯的中柱，即空气气隙置于线包的中部，由于空气的磁导率低，在空气气隙附近存在漏磁(漏感)现象，因此空气气隙附近的线圈，只能部分参与能量转换。同时由于磁力线垂直切割线圈导致线圈发热，从而造成器件自身铜电阻和铜损的增加，使器件的温升随之升高，这种情况同上面所述一样，既浪费材料又浪费电能，同时降低产品的使用寿命。
发明内容
为了克服上述传统线圈类电感器件(日字型回路E型磁芯)的缺陷，提供一种能够大幅度降低制造成本的节约铜材型线圈类电感器件，本实用新型采用日字型回路但不用E型磁芯，而是采用三种组合磁芯中的一种节约铜材的线圈类电感器件技术方案。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种节约铜材的线圈类电感器件，包括日字型回路磁芯和线圈；所述日字型回路磁芯由中柱磁芯和围绕中柱磁芯形成回路的边路磁芯组成，中柱磁芯与边路磁芯之间设有气隙，线圈缠绕固定在中柱磁芯上，线圈与中柱磁芯之间设有绝缘层，所述绝缘层厚度小于0.5mm。
所述中柱磁芯为T型磁芯。
所述中柱磁芯为工型磁芯。
所述中柱磁芯为I型磁芯。
本发明的有益效果是：通过以T型，工型或I型中柱磁芯组合磁芯的应用，与传统线圈类电感器件相比，大概能节约三成的铜材，若加上绕组使用多股绞合线，还能再次节约三成的铜材，即采用以T型(工型或I型)磁芯为中柱的组合磁芯辅以多股绞合线绕制，能够节约一半的铜材。
下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述。
附图说明
图1为第一种T字型和U字型磁芯组合的电感器件结构示意图；
图2为第二种T字型和U字型磁芯组合的电感器件结构示意图；
图3为第三种T字型和U字型磁芯组合的电感器件结构示意图；
图4为第四种T字型和U字型磁芯组合的电感器件结构示意图；
图5为第五种T字型和U字型磁芯组合的电感器件结构示意图；
图6为第六种T字型和U字型磁芯组合的电感器件结构示意图；
图7为第一种工字型和两个一字型磁芯组合的电感器件结构示意图；
图8为第二种工字型和两个一字型磁芯组合的电感器件结构示意图；
图9为第三种工字型和两个一字型磁芯组合的电感器件结构示意图；
图10为第四种工字型和两个一字型磁芯组合的电感器件结构示意图；
图11为第一种一字型和口字型磁芯组合的电感器件结构示意图；
图12为第二种一字型和口字型磁芯组合的电感器件结构示意图；
图13为第三种一字型和口字型磁芯组合的电感器件结构示意图；
图14为第四种一字型和口字型磁芯组合的电感器件结构示意图；
图15为第五种一字型和口字型磁芯组合的电感器件结构示意图；
图16为第六种一字型和口字型磁芯组合的电感器件结构示意图；
图17为第七种一字型和口字型磁芯组合的电感器件结构示意图；
图18为第八种一字型和口字型磁芯组合的电感器件结构示意图；
图19为第九种一字型和口字型磁芯组合的电感器件结构示意图；
图20为第十种一字型和口字型磁芯组合的电感器件结构示意图；
图21为第十一种一字型和口字型磁芯组合的电感器件结构示意图；
图22为第十二种一字型和口字型磁芯组合的电感器件结构示意图。
具体实施方式
实施例
一种节约铜材的线圈类电感器件实施例，参见图1至图22，一种节约铜材的线圈类电感器件包括日字型回路磁芯和线圈；所述日字型回路磁芯由中柱磁芯和围绕中柱磁芯形成回路的边路磁芯组成，中柱磁芯与边路磁芯之间设有气隙，线圈缠绕固定在中柱磁芯上，线圈缠绕与中柱磁芯之间设有绝缘层，所述绝缘层厚度小于0.5mm。
所述中柱磁芯为T型磁芯。
所述中柱磁芯为工型磁芯。
所述中柱磁芯为I型磁芯。
通过对以T型磁芯为不同形状中柱磁芯的组合磁芯进行设计和改进，达到如下的目的：
A、减少漆包线的绕线周长
减少漆包线绕线周长最直接有效的办法是减小绕线柱的壁厚和减小线包与磁芯中柱的间隙，即尽量缩短线包与磁芯中柱的距离。传统的线圈架属注塑成型，绕线柱的壁厚大于0.5mm，绕线柱内孔与磁芯中柱的间隙大约为0.2mm且一边大一边小。本实用新型选用厚度薄耐压高的绝缘材料如：尼龙、无纺布、PET等，直接对T型磁芯的中柱进行绝缘包封处理，而后将绕组线圈直接绕在包封好的T型中柱磁芯上(具体见说明书附图图1～图3)，这样一来，线包与中柱磁芯的平均距离小于0.25mm，此改变使每绕一匝线圈漆包线减短了3～6mm。除使用厚度薄耐压高的绝缘材料外，还可以去掉骨架直接对T型磁芯绕线位置的磁芯柱表面进行喷涂绝缘层处理，所喷涂绝缘层的厚度小于0.5mm，将绕组线圈直接绕在磁芯上，此改变亦会使每绕一匝线圈的漆包线长度大为减短。减短了绕组线圈的漆包线长度，使器件自身铜电阻及铜损减小，器件的温升也会随之减小，这样既节省材料又节约电能，同时延长产品的使用寿命。
B、线圈类电感器件的匝数大幅减少
为了优化磁路和减少无效圈数，将气隙位置移到线包的外部，不使用传统的EE型或者EI型磁芯，但仍沿用原来的日字型磁路，改用日字型磁路以T型磁芯为中柱的组合磁芯。将绕组线圈绕在T型中柱磁芯上，配以U型磁芯构成日字型磁路(具体见说明书附图1-图3)。这样很容易的就将气隙位置，由原来置于线包中部移到了线包的外部，线圈避开了气隙处的漏感，克服了空气气隙附近的无效填充线圈，使绕组所绕的线圈有效地参与磁电的转换，此改变使节约铜材型线圈类电感器件的匝数大幅减少。减少了绕组线圈的匝数，使器件自身铜电阻及铜损减小，器件的温升也会随之降低，这样既节省材料又节约电能，同时延长产品的使用寿命。
C、扩散磁通的尽量减少
①磁路多气隙设计
为防止磁饱和现象的发生，需要在磁路中设置空气气隙，传统的日字型磁路E型磁芯设计成多气隙磁路时很容易对周边的元器件产生电磁干扰，本实用新型可以根据需要设计成多气隙磁路，以减少对周边元器件产生的电磁干扰。磁路多气隙的设计可使每处气隙的气隙量变小，因而磁路总漏感变小，漏感小器件的温升就小，这样既节约电能又可延长产品的使用寿命。
采用多气隙磁路如图中标号1至76所示，气隙数目为二个、三个或四个，磁路多气隙的设置使每处气隙的气隙量变小，因而磁路总漏感变小，减少对周边元器件产生的电磁干扰(具体见说明书附图1-22)。
磁路多气隙设计的另外一目的是减小扩散磁通减小损耗，扩散磁通深入线圈会使器件的损耗增加。磁路设置了多气隙，每一处气隙的气隙量必须要减小，才能使设计的总气隙量不变，扩散磁通深入线圈的程度取决于气隙量大小，气隙量越小扩散磁通深入线圈的程度越小损耗也越小，反之则会增加损耗。损耗减小了就进一步减小器件的温升，同样达到了节约电能和延长产品使用寿命的目的。
②气隙尽量远离线包
说明书附图1-6、11、13-22所述的十七种组合磁芯的中柱磁芯向外突出伸长，U形磁芯的底部向相应方向凹陷，即气隙往远离线包方向移动，气隙大小保持不变。这种改善措施可以增加主磁通截面积，减少扩散磁通，降低器件温升。
实际的应用中，磁芯的截面积可根据实际需要，设计成圆形、半圆形、椭圆形、矩形、梯形、棱形、三角形等。
依此类推，通过对以工型中柱磁芯的组合磁芯进行相似的改进和设计，也能达到上述效果；通过对以I型磁芯为中柱的组合磁芯进行相似的改进和设计，也能达到上述效果。
五、本实用新型的节能效果
通过上述以T型(工型或I型)中柱磁芯的组合磁芯的应用，与传统线圈类电感器件相比，大概能节约三成的铜材，若加上绕组使用多股绞合线，还能再次节约三成的铜材，即采用以T型(工型或I型)磁芯为中柱的组合磁芯辅以多股绞合线绕制，能够节约一半的铜材。
Claims (7)
1.一种节约铜材的线圈类电感器件，其特征在于，所述电感器件包括日字型回路磁芯和线圈；所述日字型回路磁芯由中柱磁芯和围绕中柱磁芯形成回路的边路磁芯组成，中柱磁芯与边路磁芯之间设有气隙，线圈缠绕固定在中柱磁芯上，线圈与中柱磁芯之间设有绝缘层，所述绝缘层厚度小于0.5mm。
2.根据权利要求1一种节约铜材的线圈类电感器件，其特征在于，所述中柱磁芯为T型磁芯。
3.根据权利要求1一种节约铜材的线圈类电感器件，其特征在于，所述中柱磁芯为工型磁芯。
4.根据权利要求1一种节约铜材的线圈类电感器件，其特征在于，所述中柱磁芯为I型磁芯。
5.根据权利要求1一种节约铜材的线圈类电感器件，其特征在于，所述中柱磁芯的截面积为圆形、半圆形、椭圆形、矩形、梯形、棱形、三角中的一种。
6.根据权利要求1一种节约铜材的线圈类电感器件，其特征在于，所述绝缘层为尼龙、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、耐高温胶纸中的一种。
7.根据权利要求1一种节约铜材的线圈类电感器件，其特征在于，所述气隙设置为二个或三个或四个。
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