CN203706803U - 一种组合式磁芯双磁路磁集成一体电感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种组合式磁芯双磁路磁集成一体电感器，其包括工字型软磁芯、圆柱型软磁磁芯以及绕组；所述圆柱型软磁磁芯设置有2个，其镶嵌在工字型软磁芯之间的左右两侧；所述绕组分别缠绕在圆柱型软磁磁芯上；所述工字型软磁芯为一个单体的工字型铁氧体或者非晶纳米晶高导磁率软磁芯，或者为三块方条型磁芯组成的工字型铁氧体或者非晶纳米晶高导磁率软磁芯；所述圆柱型软磁磁芯为圆柱型金属或者金属合金低磁导率软磁磁芯。本实用新型的电感器通过不同磁性材料组合结构，形成一种无气隙双电感器，具有低EMI、高功率密度、优异的磁饱和特性、两个电感器可以通过不同绕组匝数和形式形成不同的电感器特性、易于形成标准化、系列化。

Description

一种组合式磁芯双磁路磁集成一体电感器

【技术领域】

本实用新型涉及一种电感器，具体涉及一种组合式磁芯双闭合磁路磁集成一体电感器，属于电感器技术领域。

【背景技术】

功率因数校正电路是电源电路中广泛使用的一种电路，功率因数校正电感器是其电路中的核心磁性器件，而一种新型的交错PFC电路需要两个特性完全一样的电感器。原有交错PFC电路，往往使用两个完全独立的电感器，或者使用一种在缠绕绕组的磁芯上开有气隙的双电感磁集成电感器，但前者两个电感器体积偏大，后者开有气隙对电路产生过多的EMI，其辐射的电磁场会在在绕组中产生涡流使绕组发热且降低电路效率。PFC电路需要电感量随电流变化而非线性变化，而且最大电感量和最小电感量差值范围较大，既当电流很小时需要很大的电感量；当电流很大时需要相对恒定的电感量。

在各种正激、反激、及桥式拓扑结构的开关电源电路中，往往具有多路输出，输出端都需接LC滤波电路，而每一路都需要一个不同特性的电感器，那么一个两路的电感器就需要两个独立的电感器。这些电路电感器往往使用铁氧体开气隙制作，磁路非闭合磁路，产生大量电磁辐射，这些电磁辐射对电路产生干扰，同时会在绕组中产生涡流而发热，影响电路效率。这种开关电源输出滤LC滤波中的电感器的电感量随电流变化而非线性变化，而且最大电感量和最小电感量差值范围较大，既当电流很小时需要很大的电感量；当电流很大时需要相对恒定的电感量。而原有的铁氧体开隙电感器不能满足电路需求。

因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种新型的组合式磁芯双磁路磁集成一体电感器，以克服现有技术中的所述缺陷。

【实用新型内容】

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种组合式磁芯双磁路磁集成一体电感器，其可以设计成具有两个特性完全一样的特性的电感器，也可以设计成两个拥有不同电流电感量特性的电感器，同时其电感量特性具有阶梯型直流偏磁特性曲线。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种组合式磁芯双磁路磁集成一体电感器，其包括工字型软磁芯、圆柱型软磁磁芯以及绕组；其中，所述圆柱型软磁磁芯设置有2个，其镶嵌在工字型软磁芯之间的左右两侧；所述绕组分别缠绕在圆柱型软磁磁芯上；所述工字型软磁芯、圆柱型软磁磁芯形成双闭合磁路磁芯。

本实用新型的组合式磁芯双磁路磁集成一体电感器进一步设置为：所述工字型软磁芯为一个单体的工字型铁氧体或者非晶纳米晶高导磁率软磁芯，或者为三块方条型磁芯组成的工字型铁氧体或者非晶纳米晶高导磁率软磁芯。

本实用新型的组合式磁芯双磁路磁集成一体电感器进一步设置为：所述圆柱型软磁磁芯为圆柱型金属或者金属合金低磁导率软磁磁芯。

本实用新型的组合式磁芯双磁路磁集成一体电感器进一步设置为：所述圆柱型软磁磁芯为一个单体的柱型磁芯，或者由多个圆柱型磁芯粘接而成。

本实用新型的组合式磁芯双磁路磁集成一体电感器还设置为：所述工字型软磁芯、圆柱型软磁磁芯组成了两个口子型闭合双磁路。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型的组合式磁芯双磁路磁集成一体电感器通过不同磁性材料组合结构，形成一种无气隙双电感器，具有体积小，电磁干扰小等特点，组合材料具有满足PFC电路和开关电源电路所需要的电感量随电流变化曲线；

2.本实用新型的组合式磁芯双磁路磁集成一体电感器摒弃了两个分体电感器体积重量较大和EMI问题、摒弃了原有开有气隙的单中磁芯磁集成双电感器EMI及绕组发热及损耗问题；

3.本实用新型的组合式磁芯双磁路磁集成一体电感器当两个绕组匝数、材料特性、绕制结构一致时，可以作为交错电流的两个电感器使用；也可以根据双输出开关电源电源电路双路LC滤波需要，把该发明中的涉及的电感器设计成两个不同匝数和绕组特性的，满足双路输出中不同电感量需求的电感器。

【附图说明】

图1是本实用新型的组合式磁芯双磁路磁集成一体电感器的示意图。

图2a是由铁氧体软磁磁芯或者非晶纳米晶软磁磁芯组成的分体式工字型软磁芯的外形图。

图2b是由铁氧体软磁磁芯或者非晶纳米晶软磁磁芯组成的一体式工字型软磁芯的外形图。

图3a是由低磁导金属或者金属合金软磁整体成型的圆柱型磁芯的外形图。

图3b是由低磁导率金属或者金属合金软磁多个圆柱粘接构成的圆柱型磁芯的外形图。

图4a为本实用新型可以应用的交错PFC电路简图。

图4b为本实用新型在交错PFC电路的电气连接简图。

图5为本实用新型的电感器电感量随电流变化的曲线图以及与其他材料电感器设计的电感器曲线对比。

【具体实施方式】

请参阅说明书附图1至附图5所示，本实用新型为一种组合式磁芯双磁路磁集成一体电感器，其由工字型软磁芯1、圆柱型软磁磁芯2以及绕组3组成，所述工字型软磁芯1、圆柱型软磁磁芯2形成双闭合磁路磁芯，即所述工字型软磁芯1、圆柱型软磁磁芯2组成了两个口子型闭合双磁路。

其中，所述工字型软磁芯1为一个单体的工字型铁氧体或者非晶纳米晶高导磁率软磁芯，如说明书附图2b所示；所述工字型软磁芯1也可以为三块方条型磁芯组成的工字型铁氧体或者非晶纳米晶高导磁率软磁芯，如说明书附图2a所示。

所述圆柱型软磁磁芯2设置有2个，其镶嵌在工字型软磁芯1之间的左右两侧，其为圆柱型金属或者金属合金低磁导率软磁磁芯。所述圆柱型软磁磁芯2为一个单体的柱型磁芯，如说明书附图3a所示；也可以由多个圆柱型磁芯粘接而成，如说明书附图3b所示。

由此可以看出，工字型软磁芯1、圆柱型软磁磁芯2通过不同磁性材料组合结构，形成一种无气隙双电感器；同时，工字型软磁芯1及嵌套在工字型软磁芯1两侧的圆柱型软磁磁芯2组合成具有共用中柱的两个口字型闭合磁路磁芯，其具有高有效磁导率、高叠直流加、低损耗、低EMI等优良的特性，兼具两种磁芯的优点，摒弃两种磁芯的缺点。该磁芯具有非常优异的电感量随电流变化的动态特性。

所述绕组3分别缠绕在圆柱型软磁磁芯2上，从而在一个电感器上集成双闭合磁路双电感器。该两个绕组3可以特性完全一致，也可不一致，但绕组3与电路连接通过电流而在磁路中产生磁通，两个口字型磁路在两个口字型共用中间柱上产生的磁力线方向必须相同。

进一步的，所述绕组3材料可以是漆包圆铜线，可以是铜箔，可以是扁平漆包铜线或者铝线，或者是三层绝缘线。如果该电感器使用在交错PFC电路，那么两个绕组的匝数和使用漆包线的截面积及材料要一致。如果使用在双路开关电源输出滤波电路，则根据需要确定两个绕组的参数。

所述两个绕组3安装到已经表面用绝缘膜或者绝缘胶带进行绝缘并且外表面已经涂抹粘接胶的圆柱型软磁磁芯2上，烘干固化后，绕组与圆柱型软磁磁芯2紧密结合到一起。绕组3引出线根据需要进行一定长度的裁剪，引线端头祛除绝缘层以便与电路电气连接。

将所述已经安装好绕组3的两个圆柱型软磁磁芯2上下两个端面涂抹环氧粘接剂，嵌套到工字型软磁芯1的两侧内部，进行粘接烘烤固定。

以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种组合式磁芯双磁路磁集成一体电感器，其特征在于：包括工字型软磁芯、圆柱型软磁磁芯以及绕组；其中，所述圆柱型软磁磁芯设置有2个，其镶嵌在工字型软磁芯之间的左右两侧；所述绕组分别缠绕在圆柱型软磁磁芯上；所述工字型软磁芯、圆柱型软磁磁芯形成双闭合磁路磁芯。 

2.如权利要求1所述的组合式磁芯双磁路磁集成一体电感器，其特征在于：所述工字型软磁芯为一个单体的工字型铁氧体或者非晶纳米晶高导磁率软磁芯，或者为三块方条型磁芯组成的工字型铁氧体或者非晶纳米晶高导磁率软磁芯。 

3.如权利要求1所述的组合式磁芯双磁路磁集成一体电感器，其特征在于：所述圆柱型软磁磁芯为圆柱型金属或者金属合金低磁导率软磁磁芯。 

4.如权利要求1所述的组合式磁芯双磁路磁集成一体电感器，其特征在于：所述圆柱型软磁磁芯为一个单体的柱型磁芯，或者由多个圆柱型磁芯粘接而成。 

5.如权利要求1所述的合式磁芯双磁路磁集成一体电感器，其特征在于：所述工字型软磁芯、圆柱型软磁磁芯组成了两个口子型闭合双磁路。