CN206116134U - 一种闭环双路电感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种闭环双路电感器，包括绕组和呈θ形的组合磁芯，所述组合磁芯由两个开口相对的圆弧形磁芯和位于两个圆弧形磁芯之间的条形磁芯组成，所述条形磁芯的每端均与圆弧形磁芯相对接的一端连接，每个圆弧形磁芯上均绕有一个绕组磁芯。该电感器利用磁集成技术将两个单路电感器从结构上集成为一体，有利于减少磁芯用量和电感器铁损。另外，该电感器还有利于减少电路整体的体积与重量，降低成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及电感器技术领域，具体涉及一种闭环双路电感器。
背景技术
电感器是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件，它的作用是阻碍电流的变化。具体地来说，如果电感器在没有电流通过的状态下，电路接通时它将试图阻碍电流流过它；如果电感器在有电流通过的状态下，电路断开时它将试图维持电流不变。
由于现有的电感器只有一个绕组，可知现有的电感器为单路电感器。因此，在一些电路中需要使用多个电感器。以PFC(功率因数校正)电路以及各种正激、反激、及桥式拓扑结构的开关电源电路为例。PFC(功率因数校正)电路是电源电路中广泛使用的一种电路，PFC(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。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，输出端都需接无源滤波电路，而每一路都需要一个不同特性的电感器。那么对于这些开关电源电路来说，如果这些开关电源电路具有两路输出，则需要两个电感器。在电路中使用多个电感器的缺点：第一，电路整体的重量、体积较大，不利于运输与安装；第二，成本较大，不利于生产；第三，多个电感器的损耗总和较大。
中国发明专利《大功率环形电感制造方法》(公开号：102930971A；公开日：2013年2月13日)中提供了一种大功率环形电感，该电感器包括环形磁芯和绕组。其中，环形磁芯由沿环形磁芯圆周分成三块以上且上下分成两半的半圆弧磁块组合而成，半圆弧磁块表面涂有0.2—0.5mm厚度的绝缘层，组合后的环形磁芯其上下半圆弧磁块接缝呈相互错开方式排列；绕组为硬导线绕制的螺旋圆环线圈；螺旋圆环线圈与由半圆弧磁块组合而成环形磁芯采用同轴套装并浸渍固化连结为整体产品。由此可知，现有的电感器为单路电感器。
中国发明专利《电感器》(公开号：105206389A；公开日：2015年12月30日)中提供了一种大功率环形电感。如图1至图2所示，该电感器包括环形磁芯1和绕组2，环形磁芯1由沿其周向排列的多个磁芯单元拼接而成；绕组2缠绕在环形磁芯1上。磁芯单元包括大磁芯单元11和至少一个小磁芯单元12。大磁芯单元11为沿环形磁芯1的周向延伸的优弧形；小磁芯单元12为沿环形磁芯1的周向延伸的劣弧形，大磁芯单元1与至少一个小磁芯单元2依次首尾相连。由此可知，现有的电感器为单路电感器。
总的来说，现有的电感器为单路电感器，在一些电路中需要使用多个电感器。电路整体的重量、体积较大，多个电感器的损耗总和较大。
实用新型内容
本实用新型针对现有的技术问题作出改进，即本实用新型所要解决的技术问题是提供一种闭环双路电感器，该电感器利用磁集成技术将两个单路电感器从结构上集成为一体，有利于减少电感器磁芯用量及铁损。另外，有利于减少电路整体的体积与重量。为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案为：
一种闭环双路电感器，包括绕组和呈θ形的组合磁芯，所述组合磁芯由两个开口相对的圆弧形磁芯和位于两个圆弧形磁芯之间的条形磁芯组成，所述条形磁芯的每端均与圆弧形磁芯相对接的一端连接，每个圆弧形磁芯上均绕有一个绕组磁芯。
进一步，所述圆弧形磁芯的材料为金属磁粉芯，所述条形磁芯的材料为MnZn功率铁氧体。
进一步，所述两个圆弧形磁芯的形状相同。
进一步，所述绕组为立绕扁线绕组。
进一步，所述两个绕组的匝数相同。
进一步，所述条形磁芯与圆弧形磁芯之间的连接方式为胶接。
在上述技术方案中，通过组合磁芯及绕组将两个单路电感器从结构上集成为一体。具体地来说，条形磁芯分别与两个圆弧形磁芯组成两条主磁路。由此可知条形磁芯为两个磁路的公共部分。有利于减少电感铁损和磁芯的用量。另外，有利于减少电路整体的体积与重量。圆弧形磁芯作为磁路主体，其材料为金属磁粉芯，该材料的导磁率低，有利于存储更多的磁能。条形磁芯作为公共磁路，其材料为MnZn功率铁氧体。该材料本身铁损很低，且高磁导率有利于减小磁路长度，增加电感量；在条型磁芯部分，两条主磁路磁通相互抵消，使条型磁芯部分磁通量的变化量减小，即使条形磁芯的截面积很小，也能满足使用条件。所述绕组为立绕扁线绕组，其优点是：减少绕组损耗，增加电感器的散热面积以及良好的阻抗特性，减小电感中寄生电容，从而减小电感的高频振荡。这里所说的电感，是闭合回路的一种属性。当绕组通过电流后，在绕组中形成磁场感应，感应磁场又会产生感应电流来抵制通过绕组中的电流。这种电流与绕组的相互作用关系称为电感。进一步，两个绕组的匝数相同，用以形成具有相同特性的电感电路。
本实用新型具有的有益效果：
1.本实用新型通过组合磁芯及绕组将两个单路电感器从结构上集成为一体，有利于减少电感器铁损和绕组损耗、电路整体的体积与重量。另外，条形磁芯分别与两个圆弧形磁芯组成不同的磁路，两个磁路的磁通在条形磁芯中会相互抵消，有利于减少条形磁芯的磁芯损耗。
2.本实用新型所述的圆弧形磁芯的材料为金属磁粉芯，该材料的导磁率低，有利于存储更多的磁能。
3.本实用新型所述的条形磁芯的材料为MnZn功率铁氧体。该材料本身铁损很低，且高磁导率有利于减小磁路长度，增加电感量；在条型磁芯部分，两条主磁路磁通相互抵消，使条型磁芯部分磁通量的变化量减小，即使条形磁芯的截面积很小，也能满足使用条件。
4.本实用新型通过立绕扁线绕组，减少绕组损耗，增加电感器的散热面积以及良好的阻抗特性，减小电感中寄生电容，从而减小电感的高频振荡。
附图说明
图1为现有技术的结构示意图。
图2为图1中环形磁芯的结构示意图。
图3为本实用新型的结构示意图。
图4为本实用新型的磁通向量图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图，对本实用新型做进一步说明。
本实用新型的具体实施方式，如图3所示。
一种闭环双路电感器，包括绕组2和呈θ形的组合磁芯3。
所述组合磁芯3由两个开口相对的圆弧形磁芯31和位于两个圆弧形磁芯31之间的条形磁芯32组成，所述条形磁芯32的每端均与圆弧形磁芯31向对接的一端连接。这两个圆弧形磁芯31的形状相同。制作这两个圆弧形磁芯31，可以选用一个圆环形磁芯，然后将这个圆环形磁芯对半切割即可。这里，圆弧形磁芯31的材料为金属磁粉芯，条形磁芯32的材料为MnZn功率铁氧体。
所述绕组2有两个，每个圆弧形磁芯31上均绕有一个绕组2。绕组2为立绕扁线绕组。这两个绕组2的匝数相同。
本实用新型的磁通向量分布如图4所示。条形磁芯32与位于左侧的圆弧形磁芯31构成一个完整的磁路，该磁路上的磁通用φ1表示。条形磁芯32与位于右侧的圆弧形磁芯31构成另一个完整的磁路，该磁路上的磁通用φ2表示。由图4可知，条形磁芯32中的磁通φ1与磁通φ2的方向相反，所以条形磁芯32中的磁通φ1与磁通φ2可相互抵消。使条形磁芯32中磁通量的变化量减小。即使条形磁芯32的截面积较小，条形磁芯32中的磁通也不会饱和。因此，有利于减少条形磁芯32的磁芯损耗。
本实施方式的特点：
1.本实施方式通过组合磁芯3及两个绕组2将两个单路电感器从结构上集成为一体，有利于减少电感器铁芯损耗及绕组损耗、电路整体的体积与重量。具体地来说，条形磁芯32分别与两个圆弧形磁芯31组成不同的磁路。条形磁芯32相当于两个磁路的公共部分，相对于两个单路电感器来说，本实施方式节省了磁芯的用量。另外，两个磁路的磁通在条形磁芯中会相互抵消，有利于减少条形磁芯32的磁芯损耗。
2.本实施方式所述的圆弧形磁芯31的材料为金属磁粉芯，该材料的导磁率低，有利于存储更多的磁能。
3.本实用新型所述的条形磁芯32的材料为MnZn功率铁氧体。该材料本身铁损很低，且高磁导率有利于减小磁路长度，增加电感量；条形磁芯32中磁通量的变化量减小，即使条形磁芯的截面积很小，也能满足使用条件。
4.本实用新型通过立绕扁线绕组。减少绕组损耗，增加电感器的散热面积以及良好的阻抗特性，减小电感中寄生电容，从而减小电感的高频振荡。
上述所有的实施例仅用来说明本实用新型的原理，不用来限制本实用新型的范围。对本实用新型还可以作出其他的变化。这些变化仍落在本实用新型的保护范围内。
Claims (6)
1.一种闭环双路电感器，其特征在于，包括绕组和呈θ形的组合磁芯，所述组合磁芯由两个开口相对的圆弧形磁芯和位于两个圆弧形磁芯之间的条形磁芯组成，所述条形磁芯的每端均与圆弧形磁芯相对接的一端连接，每个圆弧形磁芯上均绕有一个绕组磁芯。
2.如权利要求1所述的闭环双路电感器，其特征在于，所述圆弧形磁芯的材料为金属磁粉芯，所述条形磁芯的材料为MnZn功率铁氧体。
3.如权利要求1或2所述的闭环双路电感器，其特征在于，所述两个圆弧形磁芯的形状相同。
4.如权利要求3所述的闭环双路电感器，其特征在于，所述绕组为立绕扁线绕组。
5.如权利要求4所述的闭环双路电感器，其特征在于，所述两个绕组的匝数相同。
6.如权利要求1所述的闭环双路电感器，其特征在于，所述条形磁芯与圆弧形磁芯之间的连接方式为胶接。
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