CN207503750U - 共模电感及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种共模电感及电子设备，涉及电气元件的技术领域，该共模电感包括：第一磁芯、第二磁芯、两个空心线圈，其中，第一磁芯包括连接柱和两个侧柱，两个侧柱的第一端和连接柱的第一端一体连接，两个侧柱的第二端分别和两个组接面一一对应组接，其中，组接面设置在第二磁芯的第一端；第一磁芯的目标外表面附有绝缘层，其中，目标外表面不包括连接柱的第二端和两个侧柱的第二端；两个侧柱上分别套设预先绕制的两个空心线圈。本实用新型缓解了传统共模电感无法具备较大额定电流的技术问题，提供了一种大电流小型化的共模电感。

Description

共模电感及电子设备

技术领域

本实用新型涉及电气元件技术领域，尤其是涉及一种共模电感及电子设备。

背景技术

随着现代电力电子技术不断发展，低压大电流应用越来越广泛，为流过大电流，磁性元件的绕组线径也越来越大。图1和图2所示为目前所使用的传统共模电感，这种共模电感是通过在封闭环形磁芯1上勾线绕制两个互为镜像的绕组(包括第一绕组2和第二绕组3)制成的，在低压大电流的应用趋势中，传统的共模电感同样有绕组线径增大的需求。

由于绕组线径在1.0mm以上时，绕组就需人工勾线完成绕制，然而，人工勾线过程中线匝会紧贴磁芯表面，线匝对磁芯表面施加的外应力会损坏磁芯；并且，人工勾线过程中因人力所限，绕组线径继续增大到一定值时，还会存在绕组无法被制备的问题，因而，目前大部分共模电感的绕组中，单股线的线径极限是2.2mm，多股线的线径极限1.6mm*3股，按照6A/mm²的电流密度来计算，传统共模电感的最大额定电流也只能达到36A，且要求磁芯尺寸在30mm以上。同时，传统共模电感是在封闭环形磁芯1上勾线绕制两个互为镜像的绕组，因而，较大绕组线径要求较大体积的封闭环形磁芯1。

鉴于上述原因，传统共模电感无法在较小体积下具备较大额定电流的技术问题，目前缺乏有效解决方案。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种共模电感及电子设备，以缓解传统共模电感无法具备较大额定电流的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种共模电感，包括：第一磁芯、第二磁芯、两个空心线圈，其中，

所述第一磁芯包括连接柱和两个侧柱，两个所述侧柱的第一端和所述连接柱的第一端一体连接，两个所述侧柱的第二端分别和两个组接面一一对应组接，其中，所述组接面设置在所述第二磁芯的第一端；

所述第一磁芯的目标外表面附有绝缘层，其中，所述目标外表面不包括所述连接柱的第二端的端面和两个所述侧柱的第二端的端面；

两个所述侧柱上分别套设预先绕制的两个所述空心线圈。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述组接面为抛光镜面，所述侧柱的第二端的端面为抛光镜面，所述组接面和所述侧柱的第二端的端面组接后通过环氧胶粘结。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述组接面面积大于所述侧柱的第二端端面面积。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，共模电感还包括第一凹槽、第二凹槽和胶带，其中，

所述第一凹槽设置在所述连接柱的第二端；

所述第二凹槽设置在所述第二磁芯的第二端；

所述胶带通过嵌设在所述第一凹槽和所述第二凹槽，以加固两个所述侧柱的第二端和两个组接面之间的组接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述侧柱的外侧面为平面，其中，所述侧柱的外侧面为两个所述侧柱相背的一面。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，两个所述空心线圈互为镜像设置。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述空心线圈为圆形，所述空心线圈的内径比所述侧柱的外径大0.5mm。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述共模电感还包括散热片，其中，所述散热片设置在两个所述侧柱的一个侧面，且所述散热片和两个所述侧柱所构成的平面平行。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述共模电感还包括电感底座，其中，所述电感底座为环氧板，所述环氧板和所述连接柱之间通过环氧胶粘结。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种电子设备，包括第一方面所述的共模电感。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：该共模电感包括第一磁芯、第二磁芯、两个空心线圈，其中，第一磁芯包括连接柱和两个侧柱，两个侧柱的第一端和连接柱的第一端一体连接，两个侧柱的第二端分别和两个组接面一一对应组接，其中，组接面设置在第二磁芯的第一端；第一磁芯的目标外表面附有绝缘层，其中，目标外表面不包括连接柱的第二端和两个侧柱的第二端；两个侧柱上分别套设预先绕制的两个空心线圈，且两个空心线圈互为镜像设置。

本实用新型实施例所提供的共模电感在组装过程中，先将预先绕制的两个空心线圈分别套设在两个侧柱上，然后将两个侧柱的第二端分别和两个组接面的组接，因而，共模电感的绕组无需人工勾线绕制，从而绕组线径不受限制，有效地缓解了传统共模电感无法具备较大额定电流的技术问题。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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为一种传统共模电感的主视图；

图2为一种传统共模电感的右视图；

图3为一种具有散热片的传统共模电感的主视图；

图4为另一种具有散热片的传统共模电感的右视图；

图5为本实用新型实施例一提供的一种组装后的共模电感结构示意图；

图6为本实用新型实施例一提供的一种拆分后的共模电感结构示意图；

图7为本实用新型实施例一提供的另一种共模电感的组装结构示意图；

图8为本实用新型实施例一提供的一种第一磁芯的立体结构示意图；

图9为本实用新型实施例一提供的一种第二磁芯的立体结构示意图；

图10为本实用新型实施例一提供的一种两个空心线圈的正视图；

图11为本实用新型实施例一提供的一种两个空心线圈的立体结构示意图；

图12为本实用新型实施例一提供的一种具有散热片的共模电感的右视图；

图13为本实用新型实施例一提供的另一种具有散热片的共模电感的主视图；

图14为本实用新型实施例一提供的一种电感底座的立体结构示意图；

图15为本实用新型实施例一提供的一种第一磁芯的制造模具的正视图；

图16为本实用新型实施例一提供的一种第一磁芯的制造模具的右视图。

图标：1-封闭环形磁芯；2-第一绕组；3-第二绕组；4-第一磁芯；41-连接柱；42-第一侧柱；43-第二侧柱；44-侧柱的第一端；45-连接柱的第一端；46-侧柱的第二端；47-连接柱的第二端；48-外侧面；49-第一凹槽；5-第二磁芯；51-第二磁芯的第一端；52-第二磁芯的第二端；53-第二凹槽；61-第一空心线圈；62-第二空心线圈；7-胶带；8-散热片；9-电感底座；91-第一通孔；92-第二通孔；93-第三通孔；94-第四通孔；10-环氧胶；11-薄板模块。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

传统的共模电感是通过在一个封闭环形磁芯上勾线绕制两个互为镜像的绕组制成的，这种共模电感受制作工艺限制，最大额定电流较低，通常只能达到36A，不符合目前低压大电流的应用趋势。本实用新型实施例提供的一种共模电感及电子设备，可以缓解传统共模电感无法具备较大额定电流的技术问题。

实施例一

如图5到图14所示，本实用新型实施例提供了一种共模电感。该共模电感包括：第一磁芯4、第二磁芯5、两个空心线圈(如图所示的第一空心线圈61和第二空心线圈62)，其中，

第一磁芯4包括连接柱41和两个侧柱(如图所示的第一侧柱42和第二侧柱43)，两个侧柱的第一端44和连接柱41的第一端45一体连接，两个侧柱的第二端46分别和两个组接面一一对应组接，其中，组接面设置在第二磁芯5的第一端51；

第一磁芯4的目标外表面附有绝缘层，其中，目标外表面不包括连接柱41的第二端47的端面和两个侧柱的第二端46的端面；

两个侧柱上分别套设预先绕制的两个空心线圈。

具体地，两个空心线圈互为镜像设置，两个空心线圈在制备后就具有互为镜像的特征。参照图10和图11，若对两个空心线圈进行俯视，则线圈从上到下的绕制方向上，一个空心线圈为顺时针绕制，另一个空心线圈为逆时针绕制。

具体地，第一磁芯4可以为U型磁芯，第二磁芯5可以为I型磁芯。第一磁芯4的目标外表面附有绝缘层，保证了第一磁芯4和空心线圈之间的绝缘，其中，绝缘层可以采用环氧漆。

需要强调的是，两个空心线圈为预先绕制，因而，两个空心线圈的线径不受限制，且空心线圈的线径一致性好，线圈之间的间隔较均匀。

在本实用新型实施例提供的共模电感在组装过程中，先将预先绕制的第一空心线圈61和第二空心线圈62分别套设在第一侧柱42和第二侧柱43上，然后将两个侧柱的第二端46分别和两个组接面组接，因而，共模电感的绕组无需人工勾线绕制，从而绕组线径不受限制，有效地缓解了传统共模电感无法具备较大额定电流的技术问题。并且，传统共模电感为了绕制较粗的线圈，封闭环形磁芯1需要较大的体积。与传统共模电感相比，该实用新型提供的共模电感无需为了绕制较大线径绕组而增大共模电感体积，从而大幅度减小了电感体积。因而，本实用新型提供了一种大电流小型化的共模电感。

本实用新型实施例提供的共模电感包括图5所示的立式共模电感，也包括图7所示的卧式电感，具体可以根据电子设备安装该共模电感的空间对共模电感进行相应选择。

本实用新型实施例的一个可选实施方式中，组接面为抛光镜面，侧柱的第二端46的端面为抛光镜面，组接面和侧柱的第二端46的端面组接后通过环氧胶10粘结。

需要说明的是，组接面和侧柱的第二端46的端面组接后通过环氧胶10粘结，是指，组接面和侧柱的第二端46的端面对接后，在接口周围点上环氧胶10，环氧胶10对接口周围的第一磁芯4和第二磁芯5的粘结作用加固了第一磁芯4和第二磁芯5之间的组接。

此外，组接面的制造可以采用如下过程：在第二磁芯5的第一端51的端面上选取两个目标位置，这两个目标位置的中心间距与目标间距相等，其中，目标间距为第一侧柱42和第二侧柱43的中心间距；然后，将这两个目标位置进行抛光形成两个抛光镜面，即形成了上述两个组接面。

本实用新型实施例中，组接面以及侧柱的第二端46的端面都为抛光镜面，可以把组接面和侧柱的第二端46的端面之间的气隙降低到最小，保证了共模电感的电感量不受磁芯分离设置的影响。

本实用新型实施例的另一个可选实施方式中，组接面面积大于侧柱的第二端46的端面面积，从而减小该共模电感组装时第一磁芯4和第二磁芯5错位而导致组接面和侧柱的第二端46的端面结合处边缘的漏磁，增加了共模电感的电感量。

本实用新型实施例的另一个可选实施方式中，参见图5、图6、图8和图9，共模电感还包括第一凹槽49、第二凹槽53和胶带7，其中，

第一凹槽49设置在连接柱41的第二端47；

第二凹槽53设置在第二磁芯5的第二端52；

胶带7通过嵌设在第一凹槽49和第二凹槽53，以加固两个侧柱的第二端46和两个组接面之间的组接，并将第一磁芯4和第二磁芯5组装为一个整体。

具体地，第一凹槽49可以如图8所示设置在连接柱41的第二端47的中央位置，同样，第二凹槽53可以如图9所示设置在第二磁芯5的第二端52的中央位置，胶带7如图5所示嵌设在第一凹槽49和第二凹槽53中，更有利于加固两个侧柱的第二端46和两个组接面之间的组接。

此外，胶带7可以采用耐高温胶带，以便在共模电感的温度较高时，胶带7仍然可以较好地发挥作用，实现加固两个侧柱的第二端46和两个组接面之间的组接。

本实用新型实施例的另一个可选实施方式中，参见图8，侧柱的外侧面48为平面，其中，侧柱的外侧面48为两个侧柱相背的一面，如图8中所示的第一侧柱42的外侧面48、第二侧柱43的外侧面48。

需要说明的是，侧柱的外侧面48为平面的情况下，即，侧柱被设计为圆柱两侧切除部分圆弧，如此，如图15所示，第一磁芯4的制作过程中，第一磁芯4的制作模具可以被做成“口”字形。其中，薄板模块11较薄，在第一磁芯4烧结时，由于薄板模块11成型的薄边存在，可以避免第一侧柱42和第二侧柱43在高温收缩时发生内外倾斜的情况。在第一磁芯4被烧结完成后，通过研磨加工将薄板模块11成型的薄边磨去就可以得到所需的第一磁芯4。

本实用新型实施例的另一个可选实施方式中，两个空心线圈互为镜像设置。

本实用新型实施例中，共模电感使用时，电流分别从两个空心线圈的同一端(上端/下端)输入后，电流所产生的磁场方向能较严格地达到方向相反的目的，有利于共模电感性能的提升。

本实用新型实施例的另一个可选实施方式中，空心线圈为圆形，且空心线圈的内径比侧柱的外径大0.5mm。

本实用新型实施例中，圆形的空心线圈有利于共模电感具有较小电阻，接近理想电感。空心线圈的内径比侧柱的外径大0.5mm，空心线圈和第一磁芯4之间不会有应力存在，空心线圈组装时不会给第一磁芯4带来损坏。

包含有散热片8的传统共模电感如图3或图4所示，由于传统共模电感的绕组为环形分布，且人工绕制的情况下，第一绕组2和第二绕组3这两组环形绕组在封闭环形磁芯1上必然存在分布不均匀的情况，无法达到最佳的散热效果。

本实用新型实施例的另一个可选实施方式中，参照图12和图13，共模电感还包括散热片8，其中，散热片8设置在两个侧柱的一个侧面，且散热片8和两个侧柱所构成的平面平行。其中，图12所示为立式共模电感中散热片8的设置结构，图13所示为卧式共模电感中散热片8的设置结构。

本实用新型实施例中，第一空心线圈61和第二空心线圈62由于是被预先机器绕制，因而每个空心线圈中的线圈间隔更加均匀，线圈直径更加统一，因而，两个空心线圈和散热片8相邻的面更加平整，且第一空心线圈61和第二空心线圈62在两个侧柱上呈直线平行设置，则散热片8和两个侧柱所构成的平面平行设置后，散热片8可以和两个空心线圈中的各个线圈均以一个相同的较近距离设置，从而更有利于散热片8传导第一空心线圈61和第二空心线圈62中各线圈的热。

本实用新型实施例的另一个可选实施方式中，还包括电感底座9，其中，电感底座9为环氧板，环氧板和连接柱41之间通过环氧胶10粘结。

具体地，环氧板的板面大小根据连接柱的第二端47的端面大小而设计，环氧板的厚度根据第一磁芯4、第二磁芯5及两个空心线圈的重量而设计。参照图14，电感底座9上设置第一通孔91、第二通孔92、第三通孔93、第四通孔94，两个空心线圈的四个引脚分别穿过第一通孔91、第二通孔92、第三通孔93、第四通孔94。两个空心线圈的四个引脚可以通过点环氧胶工艺和第一通孔91、第二通孔92、第三通孔93、第四通孔94固定。

参照图6所示的拆分后的共模电感结构示意图，电感组装顺序如下：

(1)将互为镜像的第一空心线圈61和第二空心线圈62分别套入两个侧柱；

(2)将第二磁芯5的组接面与两个侧柱的第二端44接触，并对磨三次后，以使侧柱的第二端的端面居于组接面的中心位置；

(3)在第一凹槽49和第二凹槽53上包裹三圈胶带7，使第一磁芯4和第二磁芯5紧密接触并固定结合；

(4)将空心线圈的四个引脚分别插入第一通孔91、第二通孔92、第三通孔93、第四通孔94；

(5)在连接柱41的第二端47的端面及第一磁芯4和第二磁芯5的结合处点环氧胶10并烘烤固化。

本实用新型实施例中，在第一空心线圈61和第二空心线圈62线径选为4.0mm、第一磁芯4和第二磁芯5的直径选为30mm的情况下，该共模电感能够实现额定电流75A的共模电感，即增大了额定电流。

此外，传统共模电感为了绕制较粗的线圈，封闭环形磁芯1需要较大的体积。与传统共模电感相比，该实用新型提供的共模电感无需为了绕制较大线径绕组而增大共模电感体积，从而大幅度减小了电感体积，且散热性能好、生产方便。

实施例二

本实用新型实施例提供的一种电子设备，包括实施例一中的共模电感。

具体而言，电子设备可以是滤波器、开关电源或变压器等，本实施例不进行特殊限制。

本实用新型实施例所提供的共模电感在组装过程中，先将预先绕制的两个空心线圈分别套设在两个侧柱上，然后将两个侧柱的第二端分别和两个组接面的组接，因而，共模电感的绕组无需人工勾线绕制，从而绕组线径不受限制，有效地缓解了传统共模电感无法具备较大额定电流的技术问题，并且，传统共模电感为了绕制较粗的线圈，封闭环形磁芯1需要较大的体积。与传统共模电感相比，该实用新型提供的共模电感无需为了绕制较大线径绕组而增大共模电感体积，从而大幅度减小了电感体积，因而，本实用新型实施例中使用该共模电感的电子设备顺应当前低压大电流的应用趋势。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，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，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种共模电感，其特征在于，包括：第一磁芯、第二磁芯、两个空心线圈，其中，

所述第一磁芯包括连接柱和两个侧柱，两个所述侧柱的第一端和所述连接柱的第一端一体连接，两个所述侧柱的第二端分别和两个组接面一一对应组接，其中，所述组接面设置在所述第二磁芯的第一端；

所述第一磁芯的目标外表面附有绝缘层，其中，所述目标外表面不包括所述连接柱的第二端的端面和两个所述侧柱的第二端的端面；

两个所述侧柱上分别套设预先绕制的两个所述空心线圈。

2.根据权利要求1所述的共模电感，其特征在于，所述组接面为抛光镜面，所述侧柱的第二端的端面为抛光镜面，所述组接面和所述侧柱的第二端的端面组接后通过环氧胶粘结。

3.根据权利要求1所述的共模电感，其特征在于，所述组接面面积大于所述侧柱的第二端端面面积。

4.根据权利要求1所述的共模电感，其特征在于，还包括第一凹槽、第二凹槽和胶带，其中，

所述第一凹槽设置在所述连接柱的第二端；

所述第二凹槽设置在所述第二磁芯的第二端；

所述胶带通过嵌设在所述第一凹槽和所述第二凹槽，以加固两个所述侧柱的第二端和两个组接面之间的组接。

5.根据权利要求1所述的共模电感，其特征在于，所述侧柱的外侧面为平面，其中，所述侧柱的外侧面为两个所述侧柱相背的一面。

6.根据权利要求1所述的共模电感，其特征在于，两个所述空心线圈互为镜像设置。

7.根据权利要求1所述的共模电感，其特征在于，所述空心线圈为圆形，所述空心线圈的内径比所述侧柱的外径大0.5mm。

8.根据权利要求1所述的共模电感，其特征在于，还包括散热片，其中，所述散热片设置在两个所述侧柱的一个侧面，且所述散热片和两个所述侧柱所构成的平面平行。

9.根据权利要求1所述的共模电感，其特征在于，还包括电感底座，其中，所述电感底座为环氧板，所述环氧板和所述连接柱之间通过环氧胶粘结。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的共模电感。