CN208271679U - 一种扁平线立绕电感线圈及立绕电感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种扁平线立绕电感线圈，由若干匝扁平线立绕而成，所述扁平线内侧有削角，所述削角的面积之和为所述扁平线原始截面积的3～10％。本实用新型通过对扁平线单侧削角，再将薄面一侧向内，绕线折弯治具紧靠扁平线薄面，进行内折弯绕线，从而确保R角折弯后立绕扁平线内侧部分变形后的厚度不会超过导线的厚度t，就能够得到L＝n×t的立绕电感线圈，而且线圈的铜线的截面积不会出现比较明显的变小，以保持接近于常规立绕绕线的导线载流密度。
Description
技术领域
本实用新型涉及电感元器件技术领域，尤其涉及一种扁平线立绕电感线圈及立绕电感器。
背景技术
采用扁平线立绕的功率电感器，近年来已经在光伏逆变器、UPS、直流充电桩模块等各种高频大功率开关电源中得到广泛的应用。扁平导线的立绕绕线，就是将导线宽度远大于导线厚度的截面形状为长方形的扁平导线，如图1所示，导线的宽度的法线方向，沿着导线的厚度一侧进行折弯侧绕，在特定的线圈整体长度内实现较多匝数绕制的目的。
随着上述各种高频大功率电源的高效率、高功率密度、高度集成化发展的需要，电源整体的空间尺寸被极度压缩，而在这些电源产品的电路里面，必不可少的功率磁元件的尺寸占据着电源体积的最显著的尺寸空间，这些功率电感元件的尺寸的减小，变成了电源产品的最重要的设计目标之一，因此，在保持相同的电气性能指标的情况下，如何进一步减小立绕式功率电感的体积、降低电感的功率损耗、进而进一步降低立绕功率电感的成本，是本实用新型的目的所在。
图2上部为常见的方形立绕电感线圈，它由若干匝的弹簧式扁平线立绕而成，其线圈的横向总长度L，扁平线的厚度为t，扁平线的宽度为w，其中宽度w是扁平线厚度t的几倍至几十倍。为了将宽厚比w/t的扁平线沿图示方向进行立绕绕线成型，需要将具有一定圆角的立绕绕线机的绕线治具紧靠扁平线内侧，将扁平线沿内侧折弯成型。由于为使扁平线侧向折弯弯曲，此时扁平线内侧壁将承受巨大折弯应力，而扁平线的厚度t较薄，单位面积所承受的折弯应力非常大，折弯的结果使得如同图2下所示，弯角内侧的扁平线被压扁形成R角凹坑，此时铜线内侧厚度被挤压变厚，根据扁平线宽厚比的大小，越大宽厚比的扁平线，其内侧厚度与扁平线折弯前厚度t之比d/t就越远大于1，同时，由于扁平线折弯外侧的折弯行程远大于扁平线平均拐弯行程，结果导致折弯角的外侧扁平线被拉伸变薄，这就是立绕后扁平线线圈出现线圈外侧缝隙大，内侧变厚的原因。对于常用宽厚比w/t在3倍以上的扁平线，特别在小R角折弯后，d>>t,使得线圈的最小总长度L＝n×d>>n×t(n为线圈匝数)，这样越小折弯半径，即越小的折弯R角的立绕电感线圈，相同匝数的线圈总的最小长度L变得越长，使得电感的长度尺寸得不到有效控制。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中的上述缺点，提供了一种扁平线立绕电感线圈及立绕电感器。
一种扁平线立绕电感线圈，由若干匝扁平线立绕而成，所述扁平线内侧有削角，所述削角的面积之和为所述扁平线原始截面积的3～10％。
优选地，所述扁平线内侧两面有对称的所述削角。
优选地，所述扁平线的最小宽度a大于所述扁平线的原始宽度W的一半，所述扁平线的最小厚度b大于所述扁平线的原始厚度t的一半，即a>0.5W，b>0.5t。
优选地，所述扁平线的规格为1mm×3mm，a＝2/3W，b＝0.6t。
优选地，所述扁平线的规格为1.2mm×6mm，a＝2/3W，b＝2/3t。
优选地，所述扁平线的规格为1.2mm×7mm，a＝5/7W，b＝2/3t。
优选地，所述扁平线的规格为1.8mm×8mm，a＝4.5/8W，b＝1.3/1.8t。
一种立绕电感器，包括上述的扁平线立绕电感线圈、装入所述扁平线立绕电感线圈的中柱磁芯、所述扁平线立绕电感线圈外侧将所述中柱磁芯连接起来形成闭合磁路的磁芯轭。
优选地，所述中柱磁芯由多段磁芯叠加而成，多段磁芯间设有非导磁的气隙。
优选地，所述磁芯轭由多段磁芯叠加而成，多段磁芯间设有非导磁的气隙。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过对扁平线单侧削角，再将薄面一侧向内，绕线折弯治具紧靠扁平线薄面，进行内折弯绕线，从而确保R角折弯后立绕扁平线内侧部分变形后的厚度不会超过导线的厚度t，就能够得到L＝n×t的立绕电感线圈，而且线圈的铜线的截面积不会出现比较明显的变小，以保持接近于常规立绕绕线的导线载流密度。
附图说明
图1是现有技术中扁平线立绕电感线圈绕线方向示意图；
图2是现有技术中扁平线立绕电感线圈与折弯角示意图；
图3是本实用新型一个实施例的扁平线的结构示意图；
图4是本实用新型另一个实施例的扁平线的结构示意图；
图5是本实用新型的扁平线的截面示意图；
图6是本实用新型扁平线立绕电感线圈与折弯角示意图；
图中：1、扁平线截面；2、扁平线原始截面；3、削角。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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。
如图3至6所示，一种立绕电感器，包括扁平线立绕电感线圈、装入所述扁平线立绕电感线圈的中柱磁芯、所述扁平线立绕电感线圈外侧将所述中柱磁芯连接起来形成闭合磁路的磁芯轭；所述扁平线立绕电感线圈由若干匝扁平线立绕而成，所述扁平线内侧一面有削角3，所述削角3的面积为所述扁平线原始截面2面积的3～10％，或所述扁平线内侧两面有对称的削角3，所述削角3的面积之和为所述扁平线原始截面2面积的3～10％；所述扁平线的最小宽度a大于所述扁平线的原始宽度W的一半，所述扁平线的最小厚度b大于所述扁平线的原始厚度t的一半，即a>0.5W，b>0.5t。
在一个实施例中，所述扁平线的规格为1mm×3mm，a＝2/3W，b＝0.6t。
在一个实施例中，所述扁平线的规格为1.2mm×6mm，a＝2/3W，b＝2/3t。
在一个实施例中，所述扁平线的规格为1.2mm×7mm，a＝5/7W，b＝2/3t。
在一个实施例中，所述扁平线的规格为1.8mm×8mm，a＝4.5/8W，b＝1.3/1.8t。
为了实现绕制后的线圈最小的总长度L＝n×t，本实用新型通过对扁平线单侧削角，削角面积(损失面积)为所述扁平线原始截面积的3～10％，再将薄面一侧向内，绕线折弯治具紧靠扁平线薄面，进行内折弯绕线，通过合理配置a、b与w、t的尺寸比例，从而确保R角折弯后立绕扁平线内侧部分变形后的厚度不会超过导线的厚度t，就能够得到L＝n×t的立绕电感线圈，而且线圈的铜线的截面积不会出现比较明显的变小，以保持接近于常规立绕绕线的导线载流密度。
本实用新型的立绕电感线圈，内插入磁芯条棒，立绕电感线圈成直线方向，磁芯沿线圈长度方向不发生弯曲；
本实用新型的立绕电感线圈、磁芯中柱、磁芯轭的组成方式有4种基本实施形态：a)单绕组电感；b)双绕组电感；c)双绕组磁集成电感；d)三绕组磁耦合电感；
本实用新型的双绕组、多绕组电感的绕组间，可以进行串联、并联、或串并联组合，形成不同的新型电感电磁结构；
本实用新型也可以将上述4种基本实施形态进行各种组合，形成多绕组线圈的电感器；
本实用新型构成绕组内部的中柱磁芯的截面形状，不局限于将本实用新型的扁平线进行长方形或正方形形状折弯绕线，也适用于将折弯半径加大，绕制成圆形、椭圆形、方形等3种基本中柱截面形状；
本实用新型中柱磁芯、磁芯轭的磁芯可由一段或多段磁芯叠加而成，磁芯段间可插入气隙。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种扁平线立绕电感线圈，由若干匝扁平线立绕而成，其特征在于，所述扁平线内侧有削角，所述削角的面积之和为所述扁平线原始截面积的3～10％。
2.根据权利要求1所述的扁平线立绕电感线圈，其特征在于，所述扁平线内侧两面有对称的所述削角。
3.根据权利要求1所述的扁平线立绕电感线圈，其特征在于，所述扁平线的最小宽度a大于所述扁平线的原始宽度W的一半，所述扁平线的最小厚度b大于所述扁平线的原始厚度t的一半，即a>0.5W，b>0.5t。
4.根据权利要求3所述的扁平线立绕电感线圈，其特征在于，所述扁平线的规格为1mm×3mm，a＝2/3W，b＝0.6t。
5.根据权利要求3所述的扁平线立绕电感线圈，其特征在于，所述扁平线的规格为1.2mm×6mm，a＝2/3W，b＝2/3t。
6.根据权利要求3所述的扁平线立绕电感线圈，其特征在于，所述扁平线的规格为1.2mm×7mm，a＝5/7W，b＝2/3t。
7.根据权利要求3所述的扁平线立绕电感线圈，其特征在于，所述扁平线的规格为1.8mm×8mm，a＝4.5/8W，b＝1.3/1.8t。
8.一种立绕电感器，其特征在于，包括权利要求1-7任一所述的扁平线立绕电感线圈、装入所述扁平线立绕电感线圈的中柱磁芯、所述扁平线立绕电感线圈外侧将所述中柱磁芯连接起来形成闭合磁路的磁芯轭。
9.根据权利要求8所述的立绕电感器，其特征在于，所述中柱磁芯由多段磁芯叠加而成，多段磁芯间设有非导磁的气隙。
10.根据权利要求8所述的立绕电感器，其特征在于，所述磁芯轭由多段磁芯叠加而成，多段磁芯间设有非导磁的气隙。
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| CN201820561048.3U CN208271679U (zh) | 2018-04-17 | 2018-04-17 | 一种扁平线立绕电感线圈及立绕电感器 |
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2018
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| WO2019200897A1 (zh) * | 2018-04-17 | 2019-10-24 | 深圳市伊戈尔沐磁科技有限公司 | 一种扁平线立绕电感线圈及立绕电感器 |
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