CN209312579U - 智慧型电感 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智慧型电感，属于电子元件领域，所述智慧型电感包括电感器，所述电感器上设置有温度传感器、电流传感器、以及计时器；所述温度传感器、电流传感器和计时器的信号输出端连接有信号处理模块，所述信号处理模块的输出端连接有用于调控所述电感器的工作状态的控制模块、存储模块、以及通信模块。本实用新型一方面能够监控电感器的工作状态，并进行相应的调节控制；另一方面还能够获取电感器的工作状态数据，从而可形成电感器工作状态的数据积累，为电感器的性能分析、寿命管理、优化设计提供依据，也为电路整体的合理性分析提供了部分数据参照，为进一步优化整体电路提供了依据。

Description

智慧型电感

技术领域

本实用新型涉及电子元件领域，特别是指一种智慧型电感。

背景技术

电感是滤波电路和功率放大电路中最核心的器件。在电源线中，起储能、滤波、抗流的作用，在信号线中，起谐振、滤波、阻抗匹配、抗流的作用。在当前环境下，提高其安全可靠性尤为重要和紧迫。

电感被广泛应用在通讯、汽车、消费电子以及工业领域。随着全球智能化的普及、手机行业竞争的加剧、新能源汽车行业的崛起，电感类器件的市场需求将会有一个大幅度的增加。

在人工智能浪潮的席卷下，人们希望在网络大数据、人工智能的协助下，让各类设备更加人性化，以简化操作、提高安全性。要实现这些智能化的功能，除了软件的智能控制，还需要硬件系统的稳定运行，在硬件系统中，电源电路、射频电路等，都离不开电感器件的稳定运行。

电感装配到整机设备上，因工作指令需要变频变压时，线圈电能消耗发热会导致温度升高，若工作电流超过额定电流，则电感就会因发热而使性能参数发生改变，甚至还会因过流而烧毁，从而影响电感的稳定运行。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够监控电感工作状态，并进行相应控制的智慧型电感。

为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：

一种智慧型电感，包括电感器，所述电感器上设置有用于感测所述电感器的温度的温度传感器、用于感测所述电感器的电流的电流传感器、以及用于对所述电感器的工作时间进行统计的计时器；

所述温度传感器、电流传感器和计时器的信号输出端连接有信号处理模块，所述信号处理模块的输出端连接有用于调控所述电感器的工作状态的控制模块、用于存储所述电感器的工作状态数据的存储模块、以及用于将所述电感器的工作状态数据传输至外部设备的通信模块。

进一步的，所述温度传感器包括第一热敏电阻，所述第一热敏电阻通过导热粘合剂粘贴在所述电感器的线圈上。

进一步的，所述电流传感器为霍尔传感器，所述计时器与所述电感器串联连接。

进一步的，所述控制模块包括常闭开关和与所述常闭开关并联的第二热敏电阻，所述信号处理模块的输出端连接所述常闭开关的控制端，所述第二热敏电阻通过导热粘合剂粘贴在所述电感器的线圈上，所述常闭开关和第二热敏电阻与所述电感器串联连接。

进一步的，所述第一热敏电阻为负温度系数热敏电阻，所述第二热敏电阻为正温度系数热敏电阻；

或者，所述第一热敏电阻和第二热敏电阻为同一热敏电阻且为正温度系数热敏电阻。

进一步的，所述电感器为磁环电感器。

进一步的，所述计时器和信号处理模块为一体结构。

进一步的，所述通信模块和信号处理模块为一体结构，所述通信模块为有线或无线通信模块，所述无线通信模块为Wifi、ZigBee或蓝牙通信模块。

进一步的，所述存储模块集成在所述信号处理模块内部。

进一步的，所述信号处理模块的输出端还连接有报警模块，所述报警模块为声音报警模块和/或灯光报警模块。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的智慧型电感，一方面能够监控电感器的工作状态(温度和电流情况)，并进行相应的调节控制；另一方面还能够获取电感器的工作状态数据(包括温度和电流随时间变化情况、以及工作时长)，从而可形成电感器工作状态的数据积累，为电感器的性能分析、寿命管理、优化设计提供依据，也为电路整体的合理性分析提供了部分数据参照，为进一步优化整体电路提供了依据。

附图说明

图1为本实用新型的智慧型电感的电路原理图；

图2为图1所示智慧型电感中温度传感器的设置方式示意图，其中(a)为共模磁环电感器的结构图，(b)为第一热敏电阻的结构图，(c)为将第一热敏电阻粘贴在共模磁环电感器上的结构图；

图3为图1所示智慧型电感中控制模块的连接结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

一方面，本实用新型提供一种智慧型电感，如图1所示，包括电感器1，电感器1上设置有用于感测电感器1的温度的温度传感器2、用于感测电感器1的电流的电流传感器3、以及用于对电感器1的工作时间进行统计的计时器4；

温度传感器2、电流传感器3和计时器4的信号输出端连接有信号处理模块5，信号处理模块5的输出端连接有用于调控电感器1的工作状态的控制模块6、用于存储电感器1的工作状态数据的存储模块7、以及用于将电感器1的工作状态数据传输至外部设备的通信模块8。

工作时，温度传感器可以在线监测电感器的实时温度，电流传感器可以在线监测电感器的实时电流强度，计时器可以实时统计电感器的工作时长，然后，信号处理模块可以根据温度传感器获取的温度信号和电流传感器获取的电流信号，与预先设置的温度阈值和电流阈值进行比较，若超出预设温度阈值或是超出预设电流阈值(还可以判断温度变化率或电流变化率是否超出预设阈值)，则通知控制模块对电感器的工作状态进行调节控制，以防止电感器因温度过高、电流超出额定值等情况而造成电感损坏或其它电路故障；同时，信号处理模块还可以根据计时器得到的工作时长，对电感器进行寿命管理；最后，信号处理模块还可以将电感器的工作状态数据(包括温度和电流随时间变化情况、以及工作时长)存储在存储模块中，并通过通信模块上传至外部设备，从而为实现电感器的大数据管理奠定良好的基础。

因此，本实用新型的智慧型电感，一方面能够监控电感器的工作状态(温度和电流情况)，并进行相应的调节控制；另一方面还能够获取电感器的工作状态数据(包括温度和电流随时间变化情况、以及工作时长)，从而可形成电感器工作状态的数据积累，为电感器的性能分析、寿命管理、优化设计提供依据，也为电路整体的合理性分析提供了部分数据参照，为进一步优化整体电路提供了依据。

本实用新型中，电感器1可以为各种类型的电感器，优选为磁环电感器(既可以为共模电感器，也可以为差模电感器)，此类电感器体积相对较大，容易设置传感器。具体的，如图2(a)所示，电感器1示例为共模磁环电感器11，如图2(b)所示，温度传感器2示例为包括第一热敏电阻21，如图2(c)所示，第一热敏电阻21通过导热粘合剂22(如环氧树脂等)粘贴在共模磁环电感器11的线圈上，以进行表面温度测量。

电流传感器3优选为霍尔传感器，这样测量准确度较高，且对电路改动较小，连接较为简便；计时器4可以与电感器1串联连接，当电感器1开始工作时，计时器4即开始进行计时。

本实用新型中，控制模块6可以采用各种方式来调控电感器1的工作状态，例如改变电感器的线圈匝数、改变电感器的铁芯插入线圈中的深度等，然而为方便实现，优选通过改变电感器的电流的方式来实现。具体的，如图3所示，控制模块6可以包括常闭开关61和与常闭开关61并联的第二热敏电阻62，信号处理模块5的输出端连接常闭开关61的控制端，第二热敏电阻62通过导热粘合剂(如环氧树脂等)粘贴在电感器1的线圈上(未示出，可参考图2)，常闭开关61和第二热敏电阻62与电感器1串联连接。

工作时，当电感器处于正常工作状态时，常闭开关维持在闭合状态，第二热敏电阻不起作用；当发现电感器处于非正常工作状态(如温度过高或电流过高等)时，信号处理模块控制常闭开关断开，此时第二热敏电阻与电感器形成串联关系，第二热敏电阻起到限流保护作用。

在图2中，第一热敏电阻21优选为负温度系数热敏电阻，以提高响应速度，降低电路功耗；在图3中，第二热敏电阻62优选为正温度系数热敏电阻，以起到限流保护作用。然而，第一热敏电阻21和第二热敏电阻62优选为同一热敏电阻且为正温度系数热敏电阻，这样当第二热敏电阻开始工作时由于其已处于高温环境，电阻值已经变高，故可以快速起到限流作用，有效保护电感器；并且这样还可以起到一元件多用的作用，有效减少元件数量，降低电路成本。

本实用新型中，计时器4可以为单独的器件，也可以与信号处理模块5为一体结构。同样的，通信模块8可以为单独的器件，也可以与信号处理模块5为一体结构，通信模块8可以为有线或无线通信模块，无线通信模块可以为Wifi、ZigBee或蓝牙通信模块。存储模块7可以为闪存(Flash Memory)、随机存取存储器(RAM)等各类存储器，为提高集成度，存储模块7可以集成在信号处理模块5内部。另外，信号处理模块5的输出端还可以连接有报警模块9，报警模块9可以为声音报警模块和/或灯光报警模块，以在电感器处于非正常工作状态时，给出报警提示。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种智慧型电感，包括电感器，其特征在于，所述电感器上设置有用于感测所述电感器的温度的温度传感器、用于感测所述电感器的电流的电流传感器、以及用于对所述电感器的工作时间进行统计的计时器；

所述温度传感器、电流传感器和计时器的信号输出端连接有信号处理模块，所述信号处理模块的输出端连接有用于调控所述电感器的工作状态的控制模块、用于存储所述电感器的工作状态数据的存储模块、以及用于将所述电感器的工作状态数据传输至外部设备的通信模块；

所述温度传感器包括第一热敏电阻，所述第一热敏电阻通过导热粘合剂粘贴在所述电感器的线圈上；

所述电流传感器为霍尔传感器，所述计时器与所述电感器串联连接。

2.根据权利要求1所述的智慧型电感，其特征在于，所述控制模块包括常闭开关和与所述常闭开关并联的第二热敏电阻，所述信号处理模块的输出端连接所述常闭开关的控制端，所述第二热敏电阻通过导热粘合剂粘贴在所述电感器的线圈上，所述常闭开关和第二热敏电阻与所述电感器串联连接。

3.根据权利要求2所述的智慧型电感，其特征在于，所述第一热敏电阻为负温度系数热敏电阻，所述第二热敏电阻为正温度系数热敏电阻；

或者，所述第一热敏电阻和第二热敏电阻为同一热敏电阻且为正温度系数热敏电阻。

4.根据权利要求1-3中任一所述的智慧型电感，其特征在于，所述电感器为磁环电感器。

5.根据权利要求4所述的智慧型电感，其特征在于，所述计时器和信号处理模块为一体结构。

6.根据权利要求4所述的智慧型电感，其特征在于，所述通信模块和信号处理模块为一体结构，所述通信模块为有线或无线通信模块，所述无线通信模块为Wifi、ZigBee或蓝牙通信模块。

7.根据权利要求4所述的智慧型电感，其特征在于，所述存储模块集成在所述信号处理模块内部。

8.根据权利要求4所述的智慧型电感，其特征在于，所述信号处理模块的输出端还连接有报警模块，所述报警模块为声音报警模块和/或灯光报警模块。