CN209962871U - 一种谐振电感 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种谐振电感，包括磁芯组件和绕组，所述磁芯组件包括两组E型磁芯和一个方形磁芯，每组E型磁芯包括至少一个E型磁芯且两组E型磁芯包含的E型磁芯的个数相同；每个E型磁芯包括背柱、固定于背柱中间的中柱以及固定于背柱两端的左边柱和右边柱，每组E型磁芯内所有E型磁芯并排对应放置且所述方形磁芯位于开口侧相向放置的两组E型磁芯之间；方形磁芯与第一组中柱和第二组中柱之间各留有一个气隙；所述绕组包括第一绕组和第二绕组，第一绕组和第二绕组分别缠绕在第一组中柱和第二组中柱上。该谐振电感不仅减小了公共部分的磁芯材料，使得电感的体积减小，还减少了公共部分的发热量，减小了电感的损耗，进而提高了电感的效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电感技术领域，具体涉及一种谐振电感。
背景技术
磁感应式无线电能传输系统的谐振网络中用到的电感为谐振电感，其材料多为铁氧体，其材料特性具有磁感应强度低、损耗大的特点，使得设计出的电感损耗大、体积大，致使磁感应式无线电能传输系统的效率偏低、体积偏大。既不能符合国家节能减排的号召，也不能满足客户小型化的产品使用要求。
实用新型内容
本实用新型为了克服以上技术的不足，提供了一种谐振电感，尤其适用于磁感应式无线电能传输系统的谐振网络中，该谐振电感不仅减小了公共部分的磁芯材料，使得电感的体积减小，还减少了公共部分的发热量，减小了电感的损耗。
本实用新型克服其技术问题所采用的技术方案是：
一种谐振电感，包括磁芯组件和绕组，所述磁芯组件包括两组E型磁芯和一个方形磁芯，每组E型磁芯包括至少一个E型磁芯且两组E型磁芯包含的E型磁芯的个数相同；每个E型磁芯包括背柱、固定于背柱中间的中柱以及固定于背柱两端的左边柱和右边柱，每组E型磁芯内所有E型磁芯并排对应放置且所述方形磁芯位于开口侧相向放置的两组E型磁芯之间；两组E型磁芯分别为第一组E型磁芯和第二组E型磁芯，第一组E型磁芯中，所有左边柱共同组成第一组左边柱、所有右边柱共同组成第一组右边柱、所有中柱共同组成第一组中柱；第二组E型磁芯中，所有左边柱共同组成第二组左边柱、所有右边柱共同组成第二组右边柱、所有中柱共同组成第二组中柱，所述方形磁芯的一端与第一组左边柱和第二组左边柱连接、另一端与第一组右边柱和第二组右边柱连接，方形磁芯与第一组中柱和第二组中柱之间各留有一个气隙；所述绕组包括第一绕组和第二绕组，第一绕组和第二绕组分别缠绕在第一组中柱和第二组中柱上。
进一步地，每组E型磁芯内所有E型磁芯并排对应放置是指每组E型磁芯内每个E型磁芯的背柱与背柱、左边柱与左边柱、右边柱与右边柱以及中柱与中柱分别并排对应放置。
进一步地，所有E型磁芯的规格相同且方形磁芯的长度与各E型磁芯的背柱的长度相同、方形磁芯的宽度与每组E型磁芯内所有E型磁芯的总宽度相同。
进一步地，每组E型磁芯内每相邻两个E型磁芯之间通过粘接剂或缠绕方式两者中的其一，或，通过粘接剂和缠绕方式两者组合固定连接。
进一步地，方形磁芯的一端与第一组左边柱和第二组左边柱之间以及方形磁芯的另一端与第一组右边柱和第二组右边柱之间通过粘接剂或缠绕方式两者中的其一，或，通过粘接剂和缠绕方式两者组合固定连接。
进一步地，第一绕组与第二绕组的绕线圈数相等，以使得流过两组E型磁芯的磁场在其公共部分可以相互抵消。
进一步地，第一绕组与第二绕组的缠绕方向相同或相反。
进一步地，每个E型磁芯和方形磁芯均由纳米晶材料或非晶材料制成，所述纳米晶材料或非晶材料制成的磁芯具有高磁感应强度、低损耗的特点。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型中，流过谐振电感公共部分的磁场方向相反，使得磁场相互抵消，不仅减小了公共部分的磁芯材料，使得电感的体积减小，还减少了公共部分的发热量，减小了电感的损耗，进而提高了电感的效率，同时符合国家节能减排的要求，也满足客户小型化的产品使用要求。
2、本实用新型可以根据应用场景不同，选择或定制不同数量的E型磁芯，灵活性高，适用范围广。
附图说明
图1为本实用新型实施例的每组E型磁芯包含一个E型磁芯的谐振电感的立体结构示意图。
图2为本实用新型实施例的每组E型磁芯包含两个E型磁芯的谐振电感的立体结构示意图Ⅰ。
图3为本实用新型实施例的每组E型磁芯包含两个E型磁芯的谐振电感的立体结构示意图Ⅱ。
图4为本实用新型实施例的谐振电感的主视方向的简化结构示意图。
图5为磁感应式无线电能传输系统的谐振网络及谐振电感的一种电流方向示意图。
图6为图5中谐振电感磁场方向示意图。
图7为磁感应式无线电能传输系统的谐振网络及谐振电感的另外一种电流方向示意图。
图8为图7中谐振电感磁场方向示意图。
图中，10、绕组，101、第一绕组，102、第二绕组，20、方形磁芯，3、两组E型磁芯，30、E型磁芯，301、背柱，302、中柱，303、左边柱，304、右边柱，31、第一组E型磁芯，32、第二组E型磁芯，311、第一组左边柱，312、第一组右边柱，313、第一组中柱，321、第二组左边柱，322、第二组右边柱，323、第二组中柱，4、气隙。
具体实施方式
为了便于本领域人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本实用新型的保护范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“左”、“右”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。
如图1-4所示，本实施例所述的一种谐振电感，是差模电感的一种，其包括磁芯组件和绕组10。本实用新型改进最大的地方在于：
所述磁芯组件包括两组E型磁芯3和一个方形磁芯20，每组E型磁芯包括至少一个E型磁芯30且两组E型磁芯包含的E型磁芯的个数相同，其中，所有E型磁芯30的规格相同，在具体应用中，根据需要对每组E型磁芯内E型磁芯的个数进行选择，比如，可以选择每组E型磁芯包含1个E型磁芯30（如图1所示），或者可以选择每组E型磁芯包含2个E型磁芯30（如图2和3所示），还可以选择每组E型磁芯包含3个或4个或更多个E型磁芯30，就不一一画图举例。
如图4所示，每个E型磁芯30包括背柱301、固定于背柱中间的中柱302以及固定于背柱两端的左边柱303和右边柱304，所述背柱301、中柱302、左边柱303和右边柱304为一体成型，每组E型磁芯内所有E型磁芯30并排对应放置且所述方形磁芯20位于开口侧相向放置的两组E型磁芯之间，具体地，每组E型磁芯内所有E型磁芯30并排对应放置是指每组E型磁芯内每个E型磁芯的背柱与背柱、左边柱与左边柱、右边柱与右边柱以及中柱与中柱分别并排对应放置；进一步地，方形磁芯20的长度与各E型磁芯的背柱301的长度相同、方形磁芯20的宽度与每组E型磁芯内所有E型磁芯的总宽度相同。
本实施例中，两组E型磁芯3分别为第一组E型磁芯31和第二组E型磁芯32，第一组E型磁芯31中，所有左边柱共同组成第一组左边柱311、所有右边柱共同组成第一组右边柱312、所有中柱共同组成第一组中柱313；第二组E型磁芯32中，所有左边柱共同组成第二组左边柱321、所有右边柱共同组成第二组右边柱322、所有中柱共同组成第二组中柱323，所述方形磁芯20的一端与第一组左边柱311和第二组左边柱321连接、另一端与第一组右边柱312和第二组右边柱322连接，方形磁芯20与第一组中柱313和第二组中柱323之间各留有一个气隙4，即该谐振电感包括两个气隙4，一般来说，气隙4的大小根据应用的场合不同而不同。
进一步地，每组E型磁芯内每相邻两个E型磁芯30之间通过粘接剂或缠绕方式两者中的其一，或，通过粘接剂和缠绕方式两者组合固定连接；更进一步地，方形磁芯20的一端与第一组左边柱311和第二组左边柱321之间以及方形磁芯20的另一端与第一组右边柱312和第二组右边柱322之间通过粘接剂或缠绕方式两者中的其一，或，通过粘接剂和缠绕方式两者组合固定连接。
本实施例中，如图2所示，所述绕组10包括第一绕组101和第二绕组102，第一绕组101和第二绕组102分别缠绕在第一组中柱313和第二组中柱323上。进一步地，第一绕组101与第二绕组102的绕线圈数相等，以使得流过两个E型磁芯的磁场在其公共部分可以相互抵消；另外，第一绕组101与第二绕组102的缠绕方向相同或相反均可，只要保证流过两组E型磁芯3的公共部分的磁场方向相反即可，这样可以使得电感公共部分磁芯的磁场相互抵消，为了保证电感公共部分磁芯的磁场相互抵消，需要绕组的方向和接线的方向共同决定。
本实用新型的另外一个改进之处在于，每个E型磁芯30和方形磁芯20均由纳米晶材料或非晶材料制成，纳米晶材料或非晶材料制成的磁芯具有高磁感应强度、低损耗的特点，使得谐振电感所在的整个磁感应式无线电能传输系统的效率得以提高、体积减小。
下面对本实施例所述的谐振电感的原理详细说明：
首先，利用纳米晶材料或非晶材料的高磁感应强度、低损耗的特点，制成本实施例所述的谐振电感，并将其应用于磁感应式无线电能传输系统中，使得整个系统的效率提高、体积减小。
其次，第一组E型磁芯31和第二组E型磁芯32分别表示为电感L1和电感L2，通过采用两组E型磁芯3和一个方形磁芯20复合的方式使电感公共部分磁芯的磁场相互抵消，用于磁感应式无线电能传输系统中，使得整个系统的效率进一步提高、体积进一步减小。具体地，如图5所示，当电感L1的电流方向由A到B，电感L2的电流方向由C到D，如图6所示，电感L1的磁场方向和电感L2的磁场方向均包括左右两部分，根据右手螺旋定则可知，其中，电感L1的左边部分磁场为顺时针、右边部分磁场为逆时针，电感L2的左边部分磁场为顺时针、右边部分磁场为逆时针，那么电感L1与电感L2公共部分（即流过方形磁芯20）的磁场方向相反，即相互抵消，可以减少公共部分的磁芯材料（即减小电感的体积）以及减少公共部分的发热量（即减小电感的损耗）。如图7所示，当电感L1的电流方向由B到A，电感L2的电流方向由D到C，如图8所示，电感L1的磁场方向和电感L2的磁场方向均包括左右两部分，根据右手螺旋定则可知，其中，电感L1的左边部分磁场为逆时针、右边部分磁场为顺时针，电感L2的左边部分磁场为逆时针、右边部分磁场为顺时针，那么电感L1与电感L2公共部分（即流过方形磁芯20）的磁场方向相反，即相互抵消，可以减少公共部分的磁芯材料（即减小电感的体积）以及减少公共部分的发热量（即减小电感的损耗）。
以上仅描述了本实用新型的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述做出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种谐振电感，包括磁芯组件和绕组，其特征在于，
所述磁芯组件包括两组E型磁芯和一个方形磁芯，每组E型磁芯包括至少一个E型磁芯且两组E型磁芯包含的E型磁芯的个数相同；每个E型磁芯包括背柱、固定于背柱中间的中柱以及固定于背柱两端的左边柱和右边柱，每组E型磁芯内所有E型磁芯并排对应放置且所述方形磁芯位于开口侧相向放置的两组E型磁芯之间；两组E型磁芯分别为第一组E型磁芯和第二组E型磁芯，第一组E型磁芯中，所有左边柱共同组成第一组左边柱、所有右边柱共同组成第一组右边柱、所有中柱共同组成第一组中柱；第二组E型磁芯中，所有左边柱共同组成第二组左边柱、所有右边柱共同组成第二组右边柱、所有中柱共同组成第二组中柱，所述方形磁芯的一端与第一组左边柱和第二组左边柱连接、另一端与第一组右边柱和第二组右边柱连接，方形磁芯与第一组中柱和第二组中柱之间各留有一个气隙；
所述绕组包括第一绕组和第二绕组，第一绕组和第二绕组分别缠绕在第一组中柱和第二组中柱上。
2.根据权利要求1所述的谐振电感，其特征在于，每组E型磁芯内所有E型磁芯并排对应放置是指每组E型磁芯内每个E型磁芯的背柱与背柱、左边柱与左边柱、右边柱与右边柱以及中柱与中柱分别并排对应放置。
3.根据权利要求1或2所述的谐振电感，其特征在于，所有E型磁芯的规格相同且方形磁芯的长度与各E型磁芯的背柱的长度相同、方形磁芯的宽度与每组E型磁芯内所有E型磁芯的总宽度相同。
4.根据权利要求3所述的谐振电感，其特征在于，每组E型磁芯内每相邻两个E型磁芯之间通过粘接剂或缠绕方式两者中的其一，或，通过粘接剂和缠绕方式两者组合固定连接。
5.根据权利要求4所述的谐振电感，其特征在于，方形磁芯的一端与第一组左边柱和第二组左边柱之间以及方形磁芯的另一端与第一组右边柱和第二组右边柱之间通过粘接剂或缠绕方式两者中的其一，或，通过粘接剂和缠绕方式两者组合固定连接。
6.根据权利要求1所述的谐振电感，其特征在于，第一绕组与第二绕组的绕线圈数相等。
7.根据权利要求6所述的谐振电感，其特征在于，第一绕组与第二绕组的缠绕方向相同或相反。
8.根据权利要求1或2或4-7任一项所述的谐振电感，其特征在于，每个E型磁芯和方形磁芯均由纳米晶材料或非晶材料制成。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110310818A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-10-08 | 浙江万安亿创电子科技有限公司 | 一种谐振电感 |
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2019
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