CN211742913U - 一种有效集成封装的环形差模电感阵列 - Google Patents

Abstract

一种有效集成封装的环形差模电感阵列，四个磁环Ⅰ下面垂直排列七个磁环Ⅱ，四根单匝磁线Ⅰ主绕组另一端从水平分体式磁环阵列的第一个磁环Ⅰ内穿入，依次通过水平磁环阵列的第一列组磁环Ⅱ、第二列组磁环Ⅱ、水平分体式磁环阵列的第二个磁环Ⅰ、第三个磁环Ⅰ、水平磁环阵列的第三列组磁环Ⅱ、第四列组磁环Ⅱ，从水平分体式磁环阵列的第四个磁环Ⅰ内穿出为主绕组输出端Ⅰ；二根单匝磁线Ⅱ辅助反馈绕组另一端从水平分体式磁环阵列的第一个磁环Ⅰ内穿入，依次通过第二个磁环Ⅰ、第三个磁环Ⅰ，从第四个磁环磁环Ⅰ内穿出为辅助反馈绕组输出端Ⅰ。多磁路并联使用的方式，增大了产品的散热面积，可以有效降低了共模电感的温升。

Description

一种有效集成封装的环形差模电感阵列

技术领域

本实用新型涉及变压器技术领域，特别涉及一种有效集成封装的环形差模电感阵列，用于直流电源输出的滤波，使得输出电源波形纹波系数低，更加平滑稳定，输出电源的干扰小。

背景技术

电感是电力电子设备的重要组成部分，并且根据不同的分类依据，可以将电感分为多种。现有种类的电感产品中，对于高频差模电感，其结构主要是采用单电感单功能大尺寸的封装方式，即：采用单一大尺寸磁路，封装尺寸大、集成度高。而单一磁场的耐直流能力差，滤波阶段的输出信号纹波系数高，对外部系统带来干扰，难以符合安规要求；另一方面，传统的差模电感的实现方法，当大电流工作时，单电感单功能的单一大尺寸磁路，设计方案集成度高，散热能力差、温升高；传统的差模电感通常设有反馈绕组，反馈绕组是靠主绕组和反馈绕组的圈数比例关系检测主电路系统工作状态的，多圈的设计方案，加工工艺复杂，而多磁路并联的设计方案，反馈绕组是靠磁路分量比例反馈，这样能用单圈替代多圈，大大的降低产品加工工艺难度。

发明内容

鉴于现有技术的状况及存在的不足，本实用新型提供了一种有效集成封装的环形差模电感阵列，用以解决传统技术设计结构中的差模电感封装尺寸大，电感寄生电感给系统带来的干扰影响，差模电感耐直流能力差，从而系统文波输出高，难以符合安规要求，及单电感单功能的设计方案散热能力差、温升高的技术难点。

本实用新型采用的技术方案是：一种有效集成封装的环形差模电感阵列，包括磁环、磁线Ⅰ、磁线Ⅱ，其特征在于：

四个磁环Ⅰ水平间隔排列构成水平分体式磁环阵列，对应于每个磁环Ⅰ下面分别间隔的垂直排列七个磁环Ⅱ，七个磁环Ⅱ之间为接触配合构成一列组，四列组磁环Ⅱ构成水平磁环阵列；

四根一种颜色的单匝磁线Ⅰ为主绕组，主绕组一端设置在水平分体式磁环阵列的第一个磁环Ⅰ外为主绕组输入端Ⅰ，另一端从水平分体式磁环阵列的第一个磁环Ⅰ内穿入，依次通过水平磁环阵列的第一列组磁环Ⅱ、第二列组磁环Ⅱ、水平分体式磁环阵列的第二个磁环Ⅰ、第三个磁环Ⅰ、水平磁环阵列的第三列组磁环Ⅱ、第四列组磁环Ⅱ，从水平分体式磁环阵列的第四个磁环Ⅰ内穿出为主绕组输出端Ⅰ；

二根另一种颜色的单匝磁线Ⅱ为辅助反馈绕组，辅助反馈绕组一端设置在水平分体式磁环阵列的第一个磁环Ⅰ外为辅助反馈绕组输入端Ⅰ，另一端从水平分体式磁环阵列的第一个磁环Ⅰ内穿入，依次通过第二个磁环Ⅰ、第三个磁环Ⅰ，从第四个磁环磁环Ⅰ内穿出为辅助反馈绕组输出端Ⅰ。

一种有效集成封装的环形差模电感阵列，包括磁环、磁线Ⅲ、磁线Ⅳ，其特征在于：

四个磁环Ⅲ间隔排列构成矩形分体式磁环阵列，对应于每个磁环Ⅲ下面分别间隔的垂直排列七个磁环Ⅳ，七个磁环Ⅳ之间为接触配合构成一列组，四列组磁环Ⅳ构成矩形磁环阵列；

四根一种颜色的单匝磁线Ⅲ为主绕组，主绕组一端设置在矩形分体式磁环阵列的磁环Ⅲ外为主绕组输入端Ⅱ，另一端从矩形分体式磁环阵列的一个磁环Ⅲ内穿入，依次通过对应的矩形磁环阵列一列组磁环Ⅳ、相邻的一列组磁环Ⅳ、对应的一个磁环Ⅲ、相邻的一个磁环Ⅲ、对应的一列组磁环Ⅳ、相邻的一列组磁环Ⅳ从对应的一个磁环Ⅲ内穿出为主绕组输出端Ⅱ；

二根另一种颜色的单匝磁线Ⅳ为辅助反馈绕组，辅助反馈绕组一端设置在水平分体式磁环阵列的磁环Ⅲ外为辅助反馈绕组输入端Ⅱ，另一端从水平分体式磁环阵列的一个磁环Ⅲ内穿入，依次通过相邻的一个磁环Ⅲ、相邻的一磁环Ⅲ从相邻的一磁环Ⅲ内穿出为辅助反馈绕组输出端Ⅱ。

一种有效集成封装的环形差模电感阵列，其特征在于：环形差模电感阵列的原理是利用耐直流能力强的小型闭合磁路，分摊掉单匝电磁线主绕组产生的磁场，改变了传统差模电感单一大尺寸磁路耐直流能力差，分散了单一磁路的耐直流能力，这样提高整体磁路的耐直流能力，也能降低产品的封装尺寸，多磁路并联可以使差模电感由传统设计方式的单一磁路多圈改为单圈多磁路，从而将圈多线粗的工艺改为单圈，降低加工工艺的难度；另一方面，检测主绕组工作状态的反馈绕组的反馈方式是采用等比例的磁场分量检测，而不是靠主绕组和反馈绕组的圈数比例反馈，也是从传统的多圈反馈绕组改为多磁路单圈的工艺，降低了产品加工工艺的难度；另一方面多磁路并联使用的方式，增大了产品的散热面积，可以有效降低了共模电感的温升。

本实用新型的有益效果是：

电感磁环采用水平磁环阵列和水平分体式磁环阵列或矩形分体式磁环阵列和矩形磁环阵列的结构，能够实现提高大电流差模电感耐直流能力，有效降低了封装尺寸中电感的高度尺寸，增大了共模电感的散热面积，有效降低了差模电感的温升。

穿入磁环的磁线绕组的连接方式，包括两部分，其中一部分是穿入水平磁环阵列或矩形磁环阵列的主绕组，另一部分是穿入水平分体式磁环阵列或矩形分体式磁环阵列的辅助反馈绕组，降低了大电流差模电感圈多、线粗穿线工艺的困难、寄生参数，利用主绕组在整体磁的环阵列中产生的主磁场，辅助反馈绕组可以按比例的耦合出一定比例的磁场能量，供主电路系统检测主绕组的工作状态，单匝穿线绕组的工艺简单，这样主绕组产生的磁场规律且稳定，辅助反馈绕组可以精确的按磁场比例关系有效的利用检测电流，同时多磁路并联，单圈的加工工艺的简单也可以有效的降低寄生参数。

本实用新型利用耐直流能力强的小型闭合磁路，分摊掉单匝电磁线主绕组产生的磁场，改变了传统差模电感单一大尺寸磁路耐直流能力差，分散了单一磁路耐直流能力，这样提高整体磁路的耐直流能力。另一方面，检测主绕组工作状态的反馈绕组的反馈方式是采用等比例的磁场分量检测，而不是靠主绕组和反馈绕组的圈数比例反馈，同样降低了产品加工工艺的难度。

附图说明

图1为本实用新型采用水平磁环阵列和水平分体式磁环阵列绕线结构的示意图；

图2为图1结构的俯视图；

图3为本实用新型电感磁环采用水平磁环阵列和水平分体式磁环阵列的结构示意图；

图4为图3结构的俯视图；

图5为本实用新型采用矩形磁环阵列矩和形分体式磁环阵列绕线结构的示意图；

图6为图5结构的俯视图；

图7为本实用新型电感磁环采用矩形磁环阵列矩和形分体式磁环阵列结构的示意图；

图8为图7 结构的俯视图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1至4所示，

一种有效集成封装的环形差模电感阵列，包括磁环、磁线Ⅰ3、磁线Ⅱ4，

四个磁环Ⅰ1水平间隔排列构成水平分体式磁环阵列，对应于每个磁环Ⅰ1下面分别间隔的垂直排列七个磁环Ⅱ2，七个磁环Ⅱ2之间为接触配合构成一列组，四列组磁环Ⅱ2构成水平磁环阵列；

四根一种颜色的单匝磁线Ⅰ3为主绕组，主绕组一端设置在水平分体式磁环阵列的第一个磁环Ⅰ1外为主绕组输入端Ⅰ3-1，另一端从水平分体式磁环阵列的第一个磁环Ⅰ1内穿入，依次通过水平磁环阵列的第一列组磁环Ⅱ2、第二列组磁环Ⅱ2、水平分体式磁环阵列的第二个磁环Ⅰ1、第三个磁环Ⅰ1、水平磁环阵列的第三列组磁环Ⅱ2、第四列组磁环Ⅱ2，从水平分体式磁环阵列的第四个磁环Ⅰ1内穿出为主绕组输出端Ⅰ3-2；

二根另一种颜色的单匝磁线Ⅱ4为辅助反馈绕组，辅助反馈绕组一端设置在水平分体式磁环阵列的第一个磁环Ⅰ1外为辅助反馈绕组输入端Ⅰ4-1，另一端从水平分体式磁环阵列的第一个磁环Ⅰ1内穿入，依次通过第二个磁环Ⅰ1、第三个磁环Ⅰ1，从第四个磁环Ⅰ1内穿出为辅助反馈绕组输出端Ⅰ4-2。

如图5至8所示，

一种有效集成封装的环形差模电感阵列，包括磁环、磁线Ⅲ5、磁线Ⅳ6，四个磁环Ⅲ7间隔排列构成矩形分体式磁环阵列，对应于每个磁环Ⅲ7下面分别间隔的垂直排列七个磁环Ⅳ8，七个磁环Ⅳ8之间为接触配合构成一列组，四列组磁环Ⅳ8构成矩形磁环阵列；

四根一种颜色的单匝磁线Ⅲ5为主绕组，主绕组一端设置在矩形分体式磁环阵列的磁环Ⅲ7外为主绕组输入端Ⅱ5-1，另一端从矩形分体式磁环阵列的一个磁环Ⅲ7内穿入，依次通过对应的矩形磁环阵列一列组磁环Ⅳ8、相邻的一列组磁环Ⅳ8、对应的一个磁环Ⅲ7、相邻的一个磁环Ⅲ7、对应的一列组磁环Ⅳ8、相邻的一列组磁环Ⅳ8从对应的一个磁环Ⅲ7内穿出为主绕组输出端Ⅱ5-2；

二根另一种颜色的单匝磁线Ⅳ6为辅助反馈绕组，辅助反馈绕组一端设置在水平分体式磁环阵列的磁环Ⅲ7外为辅助反馈绕组输入端Ⅱ6-1，另一端从水平分体式磁环阵列的一个磁环Ⅲ7内穿入，依次通过相邻的一个磁环Ⅲ7、相邻的一磁环Ⅲ7从相邻的一磁环Ⅲ7内穿出为辅助反馈绕组输出端Ⅱ6-2。

一种有效集成封装的环形差模电感阵列的实现方法，该环形差模电感阵列的原理是利用耐直流能力强的小型闭合磁路，分摊掉单匝电磁线主绕组产生的磁场，改变了传统差模电感单一大尺寸磁路耐直流能力差，分散了单一磁路耐直流能力，这样提高整体磁路的耐直流能力，也能降低产品的封装尺寸和产品的加工工艺难度。另一方面，检测主绕组工作状态的反馈绕组的反馈方式是采用等比例的磁场分量检测，而不是靠主绕组和反馈绕组的圈数比例反馈，降低了产品加工工艺的难度；另一方面多磁路并联使用的方式，增大了产品的散热面积，可以有效降低了共模电感的温升。

应用实施例，差模电感的主要应用是在直流电源的输出滤波，由于电感的存在，可以有效滤除直流输出信号中的高频纹波，传统的差模电感由于单一磁路，耐直流能力差，当产品工作在直流大电流状态时，差模电感的电感量会急速下降，从而不能保证高频纹波的滤波效果，从而是产品的输出纹波系数大，无法实现产品原有的设计功能。本实用新型的设计方案，单圈多磁路并联的方式，使得差模电感的耐直流能力有效增强，保证了输出信号，较低的纹波系数。

Claims (2)

1.一种有效集成封装的环形差模电感阵列，包括磁环、磁线Ⅰ（3）、磁线Ⅱ（4），其特征在于：

四个磁环Ⅰ（1）水平间隔排列构成水平分体式磁环阵列，对应于每个磁环Ⅰ（1）下面分别间隔的垂直排列七个磁环Ⅱ（2），七个磁环Ⅱ（2）之间为接触配合构成一列组，四列组磁环Ⅱ（2）构成水平磁环阵列；

四根一种颜色的单匝磁线Ⅰ（3）为主绕组，主绕组一端设置在水平分体式磁环阵列的第一个磁环Ⅰ（1）外为主绕组输入端Ⅰ（3-1），另一端从水平分体式磁环阵列的第一个磁环Ⅰ（1）内穿入，依次通过水平磁环阵列的第一列组磁环Ⅱ（2）、第二列组磁环Ⅱ（2）、水平分体式磁环阵列的第二个磁环Ⅰ（1）、第三个磁环Ⅰ（1）、水平磁环阵列的第三列组磁环Ⅱ（2）、第四列组磁环Ⅱ（2），从水平分体式磁环阵列的第四个磁环Ⅰ（1）内穿出为主绕组输出端Ⅰ（3-2）；

二根另一种颜色的单匝磁线Ⅱ（4）为辅助反馈绕组，辅助反馈绕组一端设置在水平分体式磁环阵列的第一个磁环Ⅰ（1）外为辅助反馈绕组输入端Ⅰ（4-1），另一端从水平分体式磁环阵列的第一个磁环Ⅰ（1）内穿入，依次通过第二个磁环Ⅰ（1）、第三个磁环Ⅰ（1），从第四个磁环Ⅰ（1）内穿出为辅助反馈绕组输出端Ⅰ（4-2）。

2.一种有效集成封装的环形差模电感阵列，包括磁环、磁线Ⅲ（5）、磁线Ⅳ（6），其特征在于：

四个磁环Ⅲ（7）间隔排列构成矩形分体式磁环阵列，对应于每个磁环Ⅲ（7）下面分别间隔的垂直排列七个磁环Ⅳ（8），七个磁环Ⅳ（8）之间为接触配合构成一列组，四列组磁环Ⅳ（8）构成矩形磁环阵列；

四根一种颜色的单匝磁线Ⅲ（5）为主绕组，主绕组一端设置在矩形分体式磁环阵列的磁环Ⅲ（7）外为主绕组输入端Ⅱ（5-1），另一端从矩形分体式磁环阵列的一个磁环Ⅲ（7）内穿入，依次通过对应的矩形磁环阵列一列组磁环Ⅳ（8）、相邻的一列组磁环Ⅳ（8）、对应的一个磁环Ⅲ（7）、相邻的一个磁环Ⅲ（7）、对应的一列组磁环Ⅳ（8）、相邻的一列组磁环Ⅳ（8）从对应的一个磁环Ⅲ（7）内穿出为主绕组输出端Ⅱ（5-2）；

二根另一种颜色的单匝磁线Ⅳ（6）为辅助反馈绕组，辅助反馈绕组一端设置在水平分体式磁环阵列的磁环Ⅲ（7）外为辅助反馈绕组输入端Ⅱ（6-1），另一端从水平分体式磁环阵列的一个磁环Ⅲ（7）内穿入，依次通过相邻的一个磁环Ⅲ（7）、相邻的一磁环Ⅲ（7）从相邻的一磁环Ⅲ（7）内穿出为辅助反馈绕组输出端Ⅱ（6-2）。

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