CN217719244U - 一种复合材料使用的电感 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电感器领域，具体涉及一种复合材料使用的电感，由铁氧体磁芯和金属磁磁芯的复合组成磁芯整体，利用铁氧体磁芯高磁导率，获得电感量，在满载的时候，铁氧体磁芯的铁氧体饱和，利用金属磁磁芯的高饱和磁通密度的特点，继续保持设计的电感量，将与磁芯配合的线圈圈数减少，配合铁氧体作为磁路中的气隙，降低涡流损耗；本设计将铁氧体磁芯和金属磁磁芯的性能复合在一起，在轻负载的时候，利用铁氧体高磁导率的特点，在极小的尺寸下可以获得较高的电感量，在满载的时候，铁氧体饱和后，利用金属磁磁芯的高饱和磁通密度的特点，继续保持设计电感量，同时利用了铁氧体作为磁路中的气隙，铁氧体具备导磁性，可以有效地降低涡流损耗。

Description

一种复合材料使用的电感

技术领域

本实用新型涉及电感器技术领域，具体涉及一种复合材料使用的电感。

背景技术

PFC、BOOST这类高压的升压电感，设计时计算结构都是按照满载最大功率时设置一个最小的电感量，同时铜线的线径是需要满足最大的电流，实际上大功率的电源，基本上都不会满载工作；

同时PFC、BOOST电感都是高频工作下的磁性元器件，一般设计，磁芯有两种选择，一种是铁氧体磁芯，一种是金属磁磁芯(铁硅铝、铁硅高磁通，纳米非晶粉末)，但是使用上述采用制作的磁芯均具有各自的问题；

使用铁氧体磁芯饱和磁通密度小(0.3T)，圈数很大，需要开气隙防止磁芯饱和，铁氧体，设计总体尺寸会偏大；

使用金属磁磁芯，金属磁磁芯饱和磁通密度(铁硅铝：1.0T，铁硅：1.4T，纳米晶：1.55T)远远大于铁氧体，但是金属磁磁芯磁芯饱和是随着电流的增加，电感量时逐步下降的，为了保证在满载时电感量大于设定值，需要在0A的时候将电感设置一个很大的电感量，几乎是满载时电感量的2倍以上，造成圈数增加很大，同样造成尺寸不是非常理想，为此，我们提出一种复合材料使用的电感。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述问题，提供了一种复合材料使用的电感，减少尺寸的同时，满足电感量的要求。

本实用新型的基本方案为：一种复合材料使用的电感，由铁氧体磁芯和金属磁磁芯的复合组成磁芯整体，利用铁氧体磁芯高磁导率，获得电感量，在满载的时候，铁氧体磁芯的铁氧体饱和，利用金属磁磁芯的高饱和磁通密度的特点，继续保持设计的电感量，将与磁芯配合的线圈圈数减少，配合铁氧体作为磁路中的气隙，降低涡流损耗。

优选地，铁氧体磁芯具体为磁芯A、磁芯B，所述磁芯A、磁芯B的截面呈E形，空心柱状的线圈安装磁芯A、磁芯B的环形槽内，且磁芯A、磁芯B共同安装在同一块底座上。

优选地，金属磁磁芯具体为磁芯C，所述磁芯C至少为一块，且分布在磁芯A、磁芯B之间同时位于线圈的内侧。

优选地，多块磁芯C与磁芯A、磁芯B组成分段气隙的磁芯。

优选地，线圈的两端面均安装有用于绝缘的绝缘片。

优选地，铁氧体磁芯具体为磁芯E，金属磁磁芯具体为磁芯D，所述磁芯D的截面为具有缺口的环形，所述磁芯D、磁芯E组成空心的圆柱体。

优选地，线圈缠绕在磁芯D和磁芯E的外侧形成空心环形的线圈。

优选地，具有磁芯D、磁芯E的线圈通过胶水安装在底座上并通过胶水实现绝缘。

本实用新型的工作原理及优点在于：

1、本专利设计是考虑结合将铁氧体磁芯和金属磁磁芯的性能复合在一起，将两种磁芯结合在一起，在轻负载的时候，利用铁氧体高磁导率的特点，在极小的尺寸下可以获得较高的电感量，在满载的时候，铁氧体饱和后，利用金属磁磁芯的高饱和磁通密度的特点，继续保持设计电感量，圈数设计的时候可以减小，同时利用了铁氧体作为磁路中的气隙，铁氧体具备导磁性，可以有效地降低涡流损耗，使整体设计的铜损更低；

2、实际使用的时候，两部分材质可以对调使用，可以是外面铁氧体，也可以是气隙使用铁氧体，按照实际性能的需要进行调整；磁芯的大小，两种材质的用量都可以根据实际设计要求调整

3、该结构变压器加工简单，可以直接自动化生产，成本比常规结构更具备单价优势。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的爆炸结构图；

图3为本实用新型实施例二的结构示意图；

图4为本实用新型实施例二的爆炸结构图；

附图中涉及到的附图标记有：101、磁芯A；102、磁芯B；103、磁芯C；104、磁芯D；105、磁芯E；2、绝缘片；3、线圈；4、底座；5、胶水。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细地说明：

实施例一

如图1和2所示，一种复合材料使用的电感，铁氧体磁芯和金属磁磁芯，其中金属磁粉芯由铁硅铝、铁硅、高磁通、纳米非晶粉材料制成，将两种磁芯结合在一起，在轻负载的时候，利用铁氧体高磁导率的特点，在极小的尺寸下可以获得较高的电感量，在满载的时候，铁氧体饱和后，利用金属磁粉芯的高饱和磁通密度的特点，继续保持设计电感量，将与磁芯配合的线圈3圈数设计的时候可以减小，同时利用了铁氧体作为磁路中的气隙，铁氧体具备导磁性，可以有效地降低涡流损耗，使整体设计的铜损更低，其中，铁氧体磁芯具体为磁芯A101、磁芯B102，磁芯A101、磁芯B102的截面呈E形，空心柱状的线圈3安装磁芯A101、磁芯B102的环形槽内，且磁芯A101、磁芯B102共同安装在同一块底座4上。

具体的，金属磁磁芯具体为磁芯C103，磁芯C103至少为一块，且分布在磁芯A101、磁芯B102之间同时位于线圈3的内侧，线圈3的两端面均安装有用于绝缘的绝缘片2。

具体的，多块磁芯C103与磁芯A101、磁芯B102组成分段气隙的磁芯。

在轻负载的时候，利用磁芯A101、磁芯B102高磁导率的特点，在极小的尺寸下可以获得较高的电感量，在满载的时候，磁芯A101、磁芯B102饱和后，利用磁芯C103的高饱和磁通密度的特点，继续保持设计电感量，将与磁芯配合的线圈3圈数设计的时候可以减小，同时利用了铁氧体作为磁路中的气隙，铁氧体具备导磁性，可以有效地降低涡流损耗，使整体设计的铜损更低。

实施例二

如图3和4所示，一种复合材料使用的电感，铁氧体磁芯和金属磁磁芯，其中金属磁磁芯由铁硅铝、铁硅、高磁通、纳米非晶粉材料制成，将两种磁芯结合在一起，使用铁氧体磁芯，开气隙设置在峰值电流时，可保证设计电流，在轻负载的时候，利用铁氧体高磁导率的特点，在极小的尺寸下可以获得较高的电感量，在满载的时候，铁氧体饱和后，利用金属磁粉芯的高饱和磁通密度的特点，继续保持设计电感量，将与磁芯配合的线圈3圈数设计的时候可以减小，同时利用了铁氧体作为磁路中的气隙，铁氧体具备导磁性，可以有效地降低涡流损耗，使整体设计的铜损更低。

单独使用金属磁磁芯，由于金属磁磁芯属于均匀气隙的材料，不存在气隙引起涡流损耗，在目前常见的芯片使用频率下，磁芯损耗可以接受，缺陷是金属磁粉芯加电流属于软饱和，以输入电压范围：85V～265V 50Hz、输出电压：400Vdc、输出功率：600W、开关频率：65kHz、纹波要求：低于20％、最低电压满载效率设置：93％为例，0A～11.3A，整个区间，电感量变化非常大，如果要在11.3A的时候，满足0.58mH，那么在0A的时候，电感量可能大于1.0mH，金属磁磁芯饱和是随着电流的增加，电感量时逐步下降的，为了保证在满载时电感量大于设定值，需要在0A的时候将电感设置一个很大的电感量，几乎是满载时电感量的2倍以上，造成圈数增加很大，所以与铁氧体结合，恰好能解决上述的问题。

具体的，铁氧体磁芯具体为磁芯E105，金属磁磁芯具体为磁芯D104，磁芯D104的截面为具有缺口的环形，磁芯D104、磁芯E105组成空心的圆柱体。

具体的，线圈3缠绕在磁芯D104和磁芯E105的外侧形成空心环形的线圈3。

具体的，具有磁芯D104、磁芯E105的线圈3通过胶水5安装在底座4上并通过胶水5实现绝缘。

本实施例与实施例一的不同点在于线圈3和磁芯的结构不同，但是均能达到理想的效果，可适用于不同的设备和使用环境。

在轻负载的时候，利用磁芯E105高磁导率的特点，在极小的尺寸下可以获得较高的电感量，在满载的时候，磁芯E105饱和后，利用磁芯D104的高饱和磁通密度的特点，继续保持设计电感量，将与磁芯配合的线圈3圈数设计的时候可以减小，同时利用了铁氧体作为磁路中的气隙，铁氧体具备导磁性，可以有效地降低涡流损耗，使整体设计的铜损更低。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (8)

1.一种复合材料使用的电感，其特征在于：由铁氧体磁芯和金属磁磁芯的复合组成磁芯整体，利用铁氧体磁芯高磁导率，获得电感量，在满载的时候，铁氧体磁芯的铁氧体饱和，利用金属磁磁芯的高饱和磁通密度的特点，继续保持设计的电感量，将与磁芯配合的线圈(3)圈数减少，配合铁氧体作为磁路中的气隙，降低涡流损耗。

2.根据权利要求1所述的一种复合材料使用的电感，其特征在于：铁氧体磁芯具体为磁芯A(101)、磁芯B(102)，所述磁芯A(101)、磁芯B(102)的截面呈E形，空心柱状的线圈(3)安装磁芯A(101)、磁芯B(102)的环形槽内，且磁芯A(101)、磁芯B(102)共同安装在同一块底座(4)上。

3.根据权利要求2所述的一种复合材料使用的电感，其特征在于：金属磁磁芯具体为磁芯C(103)，所述磁芯C(103)至少为一块，且分布在磁芯A(101)、磁芯B(102)之间同时位于线圈(3)的内侧。

4.根据权利要求3所述的一种复合材料使用的电感，其特征在于：多块磁芯C(103)与磁芯A(101)、磁芯B(102)组成分段气隙的磁芯。

5.根据权利要求1所述的一种复合材料使用的电感，其特征在于：线圈(3)的两端面均安装有用于绝缘的绝缘片(2)。

6.根据权利要求1所述的一种复合材料使用的电感，其特征在于：铁氧体磁芯具体为磁芯E(105)，金属磁磁芯具体为磁芯D(104)，所述磁芯D(104)的截面为具有缺口的环形，所述磁芯D(104)、磁芯E(105)组成空心的圆柱体。

7.根据权利要求6所述的一种复合材料使用的电感，其特征在于：线圈(3)缠绕在磁芯D(104)和磁芯E(105)的外侧形成空心环形的线圈(3)。

8.根据权利要求7所述的一种复合材料使用的电感，其特征在于：具有磁芯D(104)、磁芯E(105)的线圈(3)通过胶水(5)安装在底座(4)上并通过胶水(5)实现绝缘。

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