CN219512934U - 一种组合式磁芯新型高性能扁平线立绕差模电感 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合式磁芯新型高性能扁平线立绕差模电感，包括磁芯上下颚和与磁芯上下颚连接的铁硅磁粉中柱，所述铁硅磁粉中柱上立绕设置有扁平线圈形成电感，所述扁平线圈上下端通过环氧树脂板与磁芯上下颚隔离，所述磁芯上下颚包括位于两端的铁硅磁粉芯和位于中间的铁基非晶块，铁硅磁粉芯与铁基非晶块拼接形成磁芯上下颚，较比传统的方案，在电感同样的体积下，使用更少的匝数达到等同性能，实现低铁损、低铜损、高性能，节省电感整个PCB布线空间，产品外观及性能一致性非常好，从而提升整机实现高性能。

Description

一种组合式磁芯新型高性能扁平线立绕差模电感

技术领域

本实用新型涉及差模电感技术领域，尤其是涉及一种组合式磁芯新型高性能扁平线立绕差模电感。

背景技术

差模电感是一种对差模高频干扰的感抗大的电感，也称差模扼制线圈。差模电感器磁芯材料有3种。铁硅铝磁粉芯的单位体积成本最低，因此最适合制作民用差模电感器。铁镍50和铁镍钼磁粉芯的价格远远高于铁硅铝磁粉芯，更适合军用和一些对体积和性能要求高的场合，差模电感在交流电频率一定的情况下，电感量越大，对交流电的阻碍能力越大，电感量越小，其阻碍能力越小。在电感量一定的情况下，交流电的频率越高，电感对交流电的阻碍能力也越大，频率越低，电感对交流电的阻碍能力越小。也就是说，电感有阻止交流电通过而让直流电通过的特性。理想中的电感是一个纯净的电感，它没有电容的成份可让交流电通过，也没有电阻可让直流电通过，也没有损耗，那么不论它的电感量大小，都可以完全阻止交流电的通过。

通常一般会要求差模电感轻载与重载感量要求较高，以抑制电源产生的谐波，目前常规设计均为铁硅或者铁硅铝组合，铁硅或者铁硅铝磁导率均为26-125u，此材料磁导率限制，提高轻载感量只能增加磁芯截面积或者绕组匝数，这样无非增加电感体积与成本。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种组合式磁芯新型高性能扁平线立绕差模电感，较比传统的方案，在电感同样的体积下，使用更少的匝数达到等同性能，实现低铁损、低铜损、高性能，节省电感整个PCB布线空间，产品外观及性能一致性非常好，从而提升整机实现高性能。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种组合式磁芯新型高性能扁平线立绕差模电感，包括磁芯上下颚和与磁芯上下颚连接的铁硅磁粉中柱，所述铁硅磁粉中柱上立绕设置有扁平线圈形成电感，所述扁平线圈上下端通过环氧树脂板与磁芯上下颚隔离，所述磁芯上下颚包括位于两端的铁硅磁粉芯和位于中间的铁基非晶块，铁硅磁粉芯与铁基非晶块拼接形成磁芯上下颚。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述铁基非晶块与铁硅磁粉芯之间通过环氧树脂单组分胶粘合固定，所述磁芯上下颚与铁硅磁粉中柱之间通过环氧树脂单组分胶粘合固定，所述磁芯上下颚与铁硅磁粉中柱之间垫有绝缘纸。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述铁硅磁粉中柱外表面包裹设置有两层NOMEX隔离线圈。

作为本实用新型的一种优选技术方案，在所述磁芯上下颚中间横向截面积中，所述铁基非晶块占比截面积30％-50％。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述磁芯上下颚横截面为跑道型或长方形。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述铁硅磁粉中柱的横截面为圆形、椭圆形或方形。

与现有技术相比，本实用新型能达到的有益效果是：

通过采用两块铁硅磁粉芯夹住铁基非晶块拼接组成磁芯上下颚，用于差模电感，在光伏单项或者三相电输出端应用时，较比传统的方案，在电感同样的体积下，使用更少的匝数达到等同性能，实现低铁损、低铜损、高性能，节省电感整个PCB布线空间，当采用紧凑结构时可优先选用此方案，匝间分布电容更小，产品外观及性能一致性非常好，从而提升整机实现高性能。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型磁芯上下颚与铁硅磁粉中柱的连接示意图；

图3为本实用新型磁芯上下颚的爆炸图。

其中：1、铁基非晶块；2、铁硅磁粉芯；3、铁硅磁粉中柱；4、NOMEX隔离线圈；5、环氧树脂板；6、扁平线圈。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型，但下述实施例仅仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

参阅图1～3所示，本实用新型提供一种组合式磁芯新型高性能扁平线立绕差模电感，包括磁芯上下颚和与磁芯上下颚连接的铁硅磁粉中柱3，所述铁硅磁粉中柱3上立绕设置有扁平线圈6形成电感，所述扁平线圈6上下端通过环氧树脂板5与磁芯上下颚隔离，所述磁芯上下颚包括位于两端的铁硅磁粉芯2和位于中间的铁基非晶块1，铁硅磁粉芯2磁导率在26-125μ，铁基非晶块1的磁导率在1000μ左右，铁硅磁粉芯2与铁基非晶块1拼接形成磁芯上下颚，经过推算，较比原先单一铁硅磁粉芯2作为磁芯上下颚，磁芯轻载感量可增加大约20％，重载性能推算可提高大约10％，磁芯组合能使差模电感性能更高，PCB布线空间更小，实现低铜损，低温升、重量轻，体积小，高性能等优势，从而综合降低整机成本。

非晶是一种新型软磁合金材料，它采用国际先进的超急冷技术将熔融金属以每秒百万度的速度直接冷却，形成厚度为25-35μm的非晶体薄带，得到原子排列组合上具有短程有序，长程无序特点的非晶合金组织，在微观结构上完全不同于传统的金属和合金材料。因此，在物理性能、化学性能、机械性能等诸多方面具有传统金属材料无可比拟的优异特性。另外，在制备工艺方面也完全不同于传统的冶金工艺，由钢液一步制成非晶薄带，省去了传统冶金工艺中的铸、锻、中问退火、轧制等多道工序，节省了大量能源，且无污染物排放，非晶合金被誉为环保、节能、高效的新型绿色材料；

铁基非晶带材具有超微细晶粒结构，以其高的磁导率、高饱和磁感、低铁损和优良的稳定性，满足了当今电子产品向中高频化、大电流、小型化、节能化方向发展的需要。

优选的，所述铁基非晶块1与铁硅磁粉芯2之间通过环氧树脂单组分胶粘合固定，所述磁芯上下颚与铁硅磁粉中柱3之间通过环氧树脂单组分胶粘合固定，所述磁芯上下颚与铁硅磁粉中柱3之间垫有绝缘纸。

优选的，所述铁硅磁粉中柱3外表面包裹设置有两层NOMEX隔离线圈。

优选的，在所述磁芯上下颚中间横向截面积中，所述铁基非晶块1占比截面积30％-50％；因铁基非晶原材料成本略高于铁硅，磁芯上下颚使用铁硅与铁基非晶块两种搭配组合，使用铁基非晶完全能弥补铁硅损耗高以及直流偏置衰减大因素，且磁芯上下颚的磁导率可以根据需求调整。

优选的，所述磁芯横截面为上下颚为跑道型或长方形。

优选的，所述铁硅磁粉中柱3的横截面为圆形、椭圆形或方形。

以下为传统方案与创新方案数据对比：

1.已值磁芯Ae值9.54cm²，有效磁路长度22.38cm,电感绕组匝数为22匝，电流180A,磁导率60μ。

2.根据感量L推算：0.4π*μ(磁导率)*N²(匝数)*Ae(磁芯截面积)*10^-2/Le(磁路长度)，

传统方案感量推算：0.4*3.14*60*22*22*9.54*10^-2/22.38＝155.4μH，

创新方案，因为铁基非晶磁导率较高，偏置能力强，磁芯损耗低，可将上下颚与中柱之间垫绝缘纸降低磁芯磁导率，

创新方案感量推算：0.4*3.14*60*22*22*9.54*10^-2/22.38＝155.4μH。

3.根据H磁场强度推算:0.4*π*I(电流)*N(匝数)＝0.4*3.14*180*22/22.38＝222.2Hoe。

4.传统方案在180A下感量保留52％感值＝155.4*52％＝80.8μH，

5.而创新方案在180A下感量保留72％感值＝155.4*80％＝124.4μH，

推算出铁基非晶与铁硅重载下对应数值，创新方案数据明显大于原方案。

通过采用两块铁硅磁粉芯2夹住铁基非晶块1拼接组成磁芯上下颚，用于差模电感，在光伏单项或者三相电输出端应用时，较比传统的方案，在电感同样的体积下，较比传统电感能使用更少的匝数达到等同性能，实现低铁损、低铜损、高性能，节省电感整个PCB布线空间，当采用紧凑结构时可优先选用此方案，匝间分布电容更小，产品外观及性能一致性非常好，从而提升整机实现高性能。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种组合式磁芯新型高性能扁平线立绕差模电感，包括磁芯上下颚和与磁芯上下颚连接的铁硅磁粉中柱(3)，其特征在于：所述铁硅磁粉中柱(3)上立绕设置有扁平线圈(6)形成电感，所述扁平线圈(6)上下端通过环氧树脂板(5)与磁芯上下颚隔离，所述磁芯上下颚包括位于两端的铁硅磁粉芯(2)和位于中间的铁基非晶块(1)，铁硅磁粉芯(2)与铁基非晶块(1)拼接形成磁芯上下颚。

2.根据权利要求1所述的一种组合式磁芯新型高性能扁平线立绕差模电感，其特征在于：所述铁基非晶块(1)与铁硅磁粉芯(2)之间通过环氧树脂单组分胶粘合固定，所述磁芯上下颚与铁硅磁粉中柱(3)之间通过环氧树脂单组分胶粘合固定，所述磁芯上下颚与铁硅磁粉中柱(3)之间垫有绝缘纸。

3.根据权利要求1所述的一种组合式磁芯新型高性能扁平线立绕差模电感，其特征在于：所述铁硅磁粉中柱(3)外表面包裹设置有两层NOMEX隔离线圈。

4.根据权利要求1所述的一种组合式磁芯新型高性能扁平线立绕差模电感，其特征在于：在所述磁芯上下颚中间横向截面积中，所述铁基非晶块(1)占比截面积30％-50％。

5.根据权利要求1所述的一种组合式磁芯新型高性能扁平线立绕差模电感，其特征在于：所述磁芯上下颚横截面为跑道型或长方形。

6.根据权利要求1所述的一种组合式磁芯新型高性能扁平线立绕差模电感，其特征在于：所述铁硅磁粉中柱(3)的横截面为圆形、椭圆形或方形。