CN219738710U - 共模差模滤波电感 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种共模差模滤波电感，包括有磁环，其具有闭合环形的磁环本体；空心线圈，其通过设备将扁平线螺旋式卷绕成拉伸弹簧状，所述空心线圈的扁平线的径向截面呈扁平状，所述空心线圈螺旋式穿套于磁环本体上以形成半成品；圆线，其绕制在所述半成品的磁环本体上；所述圆线沿磁环本体的环形延伸方向绕制在相邻的扁平线的间隙之间，所述圆线的两端分别作为第三连接端、第四连接端。解决了大线径、小磁环无法实现绕线的设计难点，实现小磁环产品空间的有效利用，降低大功率电流热能损耗，增强产品使用可靠性，产品整体空间更小，而且，两线圈设置，实现共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号，而对线路正常传输的差模信号无影响。

Description

共模差模滤波电感

技术领域

本实用新型涉及大功率共模电感领域技术，尤其是指一种共模差模滤波电感。

背景技术

国家把提高变压器的可靠性和节能列为变压器的重点开发项目；传统的大功率PFC立绕扁平线，是在通过自动环形绕线机将线材绕在环形磁芯上以形成绕组，通常需要将磁环切割，一方面切割操作麻烦，实现困难，另一方面，切割缺口处也会造成很大的空间浪费，再者，对产品性能和漏磁会造成很大的设计难点。

对大功率PFC用自动环形绕线机将大直径圆线绕在大尺寸磁环上，在大功率电流热能损耗时，电子电路性能受线圈热能损耗影响只能采用大尺寸磁环和大直径的圆线的设计来实现管控，这样，更是会造成很大的空间尺寸浪费。如CN 107146689 A，其公开了一种新型大电流多边形截面磁环立绕电感，包括环形磁芯和由扁平线通过自动环形绕线机立绕在所述环形磁芯上的扁平线绕组。若选用小磁环，对于小磁环而言，自动环形绕线机无法实现将线材绕在环形磁芯上的动作，导致现有PFC电感采用传统设计无法解决小尺寸大功率的难题。

因此，需要研究一种新的技术方案来解决上述问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种共模差模滤波电感，其解决了大线径、小磁环无法实现绕线的设计难点，实现小磁环产品空间的有效利用，降低大功率电流热能损耗，增强产品使用可靠性，产品整体空间更小，而且，两线圈设置，实现共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号，而对线路正常传输的差模信号无影响。

为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：

一种共模差模滤波电感，包括有

磁环，其具有闭合环形的磁环本体；所述磁环本体围构形成有内部通孔；

空心线圈，其通过设备将扁平线螺旋式卷绕成拉伸弹簧状，所述空心线圈的扁平线的径向截面呈扁平状，所述空心线圈螺旋式穿套于磁环本体上以形成半成品，所述空心线圈沿磁环本体的环形延伸方向包裹于磁环本体的外部；

圆线，其绕制在所述半成品的磁环本体上；所述圆线沿磁环本体的环形延伸方向绕制在相邻的扁平线的间隙之间。

作为一种优选方案，所述圆线与扁平线同截面积大小。

作为一种优选方案，所述磁环本体为镍锌材磁环。

作为一种优选方案，所述扁平线、圆线均为铜线。

作为一种优选方案，所述空心线圈的长度方向的两端于磁环本体上相邻设置，且第一连接端、第二连接端于磁环本体上相邻设置。

作为一种优选方案，所述圆线的两端分别作为第三连接端、第四连接端，所述第三连接端、第四连接端于磁环本体上相邻设置。

作为一种优选方案，所述第一连接端、第二连接端、第三连接端、第四连接端于磁环本体上相邻设置。

作为一种优选方案，所述空心线圈的外径大于圆线绕制在磁环本体上之后的绕圈外径。

一种共模差模滤波电感的制作方法，基于前面任一项所述的共模差模滤波电感，包括有如下步骤：

步骤1、制作空心线圈：通过设备将扁平线螺旋式卷绕成拉伸弹簧状；

步骤2、将空心线圈螺旋式穿套于磁环本体上以形成半成品，所述空心线圈沿磁环本体的环形延伸方向包裹于磁环本体的环形顶面、内环面、环形底面及外环面而设置；

步骤3、将圆线沿磁环本体的环形延伸方向绕制在磁环本体上，且圆线绕制在相邻的扁平线的间隙之间。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要是采用空心线圈螺旋式穿套于磁环本体再将圆线绕制在磁环本体上扁平线的间隙处，适于截面积较大的线径及较小的磁环，来管控较低值的热能损耗，有效解决传统技术中大线径、小磁环无法实现绕线的设计难点，实现小磁环产品空间的有效利用，降低大功率电流热能损耗，增强产品使用可靠性，产品整体空间更小，而且，两线圈设置，实现共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号，而对线路正常传输的差模信号无影响。

为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型之实施例的共模差模滤波电感的分解示意图(空心线圈螺旋式穿套于磁环本体之前的状态，且圆线尚未绕制于磁环本体上)；

图2是本实用新型之实施例的空心线圈螺旋式穿套于磁环本体的过程状态示意图；

图3是本实用新型之实施例的空心线圈螺旋式穿套于磁环本体的完成状态示意图(即半成品示图)；

图4是本实用新型之实施例的圆线绕制于半成品的磁环本体的过程状态示意图；

图5是本实用新型之实施例的圆线绕制于半成品的磁环本体的完成状态示意图(为了示意更清晰，图5中将空心线圈、圆线在磁环本体上的布置紧密度显示得较稀)；

图6是本实用新型之实施例的圆线绕制于半成品的磁环本体的完成状态实物图；

图7是本实用新型之实施例的共模差模滤波电感的制作过程示意图。

附图标识说明：磁环本体10、空心线圈20、第一连接端21、第二连接端22、圆线30、第三连接端31、第四连接端32、空心线圈的外径D1、绕圈外径D2、扁平线1、第一线圈A、第二线圈B。

具体实施方式

请参照图1至图7所示，其显示出了本实用新型之实施例的具体结构。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，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。

一种共模差模滤波电感，包括有磁环、空心线圈和圆线。

所述磁环，其具有闭合环形的磁环本体10，例如：所述磁环本体10为圆环状，所述磁环本体10为镍锌材磁环。所述磁环本体10的表面包括有依次衔接的环形顶面、内环面、环形底面及外环面，所述磁环本体10围构形成有内部通孔16；所述磁环本体10的环形顶面与内环面的衔接处、内环面与环形底面的衔接处、环形底面与外环面的衔接处、外环面与环形顶面的衔接处，均设置有倒圆角导引部，以使空心线圈螺旋式穿套于磁环本体10上时更加顺畅。以及，所述磁环本体10的表面覆设有绝缘层，所述绝缘层完全覆盖环形顶面、内环面、环形底面及外环面。

所述空心线圈20，其通过设备将扁平线1螺旋式卷绕成拉伸弹簧状，其具有若干相邻衔接的螺旋部分。制作时，通过设备绕制(也指立绕)扁平线使之密绕成空心线圈20，使得空心线圈20能够均匀紧密地进行绕制，在实际生产制作时，很容易将空心线圈20均匀紧密地进行绕制，该种绕制工艺非常成熟,空心线圈20的螺旋部分的间隙及成型尺寸精度可控性非常好(可以参考现有技术中常见的拉伸弹簧制作方式，拉伸弹簧的尺寸精度可控性非常好)。所述扁平线可以为铜线等,所述空心线圈20的扁平线的径向截面呈扁平状，所述空心线圈20的扁平线的径向截面呈长方形。所述扁平线的厚度值小于扁平线的宽度值，且扁平线的厚度方向沿空心线圈的长度方向设置；所述扁平线的两端分别位于空心线圈的长度方向的两端，以分别作为第一连接端21、第二连接端22；所述空心线圈20螺旋式穿套于磁环本体10上以形成半成品，所述空心线圈20沿磁环本体10的环形延伸方向包裹于磁环本体10的环形顶面、内环面、环形底面及外环面而设置。所述空心线圈20的长度方向的两端于磁环本体10上相邻设置，且第一连接端21、第二连接端22于磁环本体10上相邻(邻近)设置。

所述圆线30，其绕制在所述半成品的磁环本体10上；所述圆线30沿磁环本体10的环形延伸方向绕制在相邻的扁平线的间隙之间，所述圆线30的两端分别作为第三连接端31、第四连接端32，所述第三连接端31、第四连接端32于磁环本体10上相邻设置。优选地，所述第一连接端21、第二连接端22、第三连接端31、第四连接端32于磁环本体10上相邻设置。所述圆线30也可选用铜线，所述圆线30与扁平线同截面积大小。所述空心线圈的外径D1大于圆线30绕制在磁环本体10上之后的绕圈外径D2。

接下来，介绍一种共模差模滤波电感的制作方法，基于前面所述的共模差模滤波电感，包括有如下步骤：

步骤1、制作空心线圈20：通过设备将扁平线1螺旋式卷绕成拉伸弹簧状；由于空心线圈20的制作技术成熟，空心线圈20的螺旋部分的间隙及成型尺寸精度可控性非常好(可以参考现有技术中常见的拉伸弹簧制作方式，拉伸弹簧的尺寸精度可控性非常好)。

步骤2、空心线圈20穿入磁环：将空心线圈20螺旋式穿套于磁环本体10上以形成半成品，所述空心线圈20沿磁环本体10的环形延伸方向包裹于磁环本体20的环形顶面、内环面、环形底面及外环面而设置。在组装时，先将空心线圈20的一端勾入磁环本体10上，然后握持空心线圈20的另一端旋转，使得空心线圈20的螺旋部分依次旋入并套设于磁环本体10上，实际操作时可以利用自动机夹住空心线圈20的另一端旋转，也可以由人工操作，一手握磁环另一手握空心线圈20的另一端旋转，其结构及操作方式十分简单、产品设计更易管控、产品组装成本低、工作效率提高、产品性能更好。将空心线圈20螺旋式穿入磁环本体10上，只需要旋转空心线圈20即可(如图2所示)，操作作用部位是位于磁环的外部，解决小规格磁环无法实现自动环形绕线机立绕扁平线的设计难点。穿套完成后，如图3所示，完成螺旋穿套操作后，在磁环本体上的空心线圈20的螺旋部分的间隙(也指散热空间)均匀，同时可将传统的磁芯窗口有效利用，结合扁平线和闭合环形的磁环本，实现小尺寸大功率设计，还可有效降低损耗，有利于更好地满足当今世界倡导的“节能环保”的主题。

步骤3、圆线30绕制于半成品的磁环本体10：将圆线30沿磁环本体10的环形延伸方向绕制在磁环本体10上，且圆线30绕制在相邻的扁平线的间隙之间。圆线30绕制操作，可以是人工或者自动机操作；空心线圈20穿套于磁环本体10上作为第一线圈A，圆线30绕制后作为第二线圈B，如此间隔设置的两组线圈(即第一线圈A和第二线圈B)，当有共模电流时，磁环中的磁通相互叠加，从而具有相当大的电感量，对共模电流起到抑制作用，而当两线圈流过差模电流时，磁环中的磁通相互抵消，几乎没有电感量，所以差模电流可以无衰减地通过，因此实现共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号，而对线路正常传输的差模信号无影响。本实用新型之共模差模滤波电感，漏感较小，但两组之间的电容值较大，两组电感值差异较小。

如图7所示，其大致显示了本实用新型之实施例的共模差模滤波电感的制作过程示意图，先是利用扁平线1立绕成空心线圈20，再将空心线圈20螺旋式穿套于磁环本体10上，再将圆线30绕制于磁环本体10上相邻的扁平线的间隙之间。

本实用新型中，第一线圈的外径大于第二线圈的外径，扁平线横截面积大，通过电流大，电流走表面，密度是圆铜线的1.5倍，同时扁平线铜损低，电阻小，温升低。扁平线采用先制成空心线圈，再将空心线圈20螺旋式穿套于磁环本体10上的方式，确保绕线均匀，性能稳定，高频特效好，在200kHz以上传导余量比普通磁环高一倍，闭环磁路，磁力泄漏小；有效节省磁环的空间利用，并解决材料以及电源设计的疑难点；也使得产品外观漂亮，产能高，绕线平整，排线整齐，不交叉，后续底座和线圈能够完美组合，效率是拉磁环的10倍，交货周期短。

本实用新型的设计重点在于，其主要是采用空心线圈螺旋式穿套于磁环本体再将圆线绕制在磁环本体上扁平线的间隙处，适于截面积较大的线径及较小的磁环，来管控较低值的热能损耗，有效解决传统技术中大线径、小磁环无法实现绕线的设计难点，实现小磁环产品空间的有效利用，降低大功率电流热能损耗，增强产品使用可靠性，产品整体空间更小，因此，具有大功率、低温升、低损耗、小体积、大电流等优势。

而且，两线圈设置，实现共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号，而对线路正常传输的差模信号无影响。

以及，其结构及生产制作方式十分简单、产品设计更易管控、产品组装成本低、工作效率提高、产品性能及可靠性更好。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种共模差模滤波电感，其特征在于：包括有

磁环，其具有闭合环形的磁环本体；所述磁环本体围构形成有内部通孔；

空心线圈，其通过设备将扁平线螺旋式卷绕成拉伸弹簧状，所述空心线圈的扁平线的径向截面呈扁平状，所述空心线圈螺旋式穿套于磁环本体上以形成半成品，所述空心线圈沿磁环本体的环形延伸方向包裹于磁环本体的外部；

圆线，其绕制在所述半成品的磁环本体上；所述圆线沿磁环本体的环形延伸方向绕制在相邻的扁平线的间隙之间。

2.根据权利要求1所述的共模差模滤波电感，其特征在于：所述圆线与扁平线同截面积大小。

3.根据权利要求1所述的共模差模滤波电感，其特征在于：所述磁环本体为镍锌材磁环。

4.根据权利要求1所述的共模差模滤波电感，其特征在于：所述扁平线、圆线均为铜线。

5.根据权利要求1所述的共模差模滤波电感，其特征在于：所述空心线圈的长度方向的两端于磁环本体上相邻设置，且第一连接端、第二连接端于磁环本体上相邻设置。

6.根据权利要求5所述的共模差模滤波电感，其特征在于：所述圆线的两端分别作为第三连接端、第四连接端，所述第三连接端、第四连接端于磁环本体上相邻设置。

7.根据权利要求6所述的共模差模滤波电感，其特征在于：所述第一连接端、第二连接端、第三连接端、第四连接端于磁环本体上相邻设置。

8.根据权利要求1所述的共模差模滤波电感，其特征在于：所述空心线圈的外径大于圆线绕制在磁环本体上之后的绕圈外径。