CN220208713U - 一种分裂电感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分裂电感器，属于电感结构技术领域，包括：内绝缘套筒、外绝缘套筒、两个线圈以及4个导电连接件；内绝缘套筒和外绝缘套筒由内向外同轴套设，在内绝缘套筒和外绝缘套筒之间形成环形的感应空间；两个导电连接件设置于感应空间轴向的一端，另外两个导电连接件设置于感应空间轴向的另一端；两个线圈绕制成螺线管形，敷设于感应空间内；每一个线圈的两端分别与一个导电连接件的端面焊接相连；导电连接件与线圈连接的端面为与线圈绕向一致的弧形面。本实用新型能够在不影响线圈绕线方式的情况下使导电连接件与线圈完全贴合，有效防止分裂电感器中线圈与连接件之间出现松动、脱落或变形的情况，提高分裂电感的可靠性和安全性。

Description

一种分裂电感器

技术领域

本实用新型属于电感结构技术领域，更具体地，涉及一种分裂电感器。

背景技术

开关器件是脉冲功率电源中的重要器件，开关器件的性能直接影响到输出脉冲波的上升时间、幅值等参数。分裂电感器是一种非常常见的电器元件，通常包含两个螺旋绕制的线圈，它可以在电路中产生感应电流，进而产生磁耦合效应。分裂电感器常被用于开关器件中，以利用其内部的磁耦合效应，使外部两个并联的开关支路之间形成一个磁场平衡，从而保证两组电容器放电时的电流峰值和开通时刻高度同步，因此，保证分裂电感器的性能和稳定性，对于保证开关器件及相关电路的性能而言，是极其重要的。

电感器中，线圈两端需要与导电连接件相连，这使得电感器中普遍存在接头处易脱落、变形的问题，特别是在大电流产生较大的电动力时，线圈与连接在接头处更容易发生脱落、变形等糟糕情况。

针对这一问题，在授权公告号为“CN209747308U”的专利文件中，提出了一种电感器，其所提出的电感器中，在导电连接件上开设凹槽，线圈通过该凹槽与导电连接件连接，通过该结构设计，一定程度上能够加强电感器的连接稳定性，并避免导电连接件的松动、脱落或变形。但是，电感器中的线圈是呈螺旋形绕制的，而该凹槽结构与线圈的连接面仍为平面，与线圈原有的形状不匹配，会影响线圈的绕线方式，使得线圈与导电连接件的凹槽连接后发生一定程度的形变，一方面，不利于线圈与导电连接件的完全贴合，另一方面，在形变的反作用下，仍可能发生松动、脱落等情况。此外，设置有凹槽结构的导电连接件加工工艺较为复杂。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本实用新型提供了一种分裂电感器，其目的在于，有效防止分裂电感器中线圈与连接件之间出现松动、脱落或变形的情况，提高分裂电感的可靠性和安全性。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种分裂电感器，包括：内绝缘套筒、外绝缘套筒、两个线圈以及4个导电连接件；

内绝缘套筒和外绝缘套筒由内向外同轴套设，在内绝缘套筒和外绝缘套筒之间形成环形的感应空间；

4个导电连接件中，两个导电连接件设置于感应空间轴向的一端，另外两个导电连接件设置于感应空间轴向的另一端；

两个线圈绕制成螺线管形，敷设于感应空间内；每一个线圈的两端分别与一个导电连接件的端面相连，且不同的线圈连接不同的导电连接件；

导电连接件与线圈连接的端面为与线圈绕向一致的弧形面。

进一步地，两个线圈通过螺旋交错环绕的方式绕制成螺线管形。

进一步地，线圈为空心线圈。

进一步地，内绝缘套筒和外绝缘套筒之间填充有第一绝缘材料。

进一步地，第一绝缘材料为环氧树脂。

进一步地，内绝缘套筒由环氧玻璃丝或环氧布带绕制而成；外绝缘套筒由环氧玻璃丝或环氧布带绕制而成。

进一步地，导电连接件与外绝缘套筒的接触面上设置有螺孔，且外绝缘套筒上对应位置处也设置有螺孔，相对应的螺孔之间通过螺栓连接。

进一步地，导电连接件和外绝缘套筒上对应的螺孔内筒填充有第二绝缘材料。

进一步地，所述第二绝缘材料为环氧树脂。

进一步地，导电连接件由紫铜制成。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：

(1)本实用新型提供的分裂电感器，其中，导电连接件与线圈连接的端面为与线圈绕向一致的弧形面，由此能够在不影响线圈绕线方式的情况下与线圈完全贴合，能更好保证线圈与导电连接件的焊接质量，有效防止分裂电感器中线圈与连接件之间出现松动、脱落或变形的情况，提高分裂电感的可靠性和安全性。

(2)本实用新型提供的分裂电感器，其中的线圈通过螺旋交错环绕的方式绕制成螺线管形，基于该绕线方式，每一层的导线都与上一层的导线相互错开，提高了分裂电感线圈的耦合系数。

(3)本实用新型提供的分裂电感器，其中的线圈为空心线圈，由此能够减少铁芯的损耗，提高分裂电感的效率和感值稳定性，并降低分裂电感的体积和重量，节省材料和成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的分裂电感器的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的分裂电感器的爆炸图；

图3为本实用新型实施例提供的导电连接件的结构示意图；

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或者结构，其中：

1-外绝缘套筒，2-内绝缘套筒，3-导电连接件，4-螺孔，5-线圈，6-弧形面。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本实用新型中，本实用新型及附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

为了有效防止分裂电感器中线圈与连接件之间出现松动、脱落或变形的情况，提高分裂电感的可靠性和安全性，本实用新型提供了一种分裂电感器，其整体思路在于：将导电连接件与线圈连接的端面改进为与线圈绕向一致的弧形面，从而在不影响线圈绕线方式的情况下与线圈完全贴合，最大程度上保证线圈与导电连接件之间的连接稳定性，并更好保证线圈与导电连接件的焊接质量。

以下为实施例。

实施例1：

一种分裂电感器，如图1和图2所示，包括：外绝缘套筒1、内绝缘套筒2、2个线圈5以及4个导电连接件3；

内绝缘套筒2和外绝缘套筒1由内向外同轴套设，在内绝缘套筒2和外绝缘套筒1之间形成环形的感应空间；

4个导电连接件3中，2个导电连接件3设置于感应空间轴向的一端，另外2个导电连接件3设置于感应空间轴向的另一端；

2个线圈5绕制成螺线管形，敷设于感应空间内；每一个线圈5的两端分别与一个导电连接件3的端面相连，且不同的线圈连接不同的导电连接件；

导电连接件3与线圈5连接的端面为与线圈绕向一致的弧形面6；如图3所示，该弧形面的设计，使得导电连接件3的厚度从一侧向另一侧逐渐减小，由于该弧形面6与线圈5绕向一致，可以在不改变线圈绕线方式的情况下，使线圈5与弧形面6完全贴合，有效增强了线圈5与导电连接件3之间的连接稳定性，且弧形面6足够大，便于线圈5与其进行稳固连接，有效避免线圈5与导电连接件3之间出现松动、脱落等情况，此外，相比于凹槽结构，该弧形面6易于加工。

为便于解释，将2个线圈分别记为第一线圈和第二线圈，将4个导电连接件分别记为第一导电连接件、第二导电连接件、第三导电连接件和第四导电连接件，第一导电连接件和第三导电连接件设置于同一端，第二导电连接件和第四导电连接件设置于同一端，本实施例中，线圈与导电连接件之间的连接关系具体为：第一线圈的两端分别与第一导电连接件和第二导电连接件的弧形面相连接，第二线圈的两端分别与第二导电连接件和第四导电连接件的弧形面相连接。

可选地，本实施例中，线圈5与导电连接件3的弧形面6之间具体通过焊接的方式连接，弧形面的设计增大了焊接的面积，提高了焊接点的机械强度,焊接点更牢固。

如图2所示，本实施例中的两个线圈5具体通过螺旋交错环绕的方式绕制成螺线管形，基于该绕线方式，每一层的导线都与上一层的导线相互错开，从而减少了相邻导线之间的磁耦合，提高了分裂电感线圈的品质因数和稳定性。

作为一种优选的实施方式，本实施例中，各线圈5均为空心线圈；一方面，空心线圈能够减少铁芯的损耗，提高分裂电感的效率和稳定性；另一方面，空心线圈可以降低分裂电感的体积和重量，节省材料和成本。应当说明的是，空心线圈仅为一种优选的实施方式，不应理解为对本实用新型的为一限定，在本实用新型其他的一些实施例中，在损耗、效率等满足应用需求的情况下，也可直接采用实心线圈。

作为进一步优选的实施方式，本实施例中，2个线圈5的相邻匝之间还安插有绝缘垫片(图中未示出)，由此可以提高线圈的稳定性和耐热性，减少线圈之间的摩擦和磨损，延长线圈的使用寿命。此外，绝缘垫片使得线圈整体具有良好的绝缘性能和机械强度，能够有效地防止线圈之间的电气短路和机械损伤。绝缘垫片还可以改善线圈的散热效果，降低空心线圈的温升，提高空心线圈的效率和可靠性。

为了保证线圈5与外界充分绝缘，本实施例中，内绝缘套筒2和外绝缘套筒1之间还填充有环氧树脂，相比于其他绝缘材料，环氧树脂的绝缘性更好，且具有耐腐蚀、稳定性强的优点，利用环氧树脂填充，可以保证分裂电感器具有更优的性能。环氧树脂具体可通过真空灌注工艺进行填充。需要说明的是，在本实用性型其他的一些实施例中，也可以使用绝缘灌封胶等其他绝缘材料进行填充。

作为一种优选的实施方式，本实施例中，外绝缘套筒1和内绝缘套筒2，均采用环氧玻璃丝或环氧布带缠绕而成，由此使得分裂电感器具有较高的机械强度和耐热性，能够承受高温和高压的工作环境，同时，还具备较好的化学稳定性和耐腐蚀性，能够抵抗各种化学物质和环境因素的影响，保持绝缘层的完整性。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，导电连接件3面向外绝缘套筒1的面，为与外绝缘套筒1内表面相一致的圆弧面，导电连接件3面向内绝缘套筒2的面，为与内绝缘套筒2外表面相一致的圆弧面，这使得导电连接件可以较好地卡在内绝缘套筒2与外绝缘套筒1之间的感应空间中，从而保证线圈在高压大电流产生的电动力不会导致电感损坏，从而提高了分裂电感器的可靠性和耐久性。

为了进一步保证导电连接件能够稳定地设置在感应空间中，如图3所示，导电连接件3与外绝缘套筒1的接触面上设置有螺孔4，并且，如图1和图2所示，外绝缘套筒1上对应位置处也设置有螺孔4，相对应的螺孔4之间通过螺栓连接。为了进一步保证线圈与外界之间的绝缘性，本实施例中，在导电连接件3和外绝缘套筒1上对应的螺孔4内筒填充有第二绝缘材料，可选地，本实施例中，该第二绝缘材料具体为环氧树脂。在其他可选的一些实施例中，还可以使用硅橡胶等其的绝缘材料。

在实际应用中，导电连接件可以选用合适的导电材料制成，综合考虑导电性、稳定性、成本等因素之后，作为一种可选的实施方式，本实施例中，导电连接件具体使用紫铜制成。

本实施例所提供的分裂电感器，两个线圈的同一端所连接的导电连接件引出端子可作为两个输入端，例如，第二导电连接件和第四导电连接件分别形成两个输入端，第一导电连接件与第三导电连接件通过铜排电连接实现汇流，作为输出端。容易理解的是，输入端与输出端之间距离尽量远，防止绝缘距离不够发生内部击穿。

本实施例所提供的分裂电感器，可用于开关器件中。开关器件是脉冲功率电源中的重要器件，开关器件的性能直接影响到输出脉冲波的上升时间、幅值等参数。脉冲功率电源要求开关器件要求具有响应快、损耗小、承受电压高、传导电流大、稳定性高、电感低、工作电压调节方便、结构简单坚固、寿命长、造价经济等特点。由于，串联半导体开关可以耐高压，并联半导体开关可以提高通流能力，因此通过两组串联起来的开关管组件再并联起来组成开关器件，从而实现耐高压和大通流能力，满足开关通流能力。当多半导体器件并联时，由于模拟器件工艺上的不一致性，导致每个半导体器件具有离散性，如每个模块开通、关断时间、饱和压降和内部芯片杂散电感等不尽相同；同时外部的铜排杂散电感，电流回路无法做到完全一致，这就决定了并联的半导体器件不可能完全同时开通、同时关断，很难保证开关模块的电流均衡。当均流特性差的时候，流过电流较大的开关模块就会因为发热严重而最先损坏，降低设备寿命。因此，串联开关器件必须配合均压电路，并联开关器件之间必须采用均流电路。在目前已知的各种并联开关器件均流措施中，除了采用门极强触发、选择开通时间参数基本一致的开关管来构成并联组件这类与器件本身性能相关的措施外，也可以利用外接器件达到均流的目的，使多个并联开关管回路每时刻的电流基本一致，保证电磁感应的均匀性和力学的一致性。

脉冲电源的瞬态均流宜采用本实用新型提供的分裂电感器实现。分裂电感的作用是利用电感器内部的磁耦合效应，使两个并联的开关支路之间形成一个磁场平衡，从而保证两组电容器放电时的电流峰值和开通时刻高度同步。分裂电感器的四个端子中，两个输入端分别连接在相邻的两个开关支路上，另两个输出端连接在调波电感的高压母线上。分裂电感器既能实现反向电压的产生，又能起到电感的作用。在设计放电回路时，需要根据电容器保护、回路间能量一致性和开关并联均流的要求，综合考虑分裂电感的参数选择，同时还要注意电感的加工误差控制和工艺可实现性。分裂电感器摆放时，与铜排相互垂直设置，使其方便连接不同的开关管。

容易理解的是，当分裂电感器中线圈数量发生变化时，设置相应数量的导电连接件，并参考本实施例的描述，进行线圈的绕制，并根据线圈的绕制设置导电连接件的位置即可。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种分裂电感器，其特征在于，包括：内绝缘套筒、外绝缘套筒、两个线圈以及4个导电连接件；

所述内绝缘套筒和所述外绝缘套筒由内向外同轴套设，在所述内绝缘套筒和所述外绝缘套筒之间形成环形的感应空间；

所述4个导电连接件中，两个导电连接件设置于所述感应空间轴向的一端，另外两个导电连接件设置于所述感应空间轴向的另一端；

所述两个线圈绕制成螺线管形，敷设于所述感应空间内；每一个线圈的两端分别与一个导电连接件的端面相连，且不同的线圈连接不同的导电连接件；

所述导电连接件与线圈连接的端面为与线圈绕向一致的弧形面。

2.如权利要求1所述的分裂电感器，其特征在于，所述两个线圈通过螺旋交错环绕的方式绕制成螺线管形。

3.如权利要求2所述的分裂电感器，其特征在于，所述线圈为空心线圈。

4.如权利要求1～3任一项所述的分裂电感器，其特征在于，所述内绝缘套筒和所述外绝缘套筒之间填充有第一绝缘材料。

5.如权利要求4所述的分裂电感器，其特征在于，所述第一绝缘材料为环氧树脂。

6.如权利要求1～3任一项所述的分裂电感器，其特征在于，所述内绝缘套筒由环氧玻璃丝或环氧布带绕制而成；所述外绝缘套筒由环氧玻璃丝或环氧布带绕制而成。

7.如权利要求1～3任一项所述的分裂电感器，其特征在于，所述导电连接件与所述外绝缘套筒的接触面上设置有螺孔，且所述外绝缘套筒上对应位置处也设置有螺孔，相对应的螺孔之间通过螺栓连接。

8.如权利要求7所述的分裂电感器，其特征在于，所述导电连接件和所述外绝缘套筒上对应的螺孔内筒填充有第二绝缘材料。

9.如权利要求1～3任一项所述的分裂电感器，其特征在于，所述导电连接件由紫铜制成。