CN2501166Y

CN2501166Y - 复合式电感器

Info

Publication number: CN2501166Y
Application number: CN 01223685
Authority: CN
Inventors: 王万勋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2001-05-10
Publication date: 2002-07-17
Anticipated expiration: 2011-05-10

Abstract

一种复合式电感器,包括一磁心装置及一缠绕在磁心装置外部的绕线;磁心装置包括有一第一磁心与一第二磁心。第一磁心由可导磁的材料制成并弯成预定形状,其具有二间隔相对的末端。第二磁心由不同于第一磁心的可导磁材料制成,并弯成与第一磁心对应的形状,且叠结在第一磁心的上方,第二磁心具有二个间隔相对的末端。本电感器能以较低材料成本获得较高电流与电感值特性。

Description

复合式电感器

本实用新型涉及一种电感器，特别是涉及一种具有数个磁心叠合互感的复合式电感器。

一般电感器会随需求特性，如频率、电流、体积、电感值等的差异而有所不同，通常电感器的组成主要是在一个可导磁的磁心外部绕以可导电的导线构成。电感器所使用的磁心，常见以卷绕、冲片、叠片、压铸、射出等加工方式制成直杆状、环状、EI形状相对、EE形状相对及各种对称形状。

制造磁心的材料必须就电感器所需的工作频率、电流、电感值的高低或体积大小等，而作较适当的选择，例如电感器使用在较低频情况下如8～400Hz，其磁心常使用的材料为“硅钢”。

在中频情况如10kHz，可采用“镍钢”制成的磁心。在50kHz以上的高频情况，磁心可使用铁粉材料、金属合金材料、非晶材料、超微晶材料等。以往，电感器的磁心都是针对所需的工作特性来选择适用的材料，再以该材料所制成的磁心制成电感器。

通常电感器使用越低频特性的磁心时，其具有较高的导磁率，与较低的工作电流。相反地，当电感器使用越高频的磁心时，其若具有较高的工作电流，便会具有较低的导磁率。然而，有些特制材料，例如非晶、超微晶等，兼具有高导磁率、高电流的特性，但是相当昂贵。

电感器中缠绕在磁心外部的导线，其匝数(圈数)的多寡会直接关系到电感值的大小，在相同条件下，当绕线匝数越多时，电感器的电感值会越大。相反，当绕线的匝数越少，电感器的电感值会越小。

一般而言，使用在越高频的磁心材料价格会越贵，也就是说使用在中频的磁心材料的价格会比使用在高频的材料便宜，使用在低频的磁心材料又比使用在中频的磁心材料便宜，当电感器使用较便宜的磁心材料时，如果想要较大的电感值时，其线圈的匝数必须非常多，造成体积增大，有时甚至难以在预定直径大小的环形磁心外部缠绕上所需匝数的导线。因此，当设计者在所设计的电感器想要具有高电感值与高电流的特性时，通常必须在增大体积或选用较昂贵的磁心材料上作抉择。此外，当所设计的电感器，想要具有其他特性时，也须受限于材料条件的选择。

本实用新型的目的在于提供一种针对不同工作特性的需求，可不受单一材料条件的限制的复合式电感器，例如可以较低材料成本获得较高电流与电感值特性的复合式电感器。

为达到上述目的，本实用新型采取如下技术措施：

本实用新型的复合式电感器，包括一磁心装置及一以预定匝数缠绕在磁心装置外部的可导电绕线；磁心装置包括有至少由两种不同材料的磁心，第一磁心、第二磁心；

第一磁心由可导磁的材料制成并弯成预定形状，第一磁心具有二个间隔相对的末端，二末端间并共同界定出一个间隙；

第二磁心由不同于第一磁心的可导磁材料制成，并弯成与第一磁心对应的形状，且叠结在第一磁心的上方，第二磁心具有二间隔相对的末端，二末端间并共同界定出一个间隙。

其中：所述第一、第二磁心的两末端所分别界定出的间隙，呈上下切齐状。

其中：所述磁心装置还包括一个固定接合在所述第一磁心所界定出的间隙、第二磁心所界定出的间隙及第一、第二磁心间的绝缘体。

其中：所述磁心装置还包括一个可导磁的第三磁心；第三磁心弯成与所述第二磁心对应的形状，并叠结在第二磁心的上方，第三磁心具有二间隔相对的末端，二末端间并共同界定出一个间隙。

其中：所述第一、第二、第三磁心的两末端所分别界定出的间隙，呈上下切齐状。

其中：所述磁心装置还包括一个固定接合在所述第一磁心所界定出的间隙、第二磁心所界定出的间隙、第三磁心所界定出的间隙及第一、第二、第三磁心间的绝缘体。

下面通过实施例及附图对本实用新型的复合式电感器进行详细说明，附图中：

图1是本实用新型复合式电感器的第一实施例的立体组合示意图。

图2是本实用新型复合式电感器的第二实施例的立体组合示意图。

如图1所示，本实用新型复合式电感器的第一实施例包括一个磁心装置2及一个缠绕在磁心装置2外部的可导电绕线3。

磁心装置2包括有一个第一磁心21、一个第二磁心22及一个介于第一、第二磁心21、22间的绝缘体23。

第一磁心21由可导磁的材料制成，并弯成预定形状，其具有二个间隔相对的末端211，二末端211间并共同界定出一个间隙。本实施例中第一磁心21设计成圆环形，并以可导磁的硅钢材料制成，但是第一磁心21的形状，并不以圆环形为限制。

第二磁心22由不同于第一磁心21的可导磁材料所制成，并弯成与第一磁心21相对应的形状，第二磁心22叠结在第一磁心21的上方，且第二磁心22具有二个间隔相对的末端221，二末端221间并共同界定出一个间隙。第二磁心22两末端221所界定出的间隙，与上述第一磁心21两末端211所界定出的间隙相对应地上下切齐，这样，可减少磁损。但是，第一、第二磁心21、22所界定出的间隙，并不以相互切齐为绝对必要。

绝缘体23填布地固定接合在第一磁心21两末端211所界定出的间隙、第二磁心22两末端221所界定出的间隙及第一、第二磁心21、22间，绝缘体23可采用环氧树脂。借由绝缘体23填布在第一磁心21两末端211间的间隙与第二磁心22两末端221间的间隙，可使该等间隙的大小被固定，以避免绕线3在缠绕过程中改变了间隙的大小。

绕线3可使用导电线材如铜线，并在铜线外部预浸绝缘漆所制成，绕线3以预定匝数缠绕在由第一磁心21、第二磁心22及绝缘体23所结合而成的磁心装置2的外部。在绕线3缠绕于磁心装置2外部以前，可先在磁心装置2的外表面缠绕被覆一层胶带后，再将绕线3缠绕在胶带外部，一方面可使绕线3在缠绕过程具有较佳的定位效果，一方面可避免绕线3直接与磁心装置2接触摩擦。

利用上述构件，由于磁心装置2包括有相叠结并分别使用不同导磁材料的第一、第二磁心21、22，使整体磁心装置2的导磁率产生折衷效果，但是，在电流方面却可取得较大电流的特性，此一结果使得整体复合式电感器能以较低成本，设计出具有较高电感值与高电流的特性。

关于本实施例的这一特性的优点，可经由和一般使用单一种材料的磁心作比较而了解其间的差异。先以电感器分别单独使用硅钢与铁粉制成的磁心为例，其电流分别约在1.5安培与5安培，导磁率的比较，是硅钢磁心的导磁率较高(导磁系数μi约为10000左右)、铁粉磁心的导磁率较低(导磁系数μi约为75左右)。接着再以本实施例中同时采用硅钢材料的第一磁心21与铁粉材料的第二磁心22相叠结后的磁心装置2为例，该磁心装置2的电流约5安培、导磁率是硅钢磁心与铁粉磁心的导磁率的折衷，使得本实施例可以较低的材料成本设计出具有高电流与高导磁率(电感值)特性的电感器。也就是说，虽然以往电感器可采用单一材料的非晶材料磁心，设计出比单独采用铁粉或硅钢磁心具有较高电流、较高导磁率(电感值)的电感器，但是，采用单一材料的成本将远较本实施例的电感器为高。

本实施例中利用由硅钢磁心与铁粉磁心相叠结的磁心装置2，使整体复合式电感器所设计出的电感值能达到1mH，以相同绕线匝数和以往采用单一硅钢材料的磁心相比较，采用单一硅钢材料的磁心所能提供的电感值约在0.2mH，因此，其间的差距非常大。自然，如果本实施例的复合式电感器，只想设计具有0.2mH电感值的电感器，所需的绕线匝数便会远少于以往单一磁心材料电感器所需的导线匝数。

本实施例的复合式电感器的使用范畴，可用作功率因数电路(power factor circuit，缩略为PFC)中的扼流圈，另外，也可使用在电源供应器、个人电脑、不间断供电电源、变频器、监视器等。而不同的使用对象有不同的工作特性需求，本实用新型便可针对不同工作特性的需求，可不受单一材料的限制，利用两种特性不同的材料，以两磁心复合结构，由两磁心自感与互感的交递作用，共同具有两磁心各自的特性。

本实用新型复合式电感器的第二实施例，如图2所示，其中与第一实施例相同处不再多作说明，该复合式电感器包括有一个磁心装置4及一个缠绕在磁心装置4外部的可导电绕线5。

磁心装置4包括由下而上相叠结的第一磁心41、第二磁心42、第三磁心43及一个介于第一、第二、第三磁心41、42、43间的绝缘体44。

第一、第二、第三磁心41、42、43中，至少有一个磁心所使用的导磁材料是不同于其它二磁心，例如第一磁心41使用硅钢、第二磁心42使用铁粉、第三磁心43使用硅钢，这样，同样可使该复合式电感器的设计能以较低材料成本，获得所预期的高电流与高电感值的特性，当然，第一、第二、第三磁心41、42、43也可采用三种不同的导磁材料。可视所需工作特性做选择性搭配。

绝缘体44固定接合在第一磁心41两末端所界定出的间隙、第二磁心42两末端所界定出的间隙、第三磁心43两末端所界定出的空隙及第一、第二、第三磁心41、42、43间。

绕线5是以预定匝数缠绕在由第一磁心41、第二磁心42、第三磁心43及绝缘体43所结合而成的磁心装置4的外部。

借上述构件，由于磁心装置4包括有相叠结的三个磁心41、42、43，并至少有两个磁心采用不同的导磁材料，使整体磁心装置4的导磁率能产生预定的折衷效果，且在电流方面可取得较大电流特性，使得整体磁心装置4能以较低材料成本获得高电感值与高电流的特性。

与现有技术相比，本实用新型具有如下效果：

综观上述，本实用新型确实能提供一种复合式电感器，借其磁心装置中以两种不同导磁材料的磁心相叠结的组成构造，而针对不同工作特性的需求，可不受单一材料条件的限制，仍能达到所需的工作特性，例如达到以较低材料成本获得较高电流与电感值特性，所以的确非常实用与进步。

Claims

1、一种复合式电感器，包括一磁心装置及一以预定匝数缠绕在磁心装置外部的可导电绕线；其特征在于：磁心装置包括有至少由两种不同材料的磁心，第一磁心、第二磁心；

2、如权利要求1所述的复合式电感器，其特征在于：所述第一、第二磁心的两末端所分别界定出的间隙，呈上下切齐状。

3、如权利要求1所述的复合式电感器，其特征在于：所述磁心装置还包括一个固定接合在所述第一磁心所界定出的间隙、第二磁心所界定出的间隙及第一、第二磁心间的绝缘体。

4、如权利要求1所述的复合式电感器，其特征在于：所述磁心装置还包括一个可导磁的第三磁心；第三磁心弯成与所述第二磁心对应的形状，并叠结在第二磁心的上方，第三磁心具有二间隔相对的末端，二末端间并共同界定出一个间隙。

5、如权利要求4所述的复合式电感器，其特征在于：所述第一、第二、第三磁心的两末端所分别界定出的间隙，呈上下切齐状。

6、如权利要求4所述的复合式电感器，其特征在于：所述磁心装置还包括一个固定接合在所述第一磁心所界定出的间隙、第二磁心所界定出的间隙、第三磁心所界定出的间隙及第一、第二、第三磁心间的绝缘体。