在系統(tǒng)電路中具有阻尼功能的電感器的制造方法
【專利摘要】一種在系統(tǒng)電路中具有阻尼功能的電感器，其包含：一呈封閉磁路的非晶硅的半導(dǎo)體磁芯、一與該半導(dǎo)體磁芯結(jié)合的永久磁鐵、以及與該半導(dǎo)體磁芯搭配使用的導(dǎo)線。該半導(dǎo)體磁芯可產(chǎn)生高頻磁阻電感，其電感量隨頻率的增加而增加。所述永久磁鐵可產(chǎn)生負(fù)電感，其電感量隨頻率的增加而降低。所述永久磁鐵為強(qiáng)磁性磁鐵，其磁性強(qiáng)度達(dá)5000高斯以上為較佳。永久磁鐵直接吸附在該半導(dǎo)體磁芯上，與該半導(dǎo)體磁芯結(jié)合成一體。電感器內(nèi)的電抗會(huì)產(chǎn)生振蕩作用，消除渦電流，使高頻電能流經(jīng)該電感器時(shí)不會(huì)發(fā)生溫度升高的耗能情形。
【專利說明】在系統(tǒng)電路中具有阻尼功能的電感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電感器，尤其涉及一種在系統(tǒng)電路中具有阻尼功能的電感器。
【背景技術(shù)】
[0002]圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中的電感器I，其包含:一鐵芯10、以及一卷繞在該鐵芯10上的線圈11。鐵芯10多為猛鋅材質(zhì)或鎳鋅材質(zhì)所制成。圖1所示電感器I的電抗X1=Z π fl,其僅具有基本的電感作用。當(dāng)系統(tǒng)電路中的電能頻率過高時(shí)，電感器I會(huì)在瞬間形成導(dǎo)線，而不會(huì)產(chǎn)生電感作用。高功率的電能流經(jīng)該電感器I時(shí)，會(huì)令電感器I的溫度升高而耗能。
[0003]圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體電感器2，其包含:一呈環(huán)狀的非晶硅的半導(dǎo)體磁芯12(Nanocrytalline core)、以及穿過該非晶娃的半導(dǎo)體磁芯12上的中央通孔121的導(dǎo)線13。所述半導(dǎo)體電感器2多用于電力轉(zhuǎn)成電能的系統(tǒng)電路上，憑借磁能放大效應(yīng)，能夠?qū)㈦娏敵龆怂敵鲭娏Φ碾娏骰螂妷悍糯?，提高電能增益。圖2所示半導(dǎo)體電感器2可產(chǎn)生高頻磁阻電感，適合用在移轉(zhuǎn)高頻、高功率電能的系統(tǒng)電路上。當(dāng)高頻、高功率的電力流過半導(dǎo)體電感器2時(shí)會(huì)產(chǎn)生高熱，使半導(dǎo)體電感器2的溫度升高而耗能。實(shí)際實(shí)施中，半導(dǎo)體電感器2必須置于冷卻液(絕緣油)內(nèi)，以降低半導(dǎo)體電感器2的溫度，維持正常運(yùn)作。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種電感器，該電感器在系統(tǒng)電路中具有阻尼功能。
[0005]本實(shí)用新型提供了一種在系統(tǒng)電路中具有阻尼功能的電感器，包括:一呈封閉磁路的非晶硅的半導(dǎo)體磁芯、一與該半導(dǎo)體磁芯結(jié)合的永久磁鐵、以及與半導(dǎo)體磁芯搭配使用的導(dǎo)線；永久磁鐵直接吸附在半導(dǎo)體磁芯上，與半導(dǎo)體磁芯結(jié)合成一體；半導(dǎo)體磁芯用于產(chǎn)生高頻磁阻電感，其電感隨電能頻率的增加而增加；永久磁鐵用于產(chǎn)生負(fù)電感，其電感隨電能頻率的增加而降低。
[0006]可選的，上述在系統(tǒng)電路中具有阻尼功能的電感器中，非晶硅的半導(dǎo)體磁芯為環(huán)狀，其中央為一通孔；導(dǎo)線貫穿半導(dǎo)體磁芯的中央通孔。
[0007]可選的，上述在系統(tǒng)電路中具有阻尼功能的電感器中，導(dǎo)線卷繞在半導(dǎo)體磁芯上。
[0008]可選的，上述在系統(tǒng)電路中具有阻尼功能的電感器中，永久磁鐵的磁性強(qiáng)度在5000高斯以上。
[0009]本實(shí)用新型還提供了另一種在系統(tǒng)電路中具有阻尼功能的電感器，其鐵芯由一呈封閉磁路的非晶硅的半導(dǎo)體磁芯、一與半導(dǎo)體磁芯結(jié)合的永久磁鐵所構(gòu)成；永久磁鐵直接吸附在半導(dǎo)體磁芯上，與半導(dǎo)體磁芯結(jié)合成一體。
[0010]可選的，上述另一種在系統(tǒng)電路中具有阻尼功能的電感器中，非晶硅的半導(dǎo)體磁芯為環(huán)狀，其中央為一通孔。
[0011]可選的，上述另一種在系統(tǒng)電路中具有阻尼功能的電感器中，永久磁鐵的磁性強(qiáng)度在5000高斯以上。[0012]本實(shí)用新型提供的電感器用于正阻尼效應(yīng)時(shí)，能夠?qū)㈦娔芊糯?；用于?fù)阻尼效應(yīng)時(shí)，能夠消除渦電流。同時(shí)，電感器的電抗會(huì)產(chǎn)生振蕩作用，能夠消除渦電流，不會(huì)發(fā)生溫度升聞的耗能情形。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為第一種現(xiàn)有技術(shù)中的電感器的結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖2為第二種現(xiàn)有技術(shù)中的電感器的結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型提供的電感器的結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖4為本實(shí)用新型提供的電感器的等效電路圖；
[0017]圖5為圖4的等效電路圖；
[0018]圖6為本實(shí)用新型在交流型態(tài)的系統(tǒng)電路中做負(fù)阻尼效應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖7為本實(shí)用新型在直流型態(tài)的系統(tǒng)電路中做負(fù)阻尼效應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖8為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖9為本實(shí)用新型在系統(tǒng)電路中做正阻尼效應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0022]附圖標(biāo)記說明:1_現(xiàn)有技術(shù)中的電感器I ;2_現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體電感器2 ;3-本實(shí)用新型提供的電感器3 ;4_本實(shí)用新型提供的電感器4 ;10_鐵芯；11_導(dǎo)線；20_半導(dǎo)體磁芯；21_永久磁鐵；22_導(dǎo)線；23_導(dǎo)線；201-穿孔；30_電源輸出裝置；31_控制器；32_負(fù)載端；40_自然能源產(chǎn)生裝置；41_電堆電池；42_變頻器；43_變壓器；44_阻尼二極管；45-阻尼電容；50_電源裝置；51_高頻震蕩器；52_電容電池；LS、LS1、LS2、LP、LP1、LP2-電感。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖3所示本實(shí)用新型的實(shí)施例，本實(shí)用新型提供的電感器3，包含:一能夠構(gòu)成封閉磁路的環(huán)狀非晶娃的半導(dǎo)體磁芯20 (Nanocrystalline core)、一與該半導(dǎo)體磁芯20結(jié)合的永久磁鐵21、以及與該半導(dǎo)體磁芯20搭配使用的導(dǎo)線22。本實(shí)施例中，導(dǎo)線22穿過非晶硅的半導(dǎo)體磁芯20上的中央通孔201。所述半導(dǎo)體磁芯20可產(chǎn)生高頻磁阻電感，其電感量隨頻率的增加而增加。所述永久磁鐵21可產(chǎn)生負(fù)電感(電導(dǎo)特性)，其電感量隨頻率的增加而降低。因此，本實(shí)用新型提供的電感器在系統(tǒng)電路中的功效等效于包含有串聯(lián)電感與并聯(lián)電感的電感器，如圖4所示本實(shí)用新型的等效電路圖。圖4所示的等效電路圖等效于圖5所不的等效電路圖。圖5中，電感Ls表不圖4中串聯(lián)的電感Ls1、Ls2,其電抗為X^=2 JifLs，其電抗隨頻率的增加而增加。電感Xuj表示圖4中并聯(lián)的電感LP1、LP2，其電抗為Xlp=I/(2 Ji fLP)，其電抗隨頻率的增加而降低。
[0024]本實(shí)用新型提供的電感器3的等效電抗Xe以物理方程式表示，Xe= I Xl I = I Xls-Xlp= 2^14+1/(2^^前式中的“=”號(hào)，表示“等效”的意思。本實(shí)用新型提供的電感器3在系統(tǒng)電路中用于阻尼效應(yīng)時(shí)具有電納器的功能。本實(shí)用新型提供的電感器3用于正阻尼效應(yīng)時(shí)，能夠?qū)㈦?能放大(磁飽和)；用于負(fù)阻尼效應(yīng)時(shí)，能夠消除渦電流(磁感應(yīng))。
[0025]所述永久磁鐵21為強(qiáng)磁性磁鐵，其磁性強(qiáng)度達(dá)5000高斯以上為較佳。永久磁鐵21直接吸附在半導(dǎo)體磁芯20上，與半導(dǎo)體磁芯20結(jié)合成一體。配合圖5所示的等效電路圖。當(dāng)高頻電能流經(jīng)圖3所示的電感器3時(shí)，當(dāng)Ls的電抗為升高狀態(tài)時(shí)，Lp的電抗即為降低狀態(tài)；當(dāng)Ls的電抗為降低狀態(tài)時(shí)，Lp的電抗即為升高狀態(tài)。故該電感器3的電抗(Xw Xlp)會(huì)產(chǎn)生振蕩的作用，消除渦電流，不會(huì)發(fā)生溫度升高的耗能情形。
[0026]如圖6所示本實(shí)用新型在交流型態(tài)的系統(tǒng)電路中做負(fù)阻尼效應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)圖。所述系統(tǒng)電路中包含:一交流電源輸出裝置30、一電感器3、一控制器31 (Inverter)、一負(fù)載端32。所述電感器3如圖3所示，其在系統(tǒng)電路中做負(fù)阻尼效應(yīng)的消除涌量電流。電感器3設(shè)置在交流電源輸出裝置30與控制器31之間，并分別與交流電源輸出裝置30、控制器31之間作電氣連接。控制器31與負(fù)載端32作電氣連接。所述控制器31內(nèi)含有阻尼電容(圖中未示出)，與電感器3構(gòu)成阻尼器。阻尼電容為可與所述電感器3產(chǎn)生共振的緩沖電容器。當(dāng)高頻、高功率的電源流經(jīng)所述電感器3時(shí)，可濾除突波(濾波作用)，使電源波形不會(huì)畸變，使控制器31能夠正常地運(yùn)作，且該電感器3不會(huì)產(chǎn)生溫升現(xiàn)象。
[0027]請(qǐng)參閱圖7所示本實(shí)用新型在直流型態(tài)的系統(tǒng)電路中做負(fù)阻尼效應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)圖。所述系統(tǒng)電路中包含一自然能源產(chǎn)生裝置40、一電感器3、一電堆電池41、一變頻器42、一變壓器43。所述自然能源產(chǎn)生裝置40可以是太陽能板裝置。所述電感器3如圖3所示。電流流經(jīng)電感器3時(shí)，永久磁鐵21會(huì)產(chǎn)生負(fù)電感效應(yīng)，而使電感器3的半導(dǎo)體磁芯20產(chǎn)生快速地變電磁鐵(磁化)，以及快速地消磁作用，能夠加速對(duì)電堆電池41的充電速度。自然能源所產(chǎn)生的電力經(jīng)該電感器3時(shí)，可濾除突波(濾波作用)，以保護(hù)電堆電池41。所述系統(tǒng)電路中設(shè)置有阻尼電容45，阻尼電容45與電感器3構(gòu)成阻尼器。阻尼電容45為可與所述電感器3產(chǎn)生共振的緩沖電容器。電堆電池41充電回路中設(shè)置有一具飛輪性質(zhì)的阻尼二極管44。變頻器42與電堆電池41之間為電氣性連接。電堆電池41所輸出的電流可供變頻器42正常運(yùn)作。本系統(tǒng)電路中，電堆電池41所輸出的直流電能經(jīng)該變頻器42的處理后輸出交流電能，再經(jīng)過變壓器43轉(zhuǎn)變成可供使用端應(yīng)用的電能/電力。
[0028]如圖8所示為本實(shí)用新型提供的電感器的另一實(shí)施例。該電感器4包含:一呈環(huán)狀的非晶娃的半導(dǎo)體磁芯20(Nanocrytalline core)、一與該半導(dǎo)體磁芯20結(jié)合的永久磁鐵21、以及卷繞在該半導(dǎo)體磁芯20上的導(dǎo)線23。如圖9所示為本實(shí)用新型提供的在系統(tǒng)電路中做正阻尼效應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)圖。所述系統(tǒng)電路包含有一電源裝置50、一電感器4、一高頻振蕩器51、一電容電池52、一負(fù)載53。所述電感器4如圖8所不,在系統(tǒng)電路中作磁電放大的正阻尼效應(yīng)。所述電源裝置50所輸出的電流，經(jīng)電感器4時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁電放大效應(yīng)，在電力轉(zhuǎn)成電能時(shí)能夠產(chǎn)生放大增益的作用。其中，最大增益值發(fā)生在磁感應(yīng)飽和的狀態(tài)下。電感器4內(nèi)產(chǎn)生的振蕩作用，能夠消除渦電流，而不會(huì)發(fā)生溫度升高的耗能情形。
[0029]本實(shí)用新型相對(duì)于圖1、圖2所示現(xiàn)有技術(shù)中的電感器，主要改變了電感器的鐵芯構(gòu)成。本實(shí)用新型中的鐵芯構(gòu)成包含:一呈環(huán)狀的非晶硅的半導(dǎo)體磁芯20、一與該半導(dǎo)體磁芯20結(jié)合的永久磁鐵21，且永久磁鐵直接吸附在該半導(dǎo)體磁芯上，與半導(dǎo)體磁芯結(jié)合成一體。
[0030]本實(shí)用新型提供的電感器用于正阻尼效應(yīng)時(shí)，能夠?qū)㈦娔芊糯?；用于?fù)阻尼效應(yīng)時(shí)，能夠消除渦電流。同時(shí)，電感器的電抗會(huì)產(chǎn)生振蕩作用，能夠消除渦電流，不會(huì)發(fā)生溫度升聞的耗能情形。
[0031]以上所述為利用較佳實(shí)施例詳細(xì)說明本實(shí)用新型，而非限制本實(shí)用新型的范圍。大凡熟知此類技術(shù)的人士皆能明了，適當(dāng)作些微的改變及調(diào)整，仍將不失本實(shí)用新型的要義所在，亦不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種在系統(tǒng)電路中具有阻尼功能的電感器，其特征在于，包括:一呈封閉磁路的非晶硅的半導(dǎo)體磁芯、一與該半導(dǎo)體磁芯結(jié)合的永久磁鐵、以及與所述半導(dǎo)體磁芯搭配使用的導(dǎo)線；所述永久磁鐵直接吸附在所述半導(dǎo)體磁芯上，與所述半導(dǎo)體磁芯結(jié)合成一體；所述半導(dǎo)體磁芯用于產(chǎn)生高頻磁阻電感，其電感隨電能頻率的增加而增加；所述永久磁鐵用于產(chǎn)生負(fù)電感，其電感隨電能頻率的增加而降低。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感器，其特征在于，所述非晶硅的半導(dǎo)體磁芯為環(huán)狀，其中央為一通孔；所述導(dǎo)線貫穿所述半導(dǎo)體磁芯的中央通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感器，其特征在于，所述導(dǎo)線卷繞在所述半導(dǎo)體磁芯上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感器，其特征在于，所述永久磁鐵的磁性強(qiáng)度在5000高斯以上。
5.一種在系統(tǒng)電路中具有阻尼功能的電感器，其特征在于，其鐵芯由一呈封閉磁路的非晶硅的半導(dǎo)體磁芯、一與所述半導(dǎo)體磁芯結(jié)合的永久磁鐵所構(gòu)成；所述永久磁鐵直接吸附在所述半導(dǎo)體磁芯上，與所述半導(dǎo)體磁芯結(jié)合成一體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電感器，其特征在于，所述非晶硅的半導(dǎo)體磁芯為環(huán)狀，其中央為一通孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電感器，其特征在于，所述永久磁鐵的磁性強(qiáng)度在5000高斯以上。
【文檔編號(hào)】H01F27/24GK203562259SQ201320636286
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)明者】徐夫子, 涂杰生 申請(qǐng)人:徐夫子, 涂杰生