立繞電感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及立繞電感器。立繞電感器包括：環(huán)形磁芯、線圈及介于磁芯和線圈之間起到絕緣和固定作用的絕緣骨架。環(huán)形磁芯的橫截面具有：左右兩側(cè)的與中心縱軸平行的兩條豎直切線；自兩條豎直切線與橫截面所在圓周的交點(diǎn)向環(huán)形磁芯的內(nèi)部作出的水平切線；和自橫截面的上下兩邊上距中心縱軸一距離的兩側(cè)位置起朝向環(huán)形磁芯的中心水平軸并且以遠(yuǎn)離中心縱軸的角度作出的斜切線。斜切線與水平切線的延伸線形成的銳角為15－80度。線圈是用扁平線圍繞環(huán)形磁芯立繞而成的線圈。
【專利說明】立繞電感器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電感器，尤其涉及一種立繞電感器。
【背景技術(shù)】
[0002]廣泛運(yùn)用于開關(guān)電源電路中的電感，如PFC電路、光伏逆變器電路的升壓電感，逆變器等作為高頻載頻濾波電路中的交流濾波電感等，除了需要足夠的電感量外，低損耗及良好的電磁兼容效果兼?zhèn)?，是?shí)現(xiàn)應(yīng)用電路高頻化的極其重要的手法。
[0003]為了使大電流情況下的大電感量和低成本的兼顧，減小磁芯氣隙處的漏磁控制渦流損耗，常常采用不帶宏觀物理氣隙的鐵硅、鐵硅鋁、鐵基非晶壓粉的環(huán)形磁芯進(jìn)行繞線而成，這樣的設(shè)計(jì)有效避免了大尺寸的宏觀物理氣隙而產(chǎn)生的漏磁現(xiàn)象。
[0004]圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的立繞電感器的立體圖。圖2示出現(xiàn)有技術(shù)中的立繞電感器的剖面示意圖。圖3示出現(xiàn)有技術(shù)中的立繞電感器的磁芯及其成型所用模具的示意圖。對于廣泛被采用的鐵氧體、鐵硅、鐵硅鋁、鐵基非晶壓粉磁環(huán)，環(huán)形磁芯在生產(chǎn)時(shí)，磁芯單位表面積需要施加非常高的壓力才能成型。如圖3所示，制造出磁芯302，現(xiàn)有技術(shù)中采用截面為圓形的輪胎型形狀(亦即環(huán)形)，在圓截面的左右兩側(cè)進(jìn)行切除，使兩個(gè)側(cè)面保持直線，這樣理論上講就可以通過模具壓制出來，然而這樣的形狀制造時(shí)，上模具303和下模具305不可避免地出現(xiàn)如圖所示的尖角部分304，導(dǎo)致模具極易損毀。另外，由于上模具303和下模具305的尖角部分，磁芯302較難以從上下模具脫模。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)，提供了一種具有新型磁芯結(jié)構(gòu)的立繞電感器。
`[0006]根據(jù)本發(fā)明一方面，提供了一種立繞電感器，包括:環(huán)形磁芯；線圈；以及絕緣骨架。線圈是用扁平線圍繞環(huán)形磁芯立繞而成的單層線圈。絕緣骨架介于磁芯和線圈之間并且用于絕緣和固定。環(huán)形磁芯的橫截面具有:左右兩側(cè)的與中心縱軸平行的兩條豎直切線；自兩條豎直切線與橫截面所在圓周的交點(diǎn)向環(huán)形磁芯的內(nèi)部作出的水平切線；和自橫截面的上下兩邊上距中心縱軸一距離的兩側(cè)位置起朝向環(huán)形磁芯的中心水平軸并且以遠(yuǎn)離中心縱軸的角度作出的斜切線，其中，斜切線與水平切線的延伸線形成的銳角為15 - 80度。
[0007]根據(jù)本發(fā)明又一方面，橫截面為圓形、橢圓形或多邊形。
[0008]根據(jù)本發(fā)明又一方面，豎直切線距中心縱軸的距離為大于外切圓半徑的1/3。
[0009]根據(jù)本發(fā)明又一方面，斜切線與水平切線的延伸線形成的銳角為以下的任一角度:15度、20度、30度、45度、60度、70度、80度。
[0010]根據(jù)本發(fā)明又一方面，斜切線所指的磁芯的平面是平面或凸?fàn)罨∶妗?br> [0011]根據(jù)本發(fā)明又一方面，上下兩邊是圓周弧線或多邊形連成的線。
[0012]根據(jù)本發(fā)明又一方面，磁芯的材料為導(dǎo)磁性含鐵粉末。
[0013]根據(jù)本發(fā)明又一方面，磁芯的材料為以下材料中的任一種:鐵氧體、鐵粉、鐵硅粉、鐵硅鋁粉、鐵基非晶硅類粉、鐵鎳粉。
[0014]根據(jù)本發(fā)明又一方面，線圈為以下的任一種:單一線圈；或由兩段或兩段以上的相同匝數(shù)的線圈并聯(lián)而成的線圈。
[0015]根據(jù)本發(fā)明又一方面，線圈由銅線或鋁線制成。
[0016]應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明以上的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都是示例性和說明性的，并且旨在為如權(quán)利要求所述的本發(fā)明提供進(jìn)一步的解釋。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]包括附圖是為提供對本發(fā)明進(jìn)一步的理解，它們被收錄并構(gòu)成本申請的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并與本說明書一起起到解釋本發(fā)明原理的作用。附圖中:
[0018]圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)形立繞電感器的立體圖。
[0019]圖2示出現(xiàn)有技術(shù)中的環(huán)形立繞電感器的剖面示意圖。
[0020]圖3示出現(xiàn)有技術(shù)中的環(huán)形立繞電感器的磁芯及其成型所用模具的示意圖。
[0021]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的環(huán)形立繞電感器的側(cè)面剖視圖。
[0022]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的環(huán)形立繞電感器的磁芯的截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]現(xiàn)在將詳細(xì)參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
[0024]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的立繞電感器的側(cè)面剖視圖。如圖4所示，本發(fā)明的立繞電感器包括:環(huán)形磁芯402以及線圈404。線圈404是用扁平線圍繞環(huán)形磁芯402立繞而成的單層線圈。如圖4所示，本發(fā)明采用單股扁平線的環(huán)形立繞的形式進(jìn)行繞制，由于相鄰繞線間只存在導(dǎo)線與導(dǎo)線間點(diǎn)的接觸，接觸面積幾乎為零，所以線間的寄生電容量非常??；而且這種構(gòu)造只有單層繞線，對于N匝的繞線，工作狀態(tài)即便施加線圈電壓，每匝分擔(dān)的電壓為均勻的總量的1/N，總寄生電容容量為單匝寄生電容容量的1/N。采用單層的立繞結(jié)構(gòu)，不會存在高頻層間鄰近效應(yīng)。對于圖1所示的結(jié)構(gòu)，相同導(dǎo)線截面的表面周長比圓線的大，且完全暴露在空氣中，非常有利于線圈的散熱。
[0025]由于采用截面為長方形且長寬比較大的導(dǎo)線，按照長邊垂直磁芯的方向進(jìn)行繞線，因此最為方便容易的繞線方式為圓形繞線，這樣彎曲導(dǎo)線是，繞線R角固定，比較大，不易產(chǎn)生絕緣漆皮的開裂。如圖4所示，對于相同繞線內(nèi)徑的圓形繞線，截面為圓形的環(huán)形比截面為方形的環(huán)形，空間的利用率更好，即可以放置更大的有效磁芯截面積，為此相同繞線線圈所產(chǎn)生的電感量就更大。反過來講，對于相同磁芯截面，輪胎型(亦即環(huán)形)的磁芯被繞線后，相同的匝數(shù)和導(dǎo)線線徑尺寸下，磁芯截面為圓形或者近似圓形的磁芯，所消耗的導(dǎo)體的長度最小。
[0026]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的立繞電感器的磁芯的截面示意圖。磁芯402的橫截面具有:左右兩側(cè)的與中心縱軸410平行的兩條豎直切線412 ;自兩條豎直切線412與橫截面所在圓周的交點(diǎn)414向環(huán)形磁芯402的內(nèi)部作出的水平切線416 ;和自橫截面所在圓周的上下兩邊418上距中心縱軸410 —距離的兩側(cè)位置420起朝向環(huán)形磁芯402的中心水平軸422并且以遠(yuǎn)離中心縱軸410的角度作出的斜切線424。在一個(gè)實(shí)施例中，斜切線424與水平切線416的延伸線形成的銳角為15 — 80度。由于水平切線416所指代的磁芯的平面，使得上下模具的左右兩側(cè)形成一定面積的底部平臺來取代現(xiàn)有技術(shù)的上下模具的尖角，使得上下模具的兩側(cè)有足夠的強(qiáng)度防止其發(fā)生模具破裂。而且，由于斜切線424所指代的具有相應(yīng)傾角的平面或凸?fàn)罨∶?，使得磁芯壓制時(shí)，磁芯的熱膨脹所產(chǎn)生的作用與模具對應(yīng)斜切線處的反作用力方向指向磁芯內(nèi)部的斜向下的方向，共同的應(yīng)力反作用使得壓制后的磁芯自然脫出。具備該橫截面形狀的磁芯保證環(huán)形磁芯的可生產(chǎn)性。
[0027]在一個(gè)實(shí)施例中，橫截面為圓形、橢圓形或近似圓形的多邊形。
[0028]在一個(gè)實(shí)施例中，豎直切線412距中心縱軸410的距離為為大于外切圓半徑的1/3。
[0029]在一個(gè)實(shí)施例中，斜切線與水平切線的延伸線形成的銳角為以下的任一角度:15度、20度、30度、45度、60度、70度、80度。本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，根據(jù)應(yīng)用的不同需求，該角度可以是15度至80度之間的任一值，并非僅限于上述列出的角度值，而是可以包括上述角度值附近的各種變化。例如，該角度值也可以是17.5度、50.5度等等。
[0030]在一個(gè)實(shí)施例中，斜切線424所指的磁芯的平面是平面或凸?fàn)罨∶妗?br> [0031]在一個(gè)實(shí)施例中，上下兩邊418是圓周弧線或多邊形連成的線。
[0032]在一個(gè)實(shí)施例中,磁芯的材料為導(dǎo)磁性含鐵粉末。
[0033]在一個(gè)實(shí)施例中，磁芯的材料為以下材料中的任一種:鐵氧體、鐵粉、鐵硅粉、鐵硅鋁粉、鐵基非晶硅類粉、鐵鎳粉。
[0034]在一個(gè)實(shí)施例中，線圈為單一線圈。
[0035]在另一個(gè)實(shí)施例中，線圈為由兩段或兩段以上的相同匝數(shù)的線圈并聯(lián)而成的線圈。這樣的線圈能實(shí)現(xiàn)大電流工作的需求。
[0036]在一個(gè)實(shí)施例中，線圈由銅線或鋁線制成。
[0037]本領(lǐng)域技術(shù)人員可顯見，可對本發(fā)明的上述示例性實(shí)施例進(jìn)行各種修改和變型而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。因此，旨在使本發(fā)明覆蓋落在所附權(quán)利要求書及其等效技術(shù)方案范圍內(nèi)的對本發(fā)明的修改和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種立繞電感器,包括: 環(huán)形磁芯，所述環(huán)形磁芯的橫截面具有: 左右兩側(cè)的與中心縱軸平行的兩條豎直切線； 自所述兩條豎直切線與所述橫截面所在圓周的交點(diǎn)向所述環(huán)形磁芯的內(nèi)部作出的水平切線；和 自所述橫截面的上下兩邊上距中心縱軸一距離的兩側(cè)位置起朝向所述環(huán)形磁芯的中心水平軸并且以遠(yuǎn)離中心縱軸的角度作出的斜切線， 其中，所述斜切線與所述水平切線的延伸線形成的銳角為15 — 80度；線圈，所述線圈是用扁平線圍繞所述環(huán)形磁芯立繞而成的線圈；以及 絕緣骨架，所述絕緣骨架介于所述磁芯和所述線圈之間并且用于絕緣和固定。
2.如權(quán)利要求1所述的立繞電感器，其特征在于，所述橫截面為圓形、橢圓形或多邊形。
3.如權(quán)利要求1所述的立繞電感器，其特征在于，所述豎直切線距所述中心縱軸的距離為大于所述橫截面所在圓周的半徑的1/3。
4.如權(quán)利要求1所述的立繞電感器，其特征在于，所述斜切線與所述水平切線的延伸線形成的銳角為以下的任一角度:15度、20度、30度、45度、60度、70度、80度。
5.如權(quán)利要求1所述的立繞電感器，其特征在于，所述斜切線所指的所述磁芯的平面是平面或凸?fàn)罨∶妗?br> 6.如權(quán)利要求1所述的立繞電感器，其特征在于，所述上下兩邊是圓周弧線或多邊形連成的線。
7.如權(quán)利要求1所述的立繞電感器，其特征在于，所述磁芯的材料為導(dǎo)磁性含鐵粉末。
8.如權(quán)利要求7所述的立繞電感器，其特征在于，所述磁芯的材料為以下材料中的任一種:鐵氧體、鐵粉、鐵硅粉、鐵硅鋁粉、鐵基非晶類粉、鐵鎳粉。
9.如權(quán)利要求1所述的立繞電感器，其特征在于，所述線圈為以下的任一種: 單層線圈；或 由兩段或兩段以上的相同匝數(shù)的線圈串并聯(lián)而成的線圈。
10.如權(quán)利要求9所述的立繞電感器，其特征在于，所述線圈由銅線或鋁線制成。
【文檔編號】H01F27/24GK103824674SQ201410092996
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】邵革良 申請人:田村（中國）企業(yè)管理有限公司, 株式會社田村制作所