磁耦合电感器及其磁芯制造技术

本发明专利技术涉及磁耦合电感器及其磁芯。本发明专利技术的磁芯包括：上板和下板，上板和下板的每一个均由位于正中的具有第一磁导率的中间部分以及具有第二磁导率的左侧部分和右侧部分构成；分别套于磁耦合电感器的两个线圈内部的两个第一磁芯柱，每个第一磁芯柱的高度等于上板和下板之间的距离；及位于两个线圈外的左右两侧的两个第二磁芯柱，每个第二磁芯柱的高度等于上板和下板之间的距离，深度等于上板和下板的深度。两个第二磁芯柱的外边缘分别与上板和下板的左边缘和右边缘对齐并且与上板和下板一起形成纵截面为矩形的磁耦合电感器。第一磁芯柱具有第一磁导率，第二磁芯柱具有大于第一磁导率的第二磁导率。本发明专利技术实现了高磁耦合特性及良好的直流偏置特性。

【技术实现步骤摘要】
磁耦合电感器及其磁芯
本专利技术涉及电路领域，尤其涉及根据交错工作原理工作的磁耦合电感器及其磁-!-HΛ ο
技术介绍
在耦合电感的设计中，发表的论文以及学术报告里采用常见的E型磁芯设计，缺少对磁芯的结构优化。
技术实现思路
针对现有技术中的上述缺陷，本专利技术提供了一种根据交错工作原理工作的磁耦合电感器及其磁芯。根据本专利技术一方面,提供了一种磁稱合电感器的磁芯,包括:上板和下板，上板和下板的每一个均由位于正中的具有第一磁导率的中间部分以及具有第二磁导率的左侧部分和右侧部分构成； 分别套于磁稱合电感器的两个线圈内部的两个第一磁芯柱，每个第一磁芯柱的高度等于上板和下板之间的距离；以及位于两个线圈外的左右两侧的两个第二磁芯柱，每个第二磁芯柱的高度等于上板和下板之间的距离，深度等于上板和下板的深度，其中，两个第二磁芯柱的外边缘分别与上板和下板的左边缘和右边缘对齐并且与上板和下板一起形成纵截面为矩形的磁耦合电感器，其中，第一磁芯柱具有第一磁导率，第二磁芯柱具有大于第一磁导率的第二磁导率。根据本专利技术又一方面，左侧部分和右侧部分的横截面积等于第二磁芯柱的横截面积，中间部分的左边缘与位于左侧的线圈的左侧对齐，以及中间部分的右边缘与位于右侧的线圈的右侧对齐。[0011 ] 根据本专利技术又一方面，中间部分的左边缘与位于左侧的第一磁芯柱的中心对齐、右边缘与位于右侧的第一磁芯柱的中心对齐，左侧部分的右边缘与位于左侧的第一磁芯柱的中心对齐，以及右侧部分的左边缘与位于右侧的第一磁芯柱的中心对齐。根据本专利技术又一方面，中间部分的左边缘与位于左侧的第一磁芯柱的左侧对齐、右边缘与位于右侧的第一磁芯柱的右侧对齐，左侧部分的右边缘与位于左侧的第一磁芯柱的左侧对齐，以及右侧部分的左边缘与位于右侧的第一磁芯柱的右侧对齐。根据本专利技术又一方面，上板和下板的左侧部分与位于左侧的第二磁芯柱一体成型，上板和下板的右侧部分与位于右侧的第二磁芯柱一体成型。根据本专利技术又一方面，第一磁导率为第二磁导率的1.2倍以上。根据本专利技术又一方面，第一磁芯柱的纵截面积大于第二磁芯柱的纵截面积。根据本专利技术又一方面，中间部分由一块或两块板构成。根据本专利技术又一方面,第一磁芯柱和第二磁芯柱的横截面为以下形状中的任一种:正方形、矩形、三角形、圆形、椭圆形。根据本专利技术还有一方面，提供了一种磁耦合电感器，包括:两个线圈；以及磁芯，磁芯包括:上板和下板，上板和下板的每一个均由位于正中的具有第一磁导率的中间部分以及具有第二磁导率的左侧部分和右侧部分构成；分别套于两个线圈内部的两个第一磁芯柱，每个第一磁芯柱的高度等于上板和下板之间的距离；以及位于两个线圈外的左右两侧的两个第二磁芯柱，每个第二磁芯柱的高度等于上板和下板之间的距离，深度等于上板和下板的深度，其中，两个第二磁芯柱的外边缘分别与上板和下板的左边缘和右边缘对齐并且与上板和下板一起形成纵截面为矩形的磁耦合电感器，其中,第一磁芯柱具有第一磁导率，第二磁芯柱具有大于第一磁导率的第二磁导率。应当理解，本专利技术以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本专利技术提供进一步的解释。【附图说明】包括附图是为提供对本专利技术进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本专利技术的实施例，并与本说明书一起起到解释本专利技术原理的作用。附图中:图1 (a)示出根据本专利技术第一实施例的磁耦合电感器的立体图。图1 (b)示出根据本专利技术第一实施例的磁耦合电感器的纵截面示意图。图1 (c)示出根据本专利技术第一实施例的磁耦合电感器的立体分解图。图2示出根据本专利技术第二实施例的磁耦合电感器的纵截面示意图。图3(a)示出根据本专利技术第三实施例的磁耦合电感器的纵截面示意图。图3(b)示出根据本专利技术第三实施例的磁耦合电感器的纵截面在一工作状态下的磁通流动示意图。图3(c)示出根据本专利技术第三实施例的磁耦合电感器的纵截面在另一工作状态下的磁通流动示意图。【具体实施方式】现在将详细参考附图描述本专利技术的实施例。磁耦合电感器的两个线圈左右对称分布来对应两相交错工作模式。互感磁路(图1(b)竖线阴影线所示)和自感磁路(图1(b)斜线阴影线所示)也为左右对称分布。为了保证高磁耦合系数同时又具有良好的直流偏置性能，采用多种不同磁导率的磁芯来构成。在本专利技术中，使用低磁导率磁芯来作为自感，而采用高磁导率磁芯来作为互感磁路。在两相交错电路中设计的电感器具有如下特点:磁路横截面成方块形，由4根磁柱构成，其中线圈处于中央两根磁柱位置。并且两个线圈产生磁动势为相互抵消方向。中央两根磁柱以及相关磁路采用高磁导率材料构成，左右两侧磁柱以及相关磁路采用低磁导率磁芯构成，中央高磁导率和低磁导率两种材料的磁导率比为1.2以上。图1 (a)示出根据本专利技术第一实施例的磁耦合电感器100的立体图。图1 (b)示出根据本专利技术第一实施例的磁耦合电感器100的纵截面示意图。图1(c)示出根据本专利技术第一实施例的磁耦合电感器100的立体分解图。参考图1 (a)、图1(b)和图1 (C)，磁耦合电感器100包括:两个线圈110 ;以及磁芯。磁芯包括:上板130和下板140 ;分别套于两个线圈110内部的两个第一磁芯柱122 ；以及位于两个线圈110外的左右两侧的两个第二磁芯柱124。上板130由位于正中的具有第一磁导率的中间部分136以及具有第二磁导率的左侧部分132和右侧部分134构成。下板140由位于正中的具有第一磁导率的中间部分146以及具有第二磁导率的左侧部分142和右侧部分144构成。每个第一磁芯柱122的高度等于上板130和下板140之间的距离。每个第二磁芯柱124的高度等于上板130和下板140之间的距离，深度等于上板130和下板140的深度。两个第二磁芯柱124的外边缘分别与上板130和下板140的左边缘和右边缘对齐并且与上板130和下板140 —起形成纵截面为矩形的磁耦合电感器100。第一磁芯柱122具有第一磁导率,第二磁芯柱124具有大于第一磁导率的第二磁导率。上板130的左侧部分132和右侧部分134的横截面积等于第二磁芯柱124的横截面积，下板140的左侧部分142和右侧部分144的横截面积也等于第二磁芯柱124的横截面积。上板130的中间部分136和下板140的中间部分146的左边缘与位于左侧的线圈110的左侧对齐。上板130的中间部分136和下板140的中间部分146的右边缘与位于右侧的线圈110的右侧对齐。上板130的左侧部分132、下板140的左侧部分142与位于左侧的第二磁芯柱124一体成型，形成图1(c)所示的一个磁芯124’，即图1(b)左侧的斜线阴影线所示部分。上板130的右侧部分134、下板140的右侧部分144与位于右侧的第二磁芯柱124 —体成型，形成图1(c)所示的一个磁芯124’，即图1(b)右侧的斜线阴影线所示部分。在一实施例中,第一磁导率为第二磁导率的1.2倍以上。在一实施例中,第一磁芯柱122的纵截面积大于第二磁芯柱124的纵截面积。在一实施例中，上板130的中间部分136和下板140的中间部分146分别由一块板构成。在另一实施例中，中间部分136’和146’分别由两块板构成，如图1(c)的分解图所示。在一实施例中，第一磁芯柱122和第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁耦合电感器的磁芯，包括：上板和下板，上板和下板的每一个均由位于正中的具有第一磁导率的中间部分以及具有第二磁导率的左侧部分和右侧部分构成；分别套于所述磁耦合电感器的两个线圈内部的两个第一磁芯柱，每个所述第一磁芯柱的高度等于所述上板和所述下板之间的距离；以及位于所述两个线圈外的左右两侧的两个第二磁芯柱，每个所述第二磁芯柱的高度等于所述上板和所述下板之间的距离，深度等于所述上板和所述下板的深度，其中，两个所述第二磁芯柱的外边缘分别与所述上板和所述下板的左边缘和右边缘对齐并且与所述上板和所述下板一起形成纵截面为矩形的所述磁耦合电感器，其中，所述第一磁芯柱具有第一磁导率，所述第二磁芯柱具有大于所述第一磁导率的第二磁导率。

【技术特征摘要】
1.一种磁稱合电感器的磁芯，包括: 上板和下板，上板和下板的每一个均由位于正中的具有第一磁导率的中间部分以及具有第二磁导率的左侧部分和右侧部分构成； 分别套于所述磁耦合电感器的两个线圈内部的两个第一磁芯柱，每个所述第一磁芯柱的高度等于所述上板和所述下板之间的距离；以及 位于所述两个线圈外的左右两侧的两个第二磁芯柱，每个所述第二磁芯柱的高度等于所述上板和所述下板之间的距离，深度等于所述上板和所述下板的深度， 其中，两个所述第二磁芯柱的外边缘分别与所述上板和所述下板的左边缘和右边缘对齐并且与所述上板和所述下板一起形成纵截面为矩形的所述磁耦合电感器， 其中，所述第一磁芯柱具有第一磁导率，所述第二磁芯柱具有大于所述第一磁导率的第二磁导率。2.如权利要求1所述的磁芯，其特征在于， 所述左侧部分和所述右侧部分的横截面积等于所述第二磁芯柱的横截面积， 所述中间部分的左边缘与位于左侧的线圈的左侧对齐，以及 所述中间部分的右边缘与位于右侧的线圈的右侧对齐。3.如权利要求1所述的磁芯，其特征在于， 所述中间部分的左边缘与位于左侧的第一磁芯柱的中心对齐、右边缘与位于右侧的第一磁芯柱的中心对齐， 所述左侧部分的右边缘与位于左侧的第一磁芯柱的中心对齐，以及 所述右侧部分的左边缘与位于右侧的第一磁芯柱的中心对齐。4.如权利要求1所述的磁芯，其特征在于， 所述中间部分的左边缘与位于左侧的第一磁芯柱的左侧对齐、右边缘与位于右侧的第一磁芯柱的右侧对齐， 所述左侧部分的右边缘与位于左侧的第一磁芯柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：江明，邵革良，
申请(专利权)人：田村中国企业管理有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31