一种电感器，包括：长的磁芯；被缠绕在所述芯周围的线圈；以及隔离部件，其将所述线圈从所述芯分隔开，以在所述线圈和所述芯之间提供冷却剂通道。所述冷却剂通道可以包括空气通道，所述空气通道基本上平行于所述芯的轴延伸、并且具有分别邻近所述芯的第一端和第二端的第一开口和第二开口。所述线圈可以包括单独绝缘的导线的捻束。可以将所述导线容纳在耐通量的室中，即导电铝结构，其承受涡流而具有相对可接受的电阻损耗。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电磁装置，尤其涉及电感器。
技术介绍
高功率变换器的应用，例如基于PWM不间断电源(UPS)，可能需要低电感/高电流电感器用于功率变换电路，例如整流器和逆变器。在这样的应用中，可能希望保持达到3倍均方根额定电流的有效电感。工作电流可能既包括50/60Hz的功率分量又包括高频脉动电流。常规的电感器设计包括闭合的磁通路和有隙的(分开并散布的)芯设计。环形设计可能需要复杂的绕组设计，并且芯热可能会残留在这种复杂的绕组中。绕组热还可能会增加芯的温度，而在这种设计中难以保持内绕组冷却。有隙的EE/EI或UU/UI设计通常包括具有大空隙的大芯体。冷却的困难常常驱使使用铁氧体芯，由于更大的芯体积，这可能会导致成本昂贵。还可以使用开放的磁通路(例如，空芯)。简单的空芯设计可能会占用大的体积以达到需要的电感，从而可导致高的线圈电阻和损耗。多层可扩大表面趋肤和邻近效应损耗，并且可阻碍内层的冷却。损耗通常超出可接受的水平，并且返回的磁通路(通过周围空气)可能会不利地影响附近的物品。逃逸的辐射场可能会提高EMI水平，而相邻的敏感电子电路可能又会不利地响应该EMI。
技术实现思路
根据本专利技术的一些实施例，一种电感器，包括长的磁芯。将线圈缠绕在所述芯周围。隔离部件将所述线圈从所述芯分隔开，以在所述线圈和所述芯之间提供冷却剂通道。例如，所述冷却剂通道可以包括空气通道，所述空气通道基本上平行于所述芯的轴延伸、并且具有分别邻近所述芯的第一端和第二端的第一开口和第二开口。所述线圈可以包括单独绝缘的导线的捻束，其可以减少表面趋肤和/或邻近效应损耗。可以将所述导线容纳在耐通量(flux-tolerant)的室中，即导电铝结构，其承受涡流而具有相对可接受的电阻损耗。在本专利技术的一些实施例中，所述隔离部件包括线圈架，所述线圈架支撑其内的磁芯；并且，所述线圈包括被缠绕在所述线圈架周围的线圈，使得所述线圈架将所述线圈从所述磁芯分隔开，以提供所述冷却剂通道。所述线圈架可包括第一互锁架和第二互锁架，所述第一互锁架和第二互锁架被构成为支撑二者之间的的所述磁芯。例如，所述磁芯可包括磁性材料(例如铁氧体和/或粉状铁)的矩形棒，其中，所述第一架和第二架被构成为与磁性材料的矩形棒的各个侧面接合，并且将所述线圈绕所述第一架和所述第二架缠绕。根据本专利技术的另一些实施例，一种电感器包括长的磁芯；线圈架，所述线圈架保持其内的磁芯；以及线圈，所述线圈包括被缠绕在所述线圈架周围的多圈导线。所述线圈架定位所述线圈的导线，使得在所述线圈和所述芯之间提供冷却剂通道。所述冷却剂通道可包括空气通道，所述空气通道基本上平行于所述芯的轴延伸、并且具有分别邻近所述芯的第一端和第二端的第一开口和第二开口。在本专利技术的另一些实施例中，一种电感器包括长的磁性材料棒；线圈架，所述线圈架被构成为保持其内的磁性材料棒；以及线圈，所述线圈包括单独绝缘的导线捻束，其被以多圈缠绕在所述线圈架周围。所述线圈架定位所述线圈的导线，使得在所述磁性材料棒和所述线圈之间提供冷却剂通道。所述冷却剂通道可包括空气通道，所述空气通道基本上平行于所述磁性材料棒的轴延伸、并且具有分别邻近所述磁性材料棒的第一端和第二端的第一开口和第二开口。本专利技术的一些实施例的可能优点包括降低的芯成本和更低的绕组成本和/或损耗。在芯和线圈之间提供冷却剂通道可提供更好的冷却，并可减少芯和线圈之间的热耦合。使用导线的捻束可减少趋肤和邻近效应损耗。根据本专利技术的一些实施例的电感器可以被最佳地配对，以减少远场强度并提高净电感量。附图说明图1示出根据本专利技术的一些实施例的电感器；图2示出可与图1所示的电感器一起使用的导线捻束；图3-5分别是根据本专利技术的另一些实施例的电感器的透视图、端视图和分解图；图6是示出根据本专利技术另一些实施例的安装在置于UPS功率变换器模块中的耐通量室中的电感器的透视图；图7和图8示出了根据本专利技术的一些实施例的电感器的示例性模拟磁通量分布。具体实施例方式现在将参考附图来描述本专利技术的具体示例性的实施例。然而，本专利技术可以以多种不同的形式实施，并且不应认为受限于本文所阐述的实施例；而是，对于本领域的技术人员来说，提供这些实施例，使得本公开的内容是完整的、彻底的，并且全面地表达本专利技术的范围。在附图中，相同的标号表示相同的元件。应该明白，当一元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，该元件可以直接连接或耦合到另一元件，或者可以存在中间元件。在本专利技术的一些实施例中，电感器包括磁性材料芯，所述磁性材料例如铁氧体或粉状铁。以螺线管结构将线圈缠绕在芯上，并且与芯间隔一定的间隙，该间隙足以允许例如空气的冷却剂沿芯的长度循环。优选使用导线束缠绕该线圈，所述导线束包括被捻在一起成螺旋形绳的单独绝缘的股线，即没有在常规的Litz线中存在的复合捻线。线圈优选限于一层或两层，使得每层线圈可直接暴露于冷却剂。可以将导线容纳在耐通量室中，例如可减少由于电感器产生的涡流而引起的欧姆放热的导电铝外壳。图1示出根据本专利技术的一些实施例的电感器100。电感器包括由磁性材料构成的长芯110，该芯110周围缠绕有线圈120。通过一个或多个隔离部件130将线圈120从芯110隔开，从而限定芯110和线圈120之间的冷却剂通道140。在该图示的实施例中，冷却剂通道140基本上平行于芯的纵轴105，并且具有第一开口140a和第二开口140b，所述的第一开口140a和第二开口140b分别靠近芯110的第一端110a和第二端110b。除了其它的以外，这种结构可提供对芯110和线圈120的有效冷却。如图2所示，可使用单独绝缘的导线122的捻束来缠绕线圈120。这种导线122可按例如简单的螺旋方式捻在一起。根据本专利技术的各种实施例，芯、线圈和隔离部件结构每个都可采用各种不同的物理结构。例如，导线可具有圆柱形、矩形、椭圆体形或其它形式的芯。隔离部件可具有不同于图1所示的棒形的多种其它不同形状中的任何形状。例如，如图3-5所示，隔离部件可包括线圈架结构，该线圈架结构保持磁芯，并提供这样的框架，所述框架在其上可以使线圈与芯隔开地支撑所述线圈，以提供沿图1所示的线的冷却剂通道。这种线圈架结构还可有利于安装。图3-5示出根据本专利技术的另一些实施例的电感器300。电感器300包括由磁性材料(例如，铁氧体、粉状铁等)以矩形棒310的形式构成的芯，在该芯周围缠绕有线圈320，该线圈320包括串联的第一重叠线圈320a和第二重叠线圈320b。线圈320由线圈架330支撑，该线圈架包括互锁的第一塑料架330a和第二塑料架330b，其被构成为分别与棒310的第一侧和第二侧接合，使得将棒310保持在线圈架330中。线圈架330使线圈320与棒310隔开，从而在棒310和线圈320的侧面之间提供冷却剂(例如，空气)通道340。参考图5中的分解图，线圈320的层320a、320b被绝缘套筒350分隔开，并且棒310由第一部件310a和第二部件310b形成。所述架330a、330b中的每个都包括由肋334限定的接收部分332，所述肋334被构成为接合棒310的边缘。所述架330a、330b还包括安装脚336，以提供对电感器300的安装，所述安装脚被构成为接合片状金属板或类似表面中的狭缝。在具有图3-5所示的结构的示例本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电感器，包括：长的磁芯；被缠绕在所述芯周围的线圈；以及隔离部件，其将所述线圈从所述芯分隔开，以在所述线圈和所述芯之间提供冷却剂通道。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-6-26 60/482,806;US 2004-5-14 10/846,2441.一种电感器，包括长的磁芯；被缠绕在所述芯周围的线圈；以及隔离部件，其将所述线圈从所述芯分隔开，以在所述线圈和所述芯之间提供冷却剂通道。2.根据权利要求1所述的电感器，其中所述冷却剂通道包括空气通道，所述空气通道基本上平行于所述芯的轴延伸、并且具有分别邻近所述芯的第一端和第二端的第一开口和第二开口。3.根据权利要求1所述的电感器其中所述隔离部件包括线圈架，所述线圈架支撑其内的所述磁芯；以及其中所述线圈包括被缠绕在所述线圈架周围的线圈，使得所述线圈架将所述线圈从所述磁芯分隔开，以提供所述冷却剂通道。4.根据权利要求3所述的电感器，其中所述线圈架包括第一互锁架和第二互锁架，所述第一互锁架和第二互锁架被构成为支撑其之间的所述磁芯。5.根据权利要求4所述的电感器，其中所述磁芯包括磁性材料的矩形棒，其中所述第一架和第二架被构成为与所述磁性材料的矩形棒的各个侧面接合，并且其中所述线圈被缠绕在所述第一架和所述第二架周围。6.根据权利要求3所述的电感器，其中所述线圈在所述线圈架上仅包括一层或两层线圈。7.根据权利要求6所述的电感器，其中所述线圈包括第一线圈，其被缠绕在所述线圈架周围；以及第二线圈，其被缠绕在所述第一线圈周围，并且与所述第一线圈串联地电耦合。8.根据权利要求7所述的电感器，还包括被置于所述第一线圈和所述第二线圈之间的绝缘套筒。9.根据权利要求6所述的电感器，其中所述第一线圈与所述冷却剂通道直接相邻。10.根据权利要求1所述的电感器，其中所述线圈包括一束单独绝缘的导线，所述导线被捻成基本螺旋形的形式。11.根据权利要求1所述的电感器，其中所述线圈包括仅一层或两层线圈。12.根据权利要求1所述的电感器，其中所述线圈包括第一线圈，其最靠近所述磁芯；以及第二线圈，其被缠绕在所述第一线圈周围，并且与所述第一线...
【专利技术属性】
技术研发人员：GW小奥顿，LW曾，LV莱纳姆，
申请(专利权)人：伊顿动力品质公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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