一种采用堆叠磁芯的电感制造技术

本实用新型专利技术公开了一种采用堆叠磁芯的电感，属于电感技术领域。电感具体结构包括相同且堆叠放置的多个磁芯，以及绕制在所述多个磁芯上的绕组。本实用新型专利技术采用堆叠磁芯设计的电感结构，可以降低电感损耗；同时可以实现设计较优的磁芯大小，进而实现较优的电路设计，降低成本。低成本。低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种采用堆叠磁芯的电感


[0001]本技术涉及电感
，具体为一种采用堆叠磁芯的电感。

技术介绍

[0002]电感是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。电感器的结构类似于变压器，但只有一个绕组。电感器一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁芯等组成。线圈绕组由漆包线绕制而成，漆包线彼此互相绝缘，绕组有单层和多层之分。磁芯材料可以选取磁粉芯、硅钢片、铁氧体、非晶等材料，在实际应用中，可根据电感的工作频率和电流电压大小，对比各种材料的数据手册中的损耗曲线图以及成本等，选取适用于工作条件的最优材料。
[0003]在电路中，电感的体积较大，为了提高电路的功率密度，需要提高电感频率，减小电感、变压器等元件的体积。但随着频率的增加，电感的磁芯损耗会增加，且由于绕组的趋肤效应和邻近效应的影响使得绕组损耗更大，总损耗增大，使得电路的效率降低。因此在高频工作下，优化电感结构以减小电感的损耗，提高电路效率很重要。
[0004]现有技术中，常用的单个磁芯的电感或者单个磁芯的电感串联而成的电感，为了达到预定的电感量，通常需要绕组匝数比较大，使得绕组长度比较长，导致电感损耗增多，电路效率降低；另外，在实际应用中，当采用AP法选择磁芯时，磁芯的大小必须比AP法，即面积乘积法计算出的电感磁芯大，当市面上没有与所需磁芯大小很相近的磁芯时，只能选更大的磁芯，造成浪费。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的缺陷和改进需求，本技术提供了一种采用堆叠磁芯的电感，其目的在于，在避免磁芯浪费的情况下，减小高频工作下电感的损耗，提高电路的效率。
[0006]一种采用堆叠磁芯的电感，包括：相同且堆叠放置的多个磁芯，以及绕制在所述多个磁芯上的绕组。
[0007]进一步地，所述多个磁芯同轴设置。
[0008]进一步地，所述磁芯的材料为铁硅铝、铁氧体、硅钢片或非晶材料。
[0009]进一步地，所述绕组采用多股并绕的方式绕制在磁芯上。
[0010]进一步地，在磁芯外侧绕制有一层绕组，磁芯内侧绕制有两层绕组。
[0011]进一步地，所述绕组是漆包线、利兹线、铜箔或PCB绕组。
[0012]进一步地，所述多个磁芯里面有导热材料。
[0013]进一步地，所述导热材料为环氧树脂灌封胶。
[0014]总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
[0015]1、本技术采用堆叠磁芯设计的电感结构，相比单个磁芯串联来说，在达到相同电感量时，可以减少绕组长度，从而减小绕组损耗，进而降低电感损耗，从而提高电路的效率。
[0016]2、根据本技术设计的堆叠磁芯的电感结构，通过若干个小的磁芯堆叠可以得
到所需较优的磁芯大小，实现较优的电路设计。在实际应用中，磁芯的大小必须比AP法，即面积乘积法计算出的电感磁芯大，当市面上没有与所需磁芯大小很相近的磁芯时，本技术的设计可以避免只能选更大的磁芯造成浪费的问题。
[0017]3、本技术采用磁芯外侧一层绕组，磁芯内侧两层绕组的结构，可以减少绕组间分布电容的影响，同时减小磁场强度，减小损耗。
[0018]4、本技术采用漆包线或利兹线或铜箔或PCB绕组，根据电流大小选取多股并绕的方式，在一定程度上降低趋肤效应的影响，减少绕组损耗。
附图说明
[0019]图1是本技术设计的堆叠磁芯的电感结构示意图。
[0020]图2是本技术设计的磁芯堆叠结构示意图。
[0021]图3是本技术设计的绕组布置结构示意图。
[0022]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或者结构，其中：
[0023]11
‑
绕组，12
‑
电感引出端子，13，14为引线，21
‑
磁芯，31
‑
两层绕组，32
‑
一层绕组。
具体实施方式
[0024]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0025]如图1、图2所示，本实施例的采用堆叠磁芯的电感，包括两个堆叠放置的相同的磁芯21和绕组11，所述堆叠放置的两个磁芯21同轴设置，绕组11均匀绕制在所述多个磁芯21上；磁芯21的截面优选环形，所述磁芯的材料可以是铁硅铝、铁氧体、硅钢片或非晶材料。当然，在其它实施例中，堆叠磁芯的数量也可以是其它值。
[0026]绕组11优选采用多股并绕的方式一圈一圈缠绕在磁芯21上；电感引出端子12和绕组11两端的引线13和引线14连接，用于和外部电路稳定连接，所述电感引出端子12优选采用冷压端子，先压接后焊接，再进行浸漆后处理，便于电感更好地通过冷压端子与外部电路连接，该冷压端子根据电流大小选取。往磁芯里面灌导热材料用于固定和导热，所述导热材料优选为环氧树脂灌封胶。
[0027]如图3所示，为了减少绕组间分布电容的影响，同时减小磁场强度，且由于磁芯外径处周长较大，外侧一层绕组的结构可以尽量减小绕组长度进一步减小绕组损耗，绕制时，优选磁芯21外侧有一层绕组32，磁芯内侧有两层绕组31；所述绕组可以是漆包线、利兹线、铜箔或PCB绕组，绕制股数由电流大小和电流密度决定，绕组之间互相绝缘。
[0028]通过本技术设计的电感结构，可以降低电感的绕组损耗，进而降低电感损耗。电感计算公式：
[0029]其中，L为电感值，S为磁芯截面积，l为磁芯的磁路平均长度，N为绕组匝数，μ为磁芯导磁率。
[0030]根据上述电感计算公式可知，利用两个相同磁芯堆叠之后的截面积是单个磁芯的
两倍，在相同的绕组匝数下，都采用相同的磁芯材料，且磁芯形状都相同的情况下，两个堆叠磁芯组成的电感的电感值和采用两个单个磁芯构成的串联电感的电感值相等。
[0031]设定磁芯为A，采用两个磁芯A堆叠而成的电感值为L，相比采用两个电感值为L/2磁芯A分别绕制后串联组成电感值为L的电感来说，本技术采用堆叠磁芯设计的电感减少了堆叠接触部分的绕组长度，使得总绕组长度更小，进而使得绕组的等效电阻减小，所以绕组损耗减小；本技术采用堆叠磁芯设计的电感体积和采用串联组成的电感体积一样，在相同的材料下，它们的磁芯损耗是一样的，因此，本技术采用堆叠磁芯设计的电感损耗更小，进而提高电路效率。
[0032]具体的，以一个工作在50kW/85kHz下的BUCK电路的电感为例进行实验，实验电路输入电压为1200V，输出电压为700V，功率为50kW，所需斩波电感值为79uH；电感电流是频率为85kHz，电流的最小值为50A，最大值为95A，上升时间为60％，下降时间为40％的三角波。第一组实验为本技术设计的采用两个相同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用堆叠磁芯的电感，其特征在于，包括：相同且堆叠放置的多个磁芯(21)，以及绕制在所述多个磁芯(21)上的绕组(11)。2.根据权利要求1所述的一种采用堆叠磁芯的电感，其特征在于：所述多个磁芯(21)同轴设置。3.根据权利要求2所述的一种采用堆叠磁芯的电感，其特征在于：所述磁芯的材料为铁硅铝、铁氧体、硅钢片或非晶材料。4.根据权利要求3所述的一种采用堆叠磁芯的电感，其特征在于：所述绕组(11)采用多股并绕的方式绕制在磁芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈材，王志伟，唐紫嫣，康勇，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：