电感、功率因数校正电路、开关电源及计算设备制造技术

本申请的实施例提供了一种电感、功率因数校正电路、开关电源及计算设备，涉及电感技术领域，用于降低功率因数校正电路中开关管的开关频率。该电感包括：骨架、磁芯和电感线圈。骨架内设置有容纳空间。磁芯设置于容纳空间内；磁芯沿其轴线方向的两个端部与骨架连接，磁芯的沿轴线方向上的至少两个位置处的横截面的面积不同，横截面垂直于轴线方向；电感线圈绕设于骨架的外表面。上述电感用于功率因数校正电路。电路。电路。

【技术实现步骤摘要】
电感、功率因数校正电路、开关电源及计算设备


[0001]本申请涉及电感
，尤其涉及一种电感、功率因数校正电路、开关电源及计算设备。

技术介绍

[0002]电感是能够把电能转化为磁能进行存储的元件，是一种常用的电子元器件。电感可以阻碍电流的变化。根据电磁感应原理，当线圈与磁场有相对运动，或是线圈通过交流电流产生交变磁场时，会产生感应电压来抵抗原磁场变化。
[0003]电感可以应用于多种电路中，例如PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)电路，功率因数校正电路还包括开关管。在PFC电路中，电感的电感值的大小可以影响开关管的开关频率，而现有技术中，电感值是固定的，且电感值较小，导致在轻载时，开关管的开关频率较高，从而使得开关管的开关损耗较高，使得PFC电路的供电效率较低。

技术实现思路

[0004]本申请的实施例的目的在于提供一种电感、功率因数校正电路、开关电源及计算设备，用于降低功率因数校正电路中开关管的开关频率。
[0005]为达到上述目的，本申请的实施例提供了如下技术方案：
[0006]一方面，提供一种电感。所述电感包括骨架、磁芯和电感线圈。所述骨架内设置有容纳空间。所述磁芯设置于所述容纳空间内；所述磁芯沿其轴线方向的两个端部与所述骨架连接，所述磁芯为连续的，且沿所述轴线方向上的至少两个位置处的横截面的面积不同，所述横截面垂直于所述轴线方向。所述电感线圈绕设于所述骨架的外表面。
[0007]上述电感中，可以根据公式
①
>：l＝N2A
L
计算电感的电感值，其中，l代表电感的电感值，N代表电感线圈的缠绕匝数，A
L
代表感应系数。其中，感应系数A
L
与空气气隙有关。空气气隙指的是磁芯外部用于传输磁通线的部分空气在磁芯轴线方向上，且位于容纳空间内的尺寸。其中，随着电流的增大，若磁芯的横截面积越小，那么磁芯则越容易饱和。在本申请的一些实施例中，磁在至少两个位置处的横截面积不同，因此，磁芯在横截面积较小的位置处更容易饱和。当电磁器件中的电流逐渐增大时，磁芯具有最小横截面积的部分优先饱和，其中，需要说明的是，具有最小横截面积的部分沿着磁芯的轴线方向延伸，其横截面积为最小横截面积，此外，还需说明的是，具有最小横截面积的部分饱和时，并不表示磁芯饱和。之后，若电流继续增大，磁芯的有效横截面积继续增大，同时可以使得磁磁通线外扩，磁通线则可以经过空气传播，从而使得磁芯的有效横截面积增大，同时，空气气隙增大。而空气气隙增大，会使得感应系数减小。因此，随着电流的减小，磁芯的有效横截面积减小，空气气隙减小，从而使得感应系数A
L
增大，进而使得电感值l增大。因此，本申请的实施例所提供的电感可以在电流较大时具有较小的电感值l，而在电流较小时具有较大的电感值。因此，在轻载情景下，即电流较小的情况下，而电感值l越大，电感放电越慢，因此，开关管处于断开状态的时间越长，从而可以降低开关管在单位时间内开关的次数，从而降低开关管的开关频
率，进而可以降低开关管的开关损耗，使得开关管的开关损耗在总损耗中的占比降低，进而提高功率因数校正电路在轻载情景下的供电效率。
[0008]在一些实施例中，所述磁芯包括沿所述轴线方向延伸的第一电感调节段；所述第一电感调节段包括沿所述轴线方向相对的第一端和第二端，所述第一端的面积大于所述第二端的面积。
[0009]如此设置，可以使得磁芯具有至少两个不同的横截面积。
[0010]在一些实施例中，由所述第一端指向所述第二端的方向为第一方向；在所述第一方向上所述第一电感调节段的横截面的面积逐渐减小。
[0011]其中，可以根据公式
②
：l＝(μ0×
N2)/(Ae
×
δ)计算电感的电感值。其中，l代表电感的电感值，N代表电感线圈的缠绕匝数，代表磁芯的有效横截面积。其中，δ代表空气气隙。当电流逐渐减小时，磁芯的有效横截面积可以逐渐减小，空气气隙δ也可以逐渐减小，从而可以使得电感值l逐渐增大，从而可以使得电感的电感值随着电流的逐渐减小而逐渐增大，从而使得任一电流值可以具有与其对应的电感值。
[0012]在一些实施例中，所述第一电感调节段沿轴线的纵截面包括沿所述第一方向逐渐靠近所述磁芯的轴线的第一边，所述第一边为直边或曲边；所述轴线位于所述纵截面内。
[0013]其中，当第一边为直边或曲边时，第一电感调节段的横截面积则可以连续变化，从而在磁芯饱和之前，任一电流值均可以具有与其对应的电感值。其中，第一边为直边时，可以方便对磁芯进行制造。
[0014]在一些实施例中，由所述第一端指向所述第二端的方向为第一方向；所述第一电感调节段包括多个第一子调节段；所述多个第一子调节段沿所述第一方向依次连接；相邻的两个所述第一子调节段中，靠近所述第一端的第一子调节段的横截面的面积，大于靠近所述第二端的第一子调节段的横截面的面积。
[0015]其中，第一电感调节段的横截面积具有多个不同的取值，对应的，在磁芯饱和之前，随着电流的变化，电感可以具有多个电感值，其中，电感值的数量与横截面积的数量相同。其中，横截面积的数量是有限的，因此，电感值的数量是有限的，方便对电感的电感值进行计算。
[0016]在一些实施例中，所述磁芯还包括：第二电感调节段，所述第二电感调节段包括沿所述轴线方向相对的第三端和第四端，所述第三端的面积大于所述第四端的面积；其中，所述第四端与所述第一电感调节段的第二端相连。
[0017]其中，空气气隙位于第一电感调节段的外表面与第二电感调节段的外表面之间，因此，方便对空气气隙进行计算，进而可以方便计算电感的电感值。
[0018]在一些实施例中，所述磁芯还包括：第二电感调节段，所述第二电感调节段包括沿所述轴线方向相对的第三端和第四端，所述第三端的面积大于所述第四端的面积；其中，所述第三端与所述第一电感调节段的第一端相连。
[0019]在一些实施例中，由所述第三端指向所述第四端的方向为第二方向；在所述第二方向上，所述第二电感调节段的横截面的面积逐渐减小。
[0020]其中，当电流逐渐减小时，磁芯的有效横截面积可以逐渐减小，空气气隙也可以逐渐减小，从而可以使得电感值逐渐增大，从而可以使得电感的电感值随着电流的逐渐减小而逐渐增大，从而使得任一电流值可以具有与其对应的电感值。
[0021]在一些实施例中，所述第一电感调节段沿轴线的纵截面包括沿所述第二方向逐渐靠近所述磁芯的轴线的第二边，所述第二边为直边或曲边；所述轴线位于所述纵截面内。
[0022]其中，通过使得第二边为直线或曲线，可实现磁芯的横截面积的连续变化。
[0023]在一些实施例中，由所述第三端指向所述第四端的方向为第二方向。所述第二电感调节段包括多个第二子调节段；所述多个第二子调节段沿所述第二方向依次连接；相邻的两个所述第二子调节段中，靠近所述第三端的第二子调节段的横截面的面积，大于靠近所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电感，其特征在于，包括：骨架，所述骨架内设置有容纳空间；磁芯，设置于所述容纳空间内；所述磁芯沿其轴线方向的两个端部与所述骨架连接，所述磁芯为连续的，且沿所述轴线方向上的至少两个位置处的横截面的面积不同，所述横截面垂直于所述轴线方向；电感线圈，绕设于所述骨架的外表面。2.根据权利要求1所述的电感，其特征在于，所述磁芯包括沿所述轴线方向延伸的第一电感调节段；所述第一电感调节段包括沿所述轴线方向相对的第一端和第二端，所述第一端的面积大于所述第二端的面积。3.根据权利要求2所述的电感，其特征在于，由所述第一端指向所述第二端的方向为第一方向；在所述第一方向上所述第一电感调节段的横截面的面积逐渐减小。4.根据权利要求3所述的电感，其特征在于，所述第一电感调节段沿轴线的纵截面包括沿所述第一方向逐渐靠近所述磁芯的轴线的第一边，所述第一边为直边或曲边。5.根据权利要求2所述的电感，其特征在于，由所述第一端指向所述第二端的方向为第一方向；所述第一电感调节段包括多个第一子调节段；所述多个第一子调节段沿所述第一方向依次连接；相邻的两个所述第一子调节段中，靠近所述第一端的第一子调节段的横截面的面积，大于靠近所述第二端的第一子调节段的横截面的面积。6.根据权利要求2所述的电感，其特征在于，所述磁芯还包括：第二电感调节段，所述第二电感调节段包括沿所述轴线方向相对的第三端和第四端，所述第三端的面积大于所述第四端的面积；其中，所述第四端与所述第一电感调节段的第二端相连。7.根据权利要求2所述的电感，其特征在于，所述磁芯还包括：第二电感调节段，所述第二电感调节段包括沿所述轴线方向相对的第三端和第四端，所述第三端的面积大于所述第四端的面积；其中，所述第三端与所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：卓欢乐，马成龙，曹量崟，闫姚针，
申请(专利权)人：超聚变数字技术有限公司，
类型：发明
国别省市：