[實用新型]具有多空氣隙的電感

無效

• 申請號: 00246366.0
• 申請日: 2000-08-10
• 公開（公告）號: CN2457709Y
• 公開（公告）日: 2001-10-31
• 發明（設計）人: 吳偉文
• 申請（專利權）人: 栢怡國際股份有限公司
• 主分類號: H01F17/00
• 分類號: H01F17/00
• 代理公司: 北京市專利事務所
• 代理人: 胡福恒

本實用新型涉及一種空氣隙的電感裝置，其用于儲存能量，尤其是該電感使用在切換模式的功率轉換電路中，其中該能量在高頻下循壞，且在轉換效率，熱產生及電磁放射的要求相當嚴格。

請參考圖1、圖2、圖3、圖4，其為已有技木中具有空氣隙4的電感裝置，其中圖1為不合繞線的分解圖，圖2為組合立體圖，圖3為已有技木中具有空氣隙的電感裝置的正向剖面圖，圖4為已有技木中具有空氣隙的電感裝置的側向剖面圖。在傳統的具有空器隙的電感結構中，該電感是由磁心1、繞線2及線管3所構成，其中磁心1是由兩E字形的鐵心所構成，兩鐵心結合處的中間位置形成一空氣隙4。

使用磁導相當大于空氣的磁心1于電感中，可得到良好的電感對尺寸比及成本效應。通常，基于其它參數選擇的磁心一般不會得到適當的磁導，對于該項的能量儲存能力也無法達到最佳情況。必需在磁心電路中導入空氣隙4以增加磁阻。但是實際上卻將導致與空氣隙相關的不需要的側邊效應。

空氣隙4的磁阻比磁心電路中任何部份的磁阻還要大，因此產生磁動勢的磁心1的整體作用在此空氣隙4上。因此，空氣隙4內部及其周圍的磁場特別強。所以導致大量的磁通量，此磁通量不只是存在空氣隙4的內部，而且在空氣隙的外側磁通量也很強。空氣隙外部的磁通量稱為“流蘇通量”。

如果不加管制的話，將很有可能產生磁通外漏的情況，而對系統的電子裝置本身或者是對于其它的系統產生電磁干擾，亦即產生EMC上的問題。

也可以使用導電屏機構遮蔽流蘇通量。但不可以將導電屏機構放在太接近空氣隙的位置，否則流蘇通量將在導電屏機構處感應相當的渦流，而且導致不需要的溫升，且因此引致效率耗損。另一方面，如果將導電屏機構置于遠離空氣隙處，則此導電屏機構的包覆范圍必需相當得大以將散逸的流蘇通量的整件包圍住。但是對于現今高密度封裝的電子裝置而言，這種方式并不符合實際上的需要。

通常的方法是將空氣隙4隱藏到繞錢包封的內部，使得由來自繞線本身的磁動勢將流蘇通量包含在繞線包封內，但是近空氣隙的繞線部位必會接受到流蘇通量，結果在繞線導體內部感應出渦流，使得產生大量的熱量，而且效率也隨著下降。

Litz線

使用Litz線，即細絞線，非單一實體厚線，作為繞線可減少來自空氣隙的流蘇通量所感應的渦流。因此可改進溫度上升效應及銅損效應，但是在與實體粗線比較下，Litz線的銅使用因素相當低，使得繞線2窗口的面積必需加以擴大以適應相同截面積的Litz線。電感將需要較大的繞線管2及較大的磁心1，導致需要較長的線，因此增加銅損，而且也需要較大的磁心1，此將增加鐵損。所以在功率電感上使用Litz線通常無法達到所需要的效果。

分段繞線管

可設計繞線管使得在空氣隙處沒有任何的繞線窗口。圖5為已有技木中具有空氣隙的電感裝置的正向剖面圖，其中采用分段繞線管設計，圖6為已有技木中具有空氣隙的電感裝置的側向剖面圖，其中采用分段繞線管設計，圖式中與圖1相同的組件以相同的標示表示。因此流蘇通量不會切過多個銅線，而且也減少渦流耗損。因此，一部分的繞線窗口被占用，所以需要將鐃線管設計得較大以補償此向題。在此也存在上述Litz線方法中相同的問題。而且，因此沒有覆蓋空氣隙的繞線部位，流蘇通量可更進一步向外分布，而使得系統EMC性能下降。

背脊狀繞線管

與分段繞線管類似，如圖7、圖8所示，也可以使用背脊狀繞線管，可將背脊狀置于繞線窗口之內，在此具有有最大的流蘇通量，其中，圖7為已有技木中具有空氣隙的電感裝置的正向剖面圖，其中采用脊狀繞線管設計，圖8為已有技木中具有空氣隙的電感裝置的側向剖面圖，其中采用脊狀繞線管設計，圖式中與圖1相同的組件以相同的標示表示。所以在高流蘇通量區在窗口內的繞線2必需加以限制。所以可減少感應的渦流及銅損，此方法也浪費某些繞線窗口區，但是不會比上述分段繞線管法嚴重，在脊狀部位上的繞線2在作業上相當困難，但是在脊狀上的繞線部位對流蘇通量提供某些遮蔽效應。

磁屏蔽