[發明專利]磁集成雙電感器

有效

• 申請號: 201110350627.6
• 申請日: 2011-11-08
• 公開（公告）號: CN102360863A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 邵革良;鈴木敦;梁志勇;朱鴻;江明
• 申請（專利權）人: 田村（中國）企業管理有限公司;株式會社田村制作所
• 主分類號: H01F37/00
• 分類號: H01F37/00;H01F27/30;H02M1/42
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 駱希聰

技術領域

本發明涉及電感器，尤其是涉及一種磁集成雙電感器。

背景技術

電感是電路中經常使用的電路元件。在某些場合的電路中，需要使用兩個特 性完全相同的電感器。以圖1所示的交錯PFC(Power?Factor?Correct，功率因數 校正)方式的電壓變換電路100而言，兩個電感器101、102以并聯方式接入電 路中。這一電路要求電感器101、102的特性完全相同。在以往的電路中，使 用兩個分立的電感元件來分別構成電感器101、102，這存在電路變得大型的問 題。

為解決這一問題，已經提出了一種電感器，具有多組線圈，磁芯由分別被 多個線圈纏繞的多個線圈用臂、和與各線圈用臂的各個形成磁通的環的至少一 個共用臂一體地形成。將這樣的電感器用于交錯PFC方式的電壓變換電路時， 與使用多個電感器的現有結構相比，能夠將電感器的體積和接地面積抑制為較 小。

進一步，在這種電感器中被線圈纏繞的臂上形成有空氣間隙(后文簡稱氣 隙)。由于這一構造中氣隙的存在，雙電感器的電感值將隨電流呈現如圖2所 示的變化，即在電流變化的一個較長時間段保持不變，直到達到飽和而顯著下 降。

然而，在交錯PFC方式的變換電路中，期望雙電感器的電感值不是呈現一 個穩定的水平而是靈活的變化。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種每一電感器的電感值均可連續變 化的磁集成雙電感器。

本發明為解決上述技術問題而采用的技術方案是一種磁集成雙電感器，包 括兩組線圈和磁芯。磁芯包括一體形成的兩個線圈用臂和至少一個共用臂，每 一線圈用臂上分別纏繞一組所述線圈，共用臂分別與每一線圈用臂形成磁通 環。在每一線圈用臂上分別具有氣隙，其中構成氣隙的磁性材料的截面積沿著 線圈用臂線性變化。

在本發明的一實施例中，所述共用臂設置在所述磁芯的中央，所述線圈用 臂設在所述共用臂兩側。

在本發明的另一實施例中，所述共用臂設置在所述磁芯的周圍，所述線圈 用臂設在所述共用臂內部。

在本發明的一實施例中，在構成所述氣隙的磁性材料中，氣隙一側的磁性 材料呈柱體，氣隙另一側的磁性材料呈棱錐或圓錐形。

在本發明的一實施例中，在構成所述氣隙的磁性材料中，氣隙一側的磁性 材料呈柱體，氣隙另一側的磁性材料具有棱錐或圓錐形槽。

在本發明的一實施例中，構成所述氣隙的磁性材料包括多個層疊的磁性片， 相鄰兩個磁性片之間的局部區域置入非磁性墊片以構成V型子氣隙，由多個所 述V型子氣隙構成所述氣隙。

在本發明的一實施例中，所述非磁性墊片交錯布置在每一線圈用臂的不同 側。

在本發明的一實施例中，所述磁芯的材料為軟磁性鐵氧體材料。

本發明由于采用以上技術方案，通過將磁集成雙電感器的氣隙設置成線性 變化，使得雙電感器的電感值分別具有隨電流大致呈線性變化的特性。這一磁 集成雙電感器的好處之一是應用在交錯PFC方式的電壓變換電路時，可以抑制 高次諧波的產生。

附圖說明

為讓本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發 明的具體實施方式作詳細說明，其中：

圖1示出一種交錯PFC方式的電壓變換電路圖。

圖2示出現有集成雙電感器中電感值隨電流的變化曲線。

圖3示出本發明一實施例的磁集成雙電感器截面圖。

圖4A、4B示出本發明實施例的磁集成雙電感器的示例性構造。

圖5示出根據本發明實施例的具有磁集成雙電感器的交錯PFC方式的電壓 變換電路。

圖6示出本發明實施例的磁集成雙電感器中電感值隨電流的變化曲線。

具體實施方式

電感器的電感值通常由如下公式描述：

L＝μ₀μ_rN²A/l

其中，L為電感，單位亨利(H)；μ₀為自由空間的磁導率＝4π*10^-7H/m； μ_r為磁芯材料的相對磁導率；N為匝數；A為環繞的橫斷面積，單位平方米(m²)； l為線圈盤繞長度，單位米(m)。