[發(fā)明專利]一種有效氣隙隨磁通量變化的磁芯

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410573385.0
• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN105590728A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 滕傳超
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇兆能電子有限公司
• 主分類號: H01F27/24
• 分類號: H01F27/24;H01F3/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開關(guān)電源領(lǐng)域，特別涉及開關(guān)電源中使用的電感器。

背景技術(shù)

開關(guān)電源由于其小體積和高效率在現(xiàn)代電源中占有最為重要的地位。

在開關(guān)電源的設(shè)計中，優(yōu)化電源在各個工作點(diǎn)下的性能具有十分重要的意義。在傳統(tǒng)設(shè)計中，當(dāng)一個大功率電源工作在較低負(fù)載時，由于其內(nèi)的功率器件必須按照滿載設(shè)計，其固有的損耗使得其輕載效率往往較低，輸出的電壓紋波往往較大。開關(guān)電源中的一個必不可少的元件是儲能電感。該電感在高頻開關(guān)周期里從輸入電源獲得能量然后傳送給輸出的負(fù)載。對大功率電源的設(shè)計，儲能電感必須在較大的電流下保持工作在非飽和區(qū)，因此電感量往往比較低，相應(yīng)的紋波電流就比較大。較大的紋波電流導(dǎo)致較高的損耗和較大的輸出紋波電壓。

圖1是常用的具有氣隙的電感磁芯，由一個中柱短于邊柱的E型磁芯和一個I型磁芯構(gòu)成。線圈繞在中心柱上。I型和E型磁芯緊密相接觸。較短的中柱產(chǎn)生氣隙g，氣隙g的大小由最大功率點(diǎn)的參數(shù)決定。功率越大需要的氣隙越大，電感越小，空載損耗越高。所需要的是一種有效氣隙隨磁通量變化的磁芯，使用該磁芯制作的電感或變壓器可以在高功率工作點(diǎn)維持必要的電感量，在低功率工作點(diǎn)具有較大的電感量，從而減小電源的輕載損耗，解決大功率電源輕載效率低的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種有效氣隙隨磁通量變化的磁芯的構(gòu)造方法。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的：

一種有效氣隙隨磁通量變化的磁芯，其特征在于，該磁芯至少有一個第一部份在其內(nèi)磁通量上升時逐漸進(jìn)入飽和，使得該磁芯的有效氣隙增大。

優(yōu)選地，在上述氣隙隨磁通量變化的磁芯中，上述磁芯的第一部分的截面積在其長度內(nèi)小于磁芯的其它部分。

優(yōu)選地，在上述氣隙隨磁通量變化的磁芯中，上述磁芯的第一部分的截面積在其長度內(nèi)相對于磁芯其它部分的截面積逐漸減小。

優(yōu)先地，在上述氣隙隨磁通量變化的磁芯中，上述磁芯的第一部分在其長度內(nèi)由相對于該磁芯其它部分而言在較低的磁通密度下進(jìn)入飽和的磁性材料構(gòu)成。

附圖說明

圖1是常用的由E型和I型磁芯構(gòu)成的具有均勻氣隙的磁芯。

圖2是采用本發(fā)明由E型和I型磁芯構(gòu)成的有效氣隙隨磁通量變化的磁芯范例1。

圖3是采用本發(fā)明由E型和I型磁芯構(gòu)成的有效氣隙隨磁通量變化的磁芯范例2。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

本發(fā)明提供一種有效氣隙隨磁通量變化的磁芯的構(gòu)造方法。采用該方法的磁芯范例如圖2所示。該圖描述了由一個E型磁芯和一個I型磁芯構(gòu)成的封閉磁路。在實際應(yīng)用中E型磁芯的兩個邊柱和I型磁芯緊密接觸，構(gòu)成電感或變壓器所需要的氣隙由E型磁芯的中柱與I型磁芯上表面的距離形成。電感或變壓器的繞組繞在E型磁芯的中柱上。中柱的底面為一斜面，左邊緣的氣隙距離為g1，右邊緣的氣隙距離為g2，g2大于g1。當(dāng)由該磁芯構(gòu)成的電感或變壓器內(nèi)的磁通量增加時，E型磁芯中柱的磁通密度上升，對應(yīng)中柱的斜坡部分，越接近I型磁芯部分的截面積越小，因此磁通密度越高，越容易進(jìn)入飽和。隨著局部飽和的發(fā)生，有效氣隙的距離隨之增大，電感量隨之下降，適應(yīng)負(fù)載變化的要求。

上述有效氣隙隨磁通量變化的磁芯的構(gòu)成方法雖然只是對E型磁芯中柱的敘述，其原理對多種磁芯結(jié)構(gòu)同樣適用。

上述有效氣隙隨磁通量變化的磁芯的構(gòu)造方法由E型磁芯中柱的斜坡面構(gòu)成，其它形狀的曲面同樣適用。圖3為曲面范例。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，在不背離本發(fā)明的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求書限定。