[發(fā)明專利]一種功率電感及其繞制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610630780.7
• 申請(qǐng)日: 2016-08-03
• 公開（公告）號(hào): CN106057463B
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王斌;宗常寶;朱勇;楊成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 佛山市中研非晶科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01F41/08
• 分類號(hào): H01F41/08;H01F41/066;H01F41/07;H01F27/24
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司44001
• 代理人: 方啟榮,莫瑤江

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子器件，尤其是涉及一種功率電感。本發(fā)明還涉及該功率電感的繞制方法。

背景技術(shù)

功率電感一般由磁芯(磁環(huán))和導(dǎo)線組成，在電路中起濾波和振蕩作用。目前，環(huán)形功率電感的常規(guī)繞制方法有3種，包括

方法一是選用多根線徑相同的導(dǎo)線(漆包線)進(jìn)行繞制；在方法一的繞制方式中，各導(dǎo)線規(guī)格相同，導(dǎo)線可采取在磁環(huán)上繞制兩匝后回繞一匝的多匝繞制方式，也可采取中線分兩側(cè)的對(duì)稱繞制方式，還可采取連續(xù)多層繞制的繞制方式；

方法二是選用多根線徑相同的導(dǎo)線(漆包線)進(jìn)行繞制；在方法二的繞制方式中，需先采用一根導(dǎo)線在磁環(huán)上繞制1層導(dǎo)線層，隨后，不斷采用另一根導(dǎo)線在已繞制的導(dǎo)線層的基礎(chǔ)上進(jìn)行繞制；

方法三是采用漆包銅扁線立繞結(jié)構(gòu)，利用漆包銅扁線在磁環(huán)上進(jìn)行繞制。

上述3中不同的繞制方法中，雖然方法一的制作工藝較為簡(jiǎn)單，但是，采用方法一生產(chǎn)功率電感時(shí)，工藝流程需要在制造管理上嚴(yán)格把關(guān)，以避免不同人員或設(shè)備上存在工藝偏差而導(dǎo)致所生產(chǎn)的功率電感的寄生電容不穩(wěn)定，但這會(huì)導(dǎo)致員工勞動(dòng)強(qiáng)度大，不利于自動(dòng)化制造，漏磁影響范圍大；采用方法二生產(chǎn)的功率電感，其寄生參數(shù)穩(wěn)定，漏磁量影響范圍少，也可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化制造，但需要設(shè)計(jì)和計(jì)算出各一層繞制結(jié)構(gòu)下各根線的排布，要求工藝制作的空間預(yù)留大，只針對(duì)設(shè)計(jì)上非常或較寬松的元件方案，不利于功率電感的小型化發(fā)展；而采用方法三生產(chǎn)的功率電感，其散熱面積大，寄生參數(shù)穩(wěn)定，但其設(shè)計(jì)前期的制作周期長(zhǎng)，開模費(fèi)用高，銅線的成本也比其他繞制方法高20％～30％。

因此，有必要研究一種新的功率電感和生產(chǎn)這種功率電感的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種寄生電容小、漏磁小、散熱面積大、可自動(dòng)化生產(chǎn)的功率電感以及生產(chǎn)這種功率電感的方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種功率電感，包括磁環(huán)，特別的，該磁環(huán)上設(shè)有若干個(gè)由單根導(dǎo)線繞制而成的導(dǎo)線層； 各導(dǎo)線層依次堆疊，且各導(dǎo)線的線徑D_i由內(nèi)之外呈遞減趨勢(shì)，i≥1；各導(dǎo)線的起始端相互并聯(lián)，構(gòu)成電感輸入端；各導(dǎo)線的出口端相互并聯(lián)，構(gòu)成電感輸出端；各導(dǎo)線的截面面積之和 滿足n為導(dǎo)線層的層數(shù)，S_i為各導(dǎo)線的截面面積，S為導(dǎo)線的截面面積之和的校準(zhǔn)值；各導(dǎo)線所繞制的匝數(shù)N_i＝N，N為導(dǎo)線所繞匝數(shù)的校準(zhǔn)值。

上述各導(dǎo)線層依次堆疊，且各導(dǎo)線的線徑D_i由內(nèi)之外呈遞減趨勢(shì)是指第一層導(dǎo)線層繞制在磁環(huán)上，而第二層導(dǎo)線層則繞第一層導(dǎo)線層完成繞制，并依次類推；而繞制在磁環(huán)上的若干個(gè)導(dǎo)線層，最靠近磁環(huán)的導(dǎo)線層的線徑最大，最遠(yuǎn)離磁環(huán)的導(dǎo)線層的線徑最小。構(gòu)成各導(dǎo)線層的導(dǎo)線的線徑隨遠(yuǎn)離磁環(huán)而逐漸縮小，呈遞減趨勢(shì)，以便位于外層的導(dǎo)線更易繞制在位于內(nèi)層的導(dǎo)線上。

上述導(dǎo)線的截面面積之和的校準(zhǔn)值是指繞制傳統(tǒng)功率電感所使用的導(dǎo)線的截面面積之和，即采用方法一繞制功率電感所使用的導(dǎo)線的截面面積之和。

上述導(dǎo)線所繞匝數(shù)的校準(zhǔn)值是指繞制傳統(tǒng)功率電感時(shí)，導(dǎo)線所需繞制的匝數(shù)。

傳統(tǒng)功率電感，一般采用多根線徑相同的導(dǎo)線進(jìn)行繞制，而本發(fā)明的功率電感，每根導(dǎo)線的繞制過程與現(xiàn)有電感的繞制要求相同，制作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)便利。為獲得與傳統(tǒng)功率電感近似的性能參數(shù)，本功率電感的各導(dǎo)線的截面面積之和趨向接近校準(zhǔn)值S，其誤差在5％以內(nèi)。通過利用不同線徑的導(dǎo)線在磁環(huán)上分別繞制線圈，所得功率電感與對(duì)比功率電感相比，其電流密度可達(dá)到最高值，直流阻抗小，同時(shí)，電感寄生電容較小，可使功率電感的頻響寬度相應(yīng)增大，在多匝數(shù)大功率電感的批量生產(chǎn)中，可獲得穩(wěn)定一致的分布電容，性能優(yōu)異。

為保證功率電感的散熱效果，該磁環(huán)內(nèi)應(yīng)形成有散熱孔，以便功率電感工作時(shí)，導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量能迅速散發(fā)至外界。

繞制各導(dǎo)線層的導(dǎo)線可以是單芯線，也可以是多股線。導(dǎo)線選用單芯線還是多股線并不會(huì)影響本功率電感的性能。

針對(duì)上述功率電感，本發(fā)明還研究了對(duì)應(yīng)的繞制方法，其方案如下：

一種功率電感的繞制方法，特別的，包括以下步驟：

A、計(jì)算校準(zhǔn)值：根據(jù)對(duì)比功率電感的參數(shù)，計(jì)算導(dǎo)線的截面面積之和的校準(zhǔn)值S以及導(dǎo)線所繞匝數(shù)的校準(zhǔn)值N；