一種新型大電流多邊形截面磁環立繞電感的製作方法

2023-10-20 02:07:07

本發明涉及電感領域，特別涉及一種新型大電流多邊形截面磁環立繞電感。

背景技術：

隨著電力電子朝著大功率、高頻、高功率密度方向發展，對磁性元件提出了大電流、小型化、低溫升等要求。在當前應用的成熟方案是：鐵芯用矽鋼或者粉芯，做成ei\cd\環狀，線圈用單根或多根絕緣線平繞在骨架或磁環上。這種方案存在以下缺點：

1、人工成本高：需要人工裝配鐵芯或人工繞線。

2、外型尺寸大：由於線圈厚在疊繞造成散熱差，需要增加導線面積來降低溫升，從而造成整體尺寸偏大。

3、emc效果差(電流波形毛刺多)：線圈層數多，造成在高頻下分布電容大，emc效果差。

4、存在短路風險：由於線圈上下層相互擠壓，匝間容易短路。

雖然，目前有中國專利授權公告號cn205845635u公開了一種環形立繞電感，但是上述專利的環形立繞電感的磁芯包括導磁體和非導磁體，而且對扁線的寬厚比設置不合理，線圈的兩端之間的安全間隙也設置不合理。再者，上述專利的磁芯截面為四邊形，繞組的截面也為四邊形，這樣的結構在同樣的電流情況下導致整體的尺寸偏大。

技術實現要素：

本發明的目的在於針對現有技術的上述不足和缺陷，提供一種新型大電流多邊形截面磁環立繞電感，以解決上述問題。

本發明所解決的技術問題可以採用以下技術方案來實現：

一種新型大電流多邊形截面磁環立繞電感，包括環形磁芯和由扁線通過自動環形繞線機立繞在所述環形磁芯上的扁線繞組，所述扁線繞組具有起頭端和結尾端，其特徵在於，所述環形磁芯由金屬粉芯材料一體製成，所述環形磁芯的徑向截面為圓形或者四邊形或四邊形以上的多邊形，所述扁線繞組的徑向截面為圓形，徑向截面呈四邊形或四邊形以上的多邊形的環形磁芯的相鄰面之間處理為倒圓角結構，所述環形磁芯的外表面設置有第一絕緣層，所述扁線繞組的外表面設置有第二絕緣層。

在本發明的一個優選實施例中，所述扁線的寬厚比為1:1.5及以上。

在本發明的一個優選實施例中，所述扁線繞組的起頭端和結尾端之間留有4mm及以上的安全間隙。

在本發明的一個優選實施例中，所述第一絕緣層為環氧樹脂絕緣噴塗層。

在本發明的一個優選實施例中，所述第二絕緣層為絕緣漆或絕緣紙或玻璃絲。

在本發明的一個優選實施例中，所述環形磁芯由非晶或納米晶或鐵矽或鐵矽鋁或鐵氧體等金屬粉芯材料製成。

在本發明的一個優選實施例中，所述扁線由銅或鋁或銅包鋁材料製成。

由於採用了如上的技術方案，本發明傳統技術相比有下列優點：

1、通過自動環形繞線機繞線，且無需人工裝配鐵芯，人工成本降低50％以上：省去了裝配環節。

2、外形尺寸縮小35％以上：散熱好，損耗低，繞組截面縮小35％以上；

3、emc效果好(電流波形毛刺少)：由於線圈只有一層，所以分布電容低。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明一種實施例(環形磁芯的徑向截面為圓形)的主視圖。

圖2是圖1的左視圖。

圖3是圖1的俯視圖。

圖4是圖1的立體圖。

圖5是圖1的徑向剖面圖。

圖6是本發明另一種實施例(環形磁芯的徑向截面為四邊形)的徑向剖面圖。

圖7是本發明另一種實施例(環形磁芯的徑向截面為八邊形)的徑向剖面圖。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面進一步闡述本發明。

實施例1

參見圖1至圖5所示的一種新型大電流多邊形截面磁環立繞電感，包括環形磁芯1和由扁線通過自動環形繞線機立繞在環形磁芯1上的扁線繞組2。扁線繞組2具有起頭端2.1和結尾端2.2。環形磁芯1由金屬粉芯材料一體製成，金屬粉芯材料為非晶或納米晶或鐵矽或鐵矽鋁或鐵氧體。扁線由銅或鋁或銅包鋁材料製成。

環形磁芯1的徑向截面為圓形，扁線繞組2的徑向截面為圓形，所述環形磁芯的外表面設置有第一絕緣層，扁線繞組2的外表面設置有第二絕緣層。第一絕緣層為環氧樹脂絕緣噴塗層，第二絕緣層為絕緣漆或絕緣紙或玻璃絲。

本實施例優選的扁線的寬厚比為1:1.5及以上，扁線繞組2的起頭端2.1和結尾端2.2之間留有4mm及以上的安全間隙。

實施例2

參見圖6所示的一種新型大電流多邊形截面磁環立繞電感，其結構大致與實施例1相似，兩者的區別在於本實施例的環形磁芯1的徑向截面為四邊形，徑向截面呈四邊形的環形磁芯1的相鄰面之間處理為倒圓角結構3。

實施例3

參見圖7所示的一種新型大電流多邊形截面磁環立繞電感，其結構大致與實施例1相似，兩者的區別在於本實施例的環形磁芯1的徑向截面為八邊形，徑向截面呈八邊形的環形磁芯1的相鄰面之間處理為倒圓角結構3。

本發明的優點如下：

1、扁線繞組2通過自動環形繞線機繞線，且無需人工裝配鐵芯，人工成本降低50％以上：省去了裝配環節。

2、由於採用了截面為圓形或者四邊形或四邊形以上的多邊形的環形磁芯1，而且扁線繞組2的徑向截面為圓形，外形尺寸縮小35％以上：散熱好，損耗低，繞組截面縮小35％以上；

3、emc效果好(電流波形毛刺少)：由於線圈只有一層，所以分布電容低。

以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。