[实用新型]具有多空气隙的电感

说明书

本实用新型涉及一种空气隙的电感装置，其用于储存能量，尤其是该电感使用在切换模式的功率转换电路中，其中该能量在高频下循坏，且在转换效率，热产生及电磁放射的要求相当严格。

请参考图1、图2、图3、图4，其为已有技木中具有空气隙4的电感装置，其中图1为不合绕线的分解图，图2为组合立体图，图3为已有技木中具有空气隙的电感装置的正向剖面图，图4为已有技木中具有空气隙的电感装置的侧向剖面图。在传统的具有空器隙的电感结构中，该电感是由磁心1、绕线2及线管3所构成，其中磁心1是由两E字形的铁心所构成，两铁心结合处的中间位置形成一空气隙4。

使用磁导相当大于空气的磁心1于电感中，可得到良好的电感对尺寸比及成本效应。通常，基于其它参数选择的磁心一般不会得到适当的磁导，对于该项的能量储存能力也无法达到最佳情况。必需在磁心电路中导入空气隙4以增加磁阻。但是实际上却将导致与空气隙相关的不需要的侧边效应。

空气隙4的磁阻比磁心电路中任何部份的磁阻还要大，因此产生磁动势的磁心1的整体作用在此空气隙4上。因此，空气隙4内部及其周围的磁场特别强。所以导致大量的磁通量，此磁通量不只是存在空气隙4的内部，而且在空气隙的外侧磁通量也很强。空气隙外部的磁通量称为“流苏通量”。

如果不加管制的话，将很有可能产生磁通外漏的情况，而对系统的电子装置本身或者是对于其它的系统产生电磁干扰，亦即产生EMC上的问题。

也可以使用导电屏机构遮蔽流苏通量。但不可以将导电屏机构放在太接近空气隙的位置，否则流苏通量将在导电屏机构处感应相当的涡流，而且导致不需要的温升，且因此引致效率耗损。另一方面，如果将导电屏机构置于远离空气隙处，则此导电屏机构的包覆范围必需相当得大以将散逸的流苏通量的整件包围住。但是对于现今高密度封装的电子装置而言，这种方式并不符合实际上的需要。

通常的方法是将空气隙4隐藏到绕钱包封的内部，使得由来自绕线本身的磁动势将流苏通量包含在绕线包封内，但是近空气隙的绕线部位必会接受到流苏通量，结果在绕线导体内部感应出涡流，使得产生大量的热量，而且效率也随着下降。

Litz线

使用Litz线，即细绞线，非单一实体厚线，作为绕线可减少来自空气隙的流苏通量所感应的涡流。因此可改进温度上升效应及铜损效应，但是在与实体粗线比较下，Litz线的铜使用因素相当低，使得绕线2窗口的面积必需加以扩大以适应相同截面积的Litz线。电感将需要较大的绕线管2及较大的磁心1，导致需要较长的线，因此增加铜损，而且也需要较大的磁心1，此将增加铁损。所以在功率电感上使用Litz线通常无法达到所需要的效果。

分段绕线管

可设计绕线管使得在空气隙处没有任何的绕线窗口。图5为已有技木中具有空气隙的电感装置的正向剖面图，其中采用分段绕线管设计，图6为已有技木中具有空气隙的电感装置的侧向剖面图，其中采用分段绕线管设计，图式中与图1相同的组件以相同的标示表示。因此流苏通量不会切过多个铜线，而且也减少涡流耗损。因此，一部分的绕线窗口被占用，所以需要将铙线管设计得较大以补偿此向题。在此也存在上述Litz线方法中相同的问题。而且，因此没有覆盖空气隙的绕线部位，流苏通量可更进一步向外分布，而使得系统EMC性能下降。

背脊状绕线管

与分段绕线管类似，如图7、图8所示，也可以使用背脊状绕线管，可将背脊状置于绕线窗口之内，在此具有有最大的流苏通量，其中，图7为已有技木中具有空气隙的电感装置的正向剖面图，其中采用脊状绕线管设计，图8为已有技木中具有空气隙的电感装置的侧向剖面图，其中采用脊状绕线管设计，图式中与图1相同的组件以相同的标示表示。所以在高流苏通量区在窗口内的绕线2必需加以限制。所以可减少感应的涡流及铜损，此方法也浪费某些绕线窗口区，但是不会比上述分段绕线管法严重，在脊状部位上的绕线2在作业上相当困难，但是在脊状上的绕线部位对流苏通量提供某些遮蔽效应。

磁屏蔽