[发明专利]一种大功率环形高频电感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电感器，尤其涉及一种大功率环形电感器，该大功率环形电感器用于电力电子高频电力变换系统中，属于电感器结构设计技术领域。

背景技术

随着工业技术的发展，高频电感器要求大功率、小体积，尤其是环型电感器，由于受粉末磁环工艺条件的限制，高频电感器所用的磁环窗口(内径)一般较小，可供绕线的空间不足，制约着高频电感器功率密度的提升。

现有技术中，制造大功率高频电感器只能用多股绞线或电缆并联后在磁环中绕制，分布在磁环圆周方向及径向的导线都很大，占用了较大的磁环窗口(内径)空间，导致磁环上绕制的线圈匝数少，不能满足电感器性能指标的需要。

由于高频电感器所用的磁环大多为封闭的圆环，线圈是用具有柔性的导线(如多股绞线、小截面导线并联)穿过磁环中心绕制而成，铜板等硬质导电材料因为无法穿过磁环，无法用现有技术进行绕制线圈。而铜板等硬质导电材料能够形成高功率密度的高频电感器，因此，设计用铜板等硬质导电材料做为线圈的大功率高频电感器具有良好的经济价值和技术价值。

发明内容

本发明旨在提供大功率环形高频电感器，主要包括：环形磁芯1和线圈2，绕圈2环绕在磁环1上，所述线圈2由缺口环状部件21通过联接部件22首尾相联而成。所述缺口环状部件21具有首端211和尾端212，所述尾端212位于磁环窗口内，首端211位于磁环外部。这样的结构设计使大功率环形高频电感器的线圈能够使用铜板等硬质导电材料制造，以获得较大的导电截面，且占用较小的磁环窗口(内径)空间。

所述线圈(2)也可以由截面形状和截面积变化的导线绕制而成，导线截面变化的规律是位于磁环窗口方向导线截面变小，实现的方法可以在拉制铜导线或者挤出铜导线的时候改变截面形状和截面积。这种导线不很大的时候可以手工穿成线圈。导线大的时候可以用机器穿制线圈。

附图说明

图1是本发明所电感器三维轴测图；

图2是本发明所述电感器的线圈三维轴测图；

图3是本发明所述电感器的线圈主匝部件三维轴测图；

图4是本发明所述电感器的线圈联接部件三维轴测图；

图5是本发明所述电感器的线圈搭接焊接三维轴测图；

图6是本发明所述电感器的线圈螺栓联接三维轴测图；

图7是本发明所述变压器的三维轴测图；

具体实施方式

将铜板等硬质导电材料加工成缺口环状部件21及联接部件22，优选将缺口环状部件21加工成如图3所示的U形，优选将联接部件22加工成图4所示的反S形，将U形部件21沿磁环轴向插入，其中U形部件尾端212位于磁环窗口内，U形部件首端211位于磁环外部，再用反S形部件将U形部件首尾相联，关于联接方式，可以采用如图1和图2所示的对接焊接方式，也可以采用如图5所示的搭接焊接方式，还可以采用如图6所示的螺栓联组件25联接，最后再将线圈输入端23和输出端24焊接至空闲的一个U形尾端及反S形联接部件上，就构成如图1所示的电感器。

进一步地，在加工线圈2时，可以减少U形部件尾端212的截面积，同时增大U形部件其余部位的截面积，整个U形保持总电阻不变而使U形部件尾端212的截面积小于U形部件其余部位的截面积，从而使线圈占用的磁环窗口更小，以获得在同样规格的磁环上获得更多的线圈匝数。

通过实验验证，将U形部件尾端212的截面积设计为U形部件其余部位的截面积的四分之三，在实现整个U形保持总电阻不变的同时，导线在磁环窗口内的填充比及整个电感器的发热量及匝数可以达到最优的效果。

进一步地，如图7所示，可以将铜板等硬质导电材料加工成缺口环状部件21及联接部件22应用到大功率环形高频变压器。在制造大功率环形高频变压器时，如同上述大功率环形高频电感器一样，初级线圈的缺口环状部件21的缺口置于磁环1的一端，次级线圈的缺口环状部件21”的缺口置于磁环1的另一端，初级线圈的缺口环状部件21与联接部件22首尾联接方式以及次级线圈的缺口环状部件21”与联接部件22”首尾的联接方式采用对接焊接和搭接焊接或螺栓组件25联接；

进一步地，在制造大功率环形高频变压器时，初级线圈的缺口环状部件21与次级线圈的缺口环状部件21”可以采用相间隔的夹绕方式也可以采用先绕初级线圈再绕次级线圈的独立分段方式。