CN115621010A - 一种大功率电感 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种大功率电感，该大功率电感包括有呈闭合环路的磁芯组件及穿设于磁芯组件的闭合环路空间的导体组件，导体组件包括具有两端的第一导体和具有两端的第二导体，第一导体的其中一端从磁芯组件外侧折返弯曲和第二导体的对应端彼此连接为一体。通过第一导体的其中一端从磁芯组件外侧折返弯曲和第二导体的对应端彼此连接，以形成通体的线形导体组件，实现导体组件在有限空间内的绕匝效果，从而由绕匝带来几何级数的感量倍增，改善了磁环感量不理想的问题，节省了空间及成本。
Description
技术领域
本申请涉及电器元件的领域，尤其是涉及一种大功率电感。
背景技术
电感是能够把电能转化为磁能而存储起来的，由磁芯和绕组组成。环形电感的感量大小取决于磁芯的感量和绕组的匝数，按照如下的计算公式：
L=AL*N²，其中：
L——环形电感的感量
AL——磁芯的感量
N——绕组的匝数
由以上公式可以看出，磁芯感量不变，电感的感量与绕组匝数的平方成正比。
如图1所示，环形电感包括环形磁芯和缠绕在环形磁芯上的绕组。为了能够通过大流量的电流，大功率电感的绕组往往线径很大，但多股软线的载流量有限，所以大功率电感的母线通常为成矩形截面的铜排。如图2所示，现有技术中，大功率电感往往通过铜排直接穿过环形磁芯，而这种直穿式的电感的感量只是一只磁环的感量，远远达不到理想的感量。
铜排在通常情况下都比较硬，难以像多股软线一样任意的缠绕在磁环上形成多匝结构。而软线的载流量有限，若想要通过大流量的电流，则需要增大软性的直径。但是在增大软线直径的同时，软线的硬度也会相应增加，将硬度较大的导线缠绕在磁芯上也较为困难。目前，随着大电流场景的电感的需求在不断增加，铜排因为能够通过大流量的电流成为大功率电感的导体的首选的方案，但是铜排的多匝结构却难以实现，使得大功率电感的感量达不到理想感量。
发明内容
为了实现大功率电感的导体多匝缠绕，本申请提供一种大功率电感。
本申请提供的一种大功率电感采用如下的技术方案：
一种大功率电感，包括有呈闭合环路的磁芯组件及穿设于所述磁芯组件的闭合环路空间的导体组件，所述导体组件包括具有两端的第一导体和具有两端的第二导体，所述第一导体的其中一端从所述磁芯组件外侧折返弯曲和所述第二导体的对应端彼此连接为一体。
通过采用上述技术方案，作为绕组的导体组件由第一导体和第二导体组成，第一导体和第二导体从磁芯组件的闭合环路空间内穿过后，通过第一导体的其中一端从磁芯组件外侧折返弯曲和第二导体的对应端彼此连接，以形成通体的线形导体组件，实现导体组件在有限空间内的绕匝效果，从而由绕匝带来几何级数的感量倍增，改善了磁环感量不理想的问题，节省了空间及成本。
可选的，所述第二导体用于与所述第一导体连接的一端沿着所述磁芯组件的径向延伸并绕转避开所述第一导体的位于所述磁芯组件内侧的一端后到达所述第一导体位于所述磁芯组件外侧的一端位置，以与所述第一导体的对应端连接，所述第一导体与所述第二导体连接后形成一层绕匝。
通过采用上述技术方案，因为大功率电感的导体组件线径较大，而磁芯组件的闭合环路空间的空间有限，第一导体和第二导体在穿设磁芯组件的闭合环路空间时，可能会出现部分重叠或完全重叠的情况，因此，在第一导体的其中一端从磁芯组件外侧折返弯曲和第二导体的对应端连接时，第二导体会受到第一导体的干涉。上述技术方案通过第二导体沿着所述磁芯组件的径向方向延伸并绕转以避开第一导体的干涉，从而实现与第一导体的连接，继而实现导体组件在有限空间内的绕匝效果，改善了磁环感量不理想的问题，节省了空间及成本。
可选的，所述磁芯组件为圆形或椭圆形环状或跑道型环状或方管状。
通过采用上述技术方案，圆形、椭圆形环状、跑道型环状和方管状的磁芯均形成有可供导体组件绕匝的环壁。
可选的，所述第一导体和所述第二导体为横截面为矩形的导体。
通过采用上述技术方案，增大第一导体和第二导体能够通过的电流的流量。
可选的，所述第一导体和所述第二导体均为垂直于厚度方向的面折弯绕匝，其中，所述厚度方向为所述第一导体、所述第二导体(22)最短边的长度方向。
通过采用上述技术方案，横截面为矩形的导体在绕匝时，使其垂直于厚度方向的面折弯绕匝，从而在有限的空间内，尽可能的提高可绕设的导体组件的规格，以增大第一导体和第二导体能够通过的电流的流量。
可选的，所述第一导体垂直于厚度方向的面与所述第二导体垂直于厚度方向的面相连，其中，所述垂直于厚度方向的面为垂直于所述第一导体、所述第二导体最短边的面。
通过采用上述技术方案，增大了电流由第一导体流通至第二导体的流通路径，以实现更大流量的电流流通。
可选的，所述磁芯组件设置有多个所述导体组件，多个所述导体组件依次串联并形成大于两匝的绕匝结构。
通过采用上述技术方案，在第一导体和第二导体之外，磁芯组件设置有相同连接特征的更多数量的导体彼此相连，形成大于两匝的绕匝结构。导体组件形成多匝缠绕，提高了大功率电感的感量。
可选的，所述磁芯组件对称设置有所述导体组件。
通过采用上述技术方案，以形成共模电感。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过第一导体的其中一端从磁芯组件外侧折返弯曲和第二导体的对应端彼此连接，以形成通体的线形导体组件，实现导体组件在有限空间内的绕匝效果，从而由绕匝带来几何级数的感量倍增，改善了磁环感量不理想的问题，节省了空间及成本。
2.通过第二导体沿着磁芯组件的径向方向延伸并绕转以避开第一导体的干涉，从而实现与第一导体的连接。
附图说明
图1是现有技术中的环形电感的结构示意图。
图2是现有技术中的大功率电感的结构示意图。
图3是一种大功率电感的结构示意图。
图4是导体组件的结构示意图。
图5是第二导体的结构示意图。
附图标记说明：1、磁芯组件；2、导体组件；21、第一导体；22、第二导体；23、U型连接端；24、第一引脚；25、第二引脚。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种大功率电感。参照图3，该大功率电感包括有磁芯组件1和导体组件2，磁芯组件1为环状，导体组件2用于导通电流，导体组件2弯折缠绕至磁芯组件1的环壁上。
在不同的实施例中，磁芯组件1可以包括不同数量的环状磁芯，环状磁芯的数量依据所需大功率电感的感量设置，可以设置一个环状磁芯，也可以设置多个环状磁芯，若设置多个环状磁芯，则多个环状磁芯可以同轴设置（图上未示出）。在不同的实施例中，磁芯可以为不同的环状，但凡能够形成有供导体组件2缠绕的环壁即可，磁芯可以为圆形、椭圆形环状，也可以为跑道形环状或方管状。
导体组件2用于导通电流。在不同的实施例中，导体组件2可以为不同的材料制成，但凡具备优良的导电性即可，作为示例的，导体组件2可以为铜制成，采用铜制作导体组件2是因为铜金属具有优良的导电性，且易于加工成长方体板状导体。
参照图3和图4，在不同的实施例中，导体组件2可以通过不同的方式绕制于磁芯组件1的环壁上，作为示例的，导体组件2包括有具有两端的第一导体21和具有两端的第二导体22，第一导体21和第二导体22均穿设于磁芯组件1的闭合环路空间。第一导体21的其中一端从磁芯组件1外侧折返弯曲形成有U型状的导体，第二导体22与第一导体21位于磁芯组件1外侧的一端相连接。具体的，第一导体21位于磁芯组件1内侧的一端沿磁芯组件1的轴向朝向远离磁芯组件1的方向延伸，且外延部分形成有电感的第一引脚24。如此设置，电流能够通过第一引脚24流入第一导体21，并穿入磁芯组件1的闭合回路后，再沿着第一导体21的流出磁芯组件1的闭合回路，后再经由第二导体22流入磁芯组件1的闭合回路，最后经由第二导体22穿设出磁芯组件1的闭合回路，完成电流绕匝。
参照图3和图5，第二导体22与第一导体21连接，在不同的实施例中，第二导体22用于与第一导体21连接的一端可以为不同的形状，但凡能够与第一导体21相连接，且能够避开第一导体21的干涉即可，作为示例的，第二导体22用于与第二导体22连接的一端沿磁芯组件1的径向延伸后折弯形成有U型连接端23，第一导体21位于磁芯组件1内侧的一端穿设于U型连接端23的间隙中。如此设置，第二导体22避开了第一导体21的干涉，且实现了与第一导体21的连接，从而实现了导体组件2在有限的空间内的绕匝，改善了磁环感量不理想的问题，节省了空间成本。参照图1，具体的，第二导体22远离U型连接端23的一端沿磁芯组件1的轴向朝向远离磁芯组件1的方向延伸，且外延部分形成有电感的第二引脚25。
需要特别说明的是，上述的第一导体21和第二导体22都是在组装之前就预加工成弯曲形状，第一导体21的形状与第二导体22形状相配合，第一导体21的尺寸和第二导体22的尺寸相配合，以保证二者在绕制后互相不干涉，以及和磁芯组件1不干涉。以使得组合以后二者的对应端可以直接结合而无需对其形状进行现场加工，同时也能够使该大功率电感在规模化生产制造中易于实现。第一导体21和第二导体22在组装前均预加工保证了结构尺寸精准，且加工成本较低。下述的说明中也应默认认为第一导体21的形状尺寸和第二导体22的形状尺寸是经过事先设计计算且进行过预加工的。
参照图3和图4，为了能够在有限的空间内，尽可能的提高可绕设导体组件2的规格，以增大能够通过电感的电流，具体但非限定性地提出一种结构，磁芯组件1为椭圆形环状，第一导体21和第二导体22的横截面均为矩形，第一导体21和第二导体22均为垂直于厚度方向的面折弯，且第二导体22相对于第一导体21位于磁芯组件1内侧的部分设置。在有限的空间内，尽可能的提高第一导体21的厚度和宽度和第二导体22的厚度和宽度，便可增大电流的流通路径，进而提高通过第一导体21和第二导体22的电流的通量。具体的，为了能够增大电流由第一导体21流通至第二导体22的流通路径，第二导体22用于与第一导体21连接的一端的垂直于厚度方向的面与第一导体21垂直于厚度方向的面贴合，增大了第一导体21与第二导体22的接触面积，进而提高了由第一导体21流向第二导体22的电流通量。
为了能够提高大功率电感的感量，磁芯组件1可以设置有多个导体组件2，多个导体组件2依次串联（图上未示出），也就是再在第一导体21和第二导体22之外，磁芯组件1采用相同连接特征的更多数量的导体彼此相连，形成有大于两匝的绕匝结构。导体组件2的数量依据所需大功率电感的感量设置。具体的，导体组件2形成的绕匝结构可以设置两个，两个绕匝结构镜像设置于磁芯组件1相对的两部分，并形成共模电感。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种大功率电感，包括有呈闭合环路的磁芯组件(1)及穿设于所述磁芯组件(1)的闭合环路空间的导体组件(2)，其特征在于，所述导体组件(2)包括具有两端的第一导体(21)和具有两端的第二导体(22)，所述第一导体(21)的其中一端从所述磁芯组件(1)外侧折返弯曲和所述第二导体(22)的对应端彼此连接为一体。
2.根据权利要求1所述的一种大功率电感，其特征在于，所述第二导体(22)用于与所述第一导体(21)连接的一端沿着所述磁芯组件(1)的径向延伸并绕转避开所述第一导体(21)的位于所述磁芯组件(1)内侧的一端后到达所述第一导体(21)位于所述磁芯组件(1)外侧的一端位置，以与所述第一导体(21)的对应端连接，所述第一导体(21)与所述第二导体(22)连接后形成一层绕匝。
3.根据权利要求1或2所述的一种大功率电感，其特征在于，所述磁芯组件(1)为椭圆形环状或跑道型环状或方管状或圆形。
4.根据权利要求2所述的一种大功率电感，其特征在于，所述第一导体(21)和所述第二导体(22)为横截面为矩形的导体。
5.根据权利要求4所述的一种大功率电感，其特征在于，所述第一导体(21)和所述第二导体(22)均为垂直于厚度方向的面折弯绕匝，其中，所述厚度方向为所述第一导体(21)、所述第二导体(22)最短边的长度方向。
6.根据权利要求4所述的一种大功率电感，其特征在于，所述第一导体(21)垂直于厚度方向的面与所述第二导体(22)垂直于厚度方向的面连接，其中，所述垂直于厚度方向的面为垂直于所述第一导体(21)、所述第二导体(22)最短边的面。
7.根据权利要求1或2或4或5或6所述的一种大功率电感，其特征在于，所述磁芯组件(1)上设置有多个所述导体组件(2)，多个所述导体组件(2)依次串联并形成大于两匝的绕匝结构。
8.根据权利要求7所述的一种大功率电感，其特征在于，所述磁芯组件(1)对称设置有所述导体组件(2)。
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2022
- 2022-10-31 CN CN202211344151.XA patent/CN115621010A/zh active Pending
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