技术领域

[0001] 本发明涉及电感元器件技术领域， 尤其涉及一种扁平线立绕电感线圈及立绕电 感器。

背景技术

[0002] 采用扁平线立绕的功率电感器， 近年来已经在光伏逆变器、 UPS、 直流充电粧 模块等各种高频大功率开关电源中得到广泛的 应用。 扁平导线的立绕绕线， 就 是将导线宽度远大于导线厚度的截面形状为长 方形的扁平导线， 如图 1所示， 导 线的宽度的法线方向， 沿着导线的厚度一侧进行折弯侧绕， 在特定的线圈整体 长度内实现较多匝数绕制的目的。

[0003] 随着上述各种高频大功率电源的高效率、 高功率密度、 高度集成化发展的需要 ， 电源整体的空间尺寸被极度压缩， 而在这些电源产品的电路里面， 必不可少 的功率磁元件的尺寸占据着电源体积的最显著 的尺寸空间， 这些功率电感元件 的尺寸的减小， 变成了电源产品的最重要的设计目标之一， 因此， 在保持相同 的电气性能指标的情况下， 如何进一步减小立绕式功率电感的体积、 降低电感 的功率损耗、 进而进一步降低立绕功率电感的成本， 是本发明的目的所在。

[0004] 图 2上部为常见的方形立绕电感线圈， 它由若干匝的弹簧式扁平线立绕而成， 其线圈的横向总长度 L， 扁平线的厚度为 t， 扁平线的宽度为 w， 其中宽度 w是扁 平线厚度 t的几倍至几十倍。 为了将宽厚比 w/t的扁平线沿图示方向进行立绕绕线 成型， 需要将具有一定圆角的立绕绕线机的绕线治具 紧靠扁平线内侧， 将扁平 线沿内侧折弯成型。 由于为使扁平线侧向折弯弯曲， 此时扁平线内侧壁将承受 巨大折弯应力， 而扁平线的厚度 t较薄， 单位面积所承受的折弯应力非常大， 折 弯的结果使得如同图 2下所示， 弯角内侧的扁平线被压扁形成 R角凹坑， 此时铜 线内侧厚度被挤压变厚， 根据扁平线宽厚比的大小， 越大宽厚比的扁平线， 其 内侧厚度与扁平线折弯前厚度 t之比 d/t就越远大于 1， 同时， 由于扁平线折弯外侧 的折弯行程远大于扁平线平均拐弯行程， 结果导致折弯角的外侧扁平线被拉伸 变薄， 这就是立绕后扁平线线圈出现线圈外侧缝隙大 ， 内侧变厚的原因。 对于 常用宽厚比 w/t在 3倍以上的扁平线， 特别在小 R角折弯后， d _> ：>t,使得线圈的最小 总长度 L=nxd»nxt （n为线圈匝数） ， 这样越小折弯半径， 即越小的折弯 R角的 立绕电感线圈， 相同匝数的线圈总的最小长度 L变得越长， 使得电感的长度尺寸 得不到有效控制。

发明概述

技术问题

问题的解决方案

技术解决方案

[0005] 本发明针对现有技术中的上述缺点， 提供了一种扁平线立绕电感线圈及立绕电 感器。

[0006] 一种扁平线立绕电感线圈， 由若干匝扁平线立绕而成， 所述扁平线内侧有削角

， 所述削角的面积之和为所述扁平线原始截面积 的 3~10%。

[0007] 优选地， 所述扁平线内侧两面有对称的所述削角。

[0008] 优选地， 所述扁平线的最小宽度 a大于所述扁平线的原始宽度 W的一半， 所述 扁平线的最小厚度 b大于所述扁平线的原始厚度 t的一半， 即 a>0.5W， b>0.5t。

[0009] 优选地， 所述扁平线的规格为 lmmx3mm， a=2/3W, b=0.6t。

[0010] 优选地， 所述扁平线的规格为 1.2mmx6mm， a=2/3W, b=2/3t。

[0011] 优选地， 所述扁平线的规格为 1.2mmx7mm， a=5/7W, b=2/3t。

[0012] 优选地， 所述扁平线的规格为 1.8mmx8mm， a=4.5/8W， b=1.3/1.8t。

[0013] 一种立绕电感器， 包括上述的扁平线立绕电感线圈、 装入所述扁平线立绕电感 线圈的中柱磁芯、 所述扁平线立绕电感线圈外侧将所述中柱磁芯 连接起来形成 闭合磁路的磁芯轭。

[0014] 优选地， 所述中柱磁芯由多段磁芯叠加而成， 多段磁芯间设有非导磁的气隙。

[0015] 优选地， 所述磁芯轭由多段磁芯叠加而成， 多段磁芯间设有非导磁的气隙。

发明的有益效果

有益效果 [0016] 与现有技术相比， 本发明的有益效果是： 本发明通过对扁平线单侧削角， 再将 薄面一侧向内， 绕线折弯治具紧靠扁平线薄面， 进行内折弯绕线， 从而确保 R角 折弯后立绕扁平线内侧部分变形后的厚度不会 超过导线的厚度 t， 就能够得到 L=n xt的立绕电感线圈， 而且线圈的铜线的截面积不会出现比较明显的 变小， 以保持 接近于常规立绕绕线的导线载流密度。

对附图的简要说明

附图说明

[0017] 图 1是现有技术中扁平线立绕电感线圈绕线方向� �意图；

[0018] 图 2是现有技术中扁平线立绕电感线圈与折弯角� �意图；

[0019] 图 3是本发明的扁平线的结构示意图；

[0020] 图 4是本发明的扁平线的截面示意图；

[0021] 图 5是本发明扁平线立绕电感线圈与折弯角示意� �；

[0022] 图 6是本发明扁平线立绕电感线圈与折弯角示意� �；

[0023] 图中： 1、 扁平线截面； 2、 扁平线原始截面； 3、 削角。

发明实施例

本发明的实施方式

[0024] 具体实施方式

[0025] 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部 的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳 动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。

[0026] 如图 3至 6所示， 一种立绕电感器， 包括扁平线立绕电感线圈、 装入所述扁平线 立绕电感线圈的中柱磁芯、 所述扁平线立绕电感线圈外侧将所述中柱磁芯 连接 起来形成闭合磁路的磁芯轭； 所述扁平线立绕电感线圈由若干匝扁平线立绕 而 成， 所述扁平线内侧一面有削角 3 , 所述削角 3的面积为所述扁平线原始截面 2面 积的 3~10%， 或所述扁平线内侧两面有对称的削角 3 , 所述削角 3的面积之和为所 述扁平线原始截面 2面积的 3~10% _; 所述扁平线的最小宽度 a大于所述扁平线的原 始宽度 W的一半， 所述扁平线的最小厚度 b大于所述扁平线的原始厚度 t的一半， 即 a>0.5W， b>0.5t。

[0027] 在一个实施例中， 所述扁平线的规格为 lmmx3mm， a=2/3W, b=0.6t。

[0028] 在一个实施例中， 所述扁平线的规格为 1.2mmx6mm， a=2/3W, b=2/3t。

[0029] 在一个实施例中， 所述扁平线的规格为 1.2mmx7mm， a=5/7W, b=2/3t。

[0030] 在一个实施例中， 所述扁平线的规格为 1.8mmx8mm， a=4.5/8W, b=1.3/1.8t。

[0031] 为了实现绕制后的线圈最小的总长度1^11 ， 本发明通过对扁平线单侧削角， 削角面积 （损失面积） 为所述扁平线原始截面积的 3~10%， 再将薄面一侧向内， 绕线折弯治具紧靠扁平线薄面， 进行内折弯绕线， 通过合理配置 a、 b与 w、 t的尺 寸比例， 从而确保 R角折弯后立绕扁平线内侧部分变形后的厚度� �会超过导线的 厚度 t， 就能够得到 L=nxt的立绕电感线圈， 而且线圈的铜线的截面积不会出现比 较明显的变小， 以保持接近于常规立绕绕线的导线载流密度。

[0032] 本发明的立绕电感线圈， 内插入磁芯条棒， 立绕电感线圈成直线方向， 磁芯沿 线圈长度方向不发生弯曲；

[0033] 本发明的立绕电感线圈、 磁芯中柱、 磁芯轭的组成方式有 4种基本实施形态： a ） 单绕组电感； b） 双绕组电感； c） 双绕组磁集成电感； d） 二绕组磁稱合电感

[0034] 本发明的双绕组、 多绕组电感的绕组间， 可以进行串联、 并联、 或串并联组合 ， 形成不同的新型电感电磁结构；

[0035] 本发明也可以将上述 4种基本实施形态进行各种组合， 形成多绕组线圈的电感 器；

[0036] 本发明构成绕组内部的中柱磁芯的截面形状， 不局限于将本发明的扁平线进行 长方形或正方形形状折弯绕线， 也适用于将折弯半径加大， 绕制成圆形、 椭圆 形、 方形等 3种基本中柱截面形状；

[0037] 本发明中柱磁芯、 磁芯轭的磁芯可由一段或多段磁芯叠加而成， 磁芯段间可插 入气隙。

[0038] 对于本领域技术人员而言， 显然本发明不限于上述示范性实施例的细节， 而且 在不背离本发明的精神或基本特征的情况下， 能够以其他的具体形式实现本发 明。 因此， 无论从哪一点来看， 均应将实施例看作是示范性的， 而且是非限制 性的， 本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明 限定， 因此旨在将落在权 利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化 囊括在本发明内。 不应将权利要 求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要 求。

[0039] 此外， 应当理解， 虽然本说明书按照实施方式加以描述， 但并非每个实施方式 仅包含一个独立的技术方案， 说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见， 本领 域技术人员应当将说明书作为一个整体， 各实施例中的技术方案也可以经适当 组合， 形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式 。