全文摘要
本实用新型涉及开关电源技术领域，具体而言，涉及一种滤波电感和电源。本实用新型提供了一种滤波电感，包括，磁芯和绕组，绕组缠绕在磁芯上；磁芯包括多个叠加的形状相同的环形磁芯组；每个环形磁芯组包括多个相互拼接的矩形磁芯；绕组为丝包线，包括多根漆包线。相比现有技术中采用大铜线作为绕组，本实用新型的绕组采用丝包线，其中丝包线中包括多跟漆包线，从而可以减小电流的肌肤效应，增加电流的导通能力，提高功率密度。进而减小电源体积，提高功率密度。
主设计要求
1.一种滤波电感，其特征在于，包括：磁芯和绕组，所述绕组缠绕在所述磁芯上；所述磁芯包括多个叠加的形状相同的环形磁芯组；每个环形磁芯组包括多个相互拼接的矩形磁芯；所述绕组为丝包线，包括多根漆包线。
设计方案
1.一种滤波电感，其特征在于，包括：磁芯和绕组，所述绕组缠绕在所述磁芯上；
所述磁芯包括多个叠加的形状相同的环形磁芯组；每个环形磁芯组包括多个相互拼接的矩形磁芯；所述绕组为丝包线，包括多根漆包线。
2.根据权利要求1所述的滤波电感，其特征在于，所述磁芯的工作频率为1KHz-100KHz。
3.根据权利要求1所述的滤波电感，其特征在于，还包括夹在绕组当中的温度传感器，用于测量绕组的温度。
4.根据权利要求1所述的滤波电感，其特征在于，所述磁芯的材料为铁硅铝。
5.根据权利要求1所述的滤波电感，其特征在于，所述滤波电感的高度范围为165-175毫米。
6.根据权利要求1所述的滤波电感，其特征在于，还包括分别设置在两侧的两个金属支架；所述金属支架包括相互垂直的第一部分和第二部分；
所述第一部分与所述磁芯粘结；
所述第二部分与电路板连接以固定所述电感；
所述第二部分上设置有用于固定金属支架的孔。
7.根据权利要求1所述的滤波电感，其特征在于，所述滤波电感的宽度范围为125-135毫米。
8.一种电源，其特征在于，包括：如权利要求1至6任一项所述的滤波电感。
9.根据权利要求8所述的电源，其特征在于，还包括与所述滤波电感串联的负载。
10.根据权利要求9所述的电源，其特征在于，还包括与所述滤波电感串联的电容，所述电容与所述滤波电感构成复式滤波电路。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及开关电源技术领域，具体而言，涉及一种滤波电感和电源。
背景技术
从上个世界50年代开始，科学家一步步地发展和完善了目前的开关电源技术。随着电子技术的飞速发展，电子设备的体积不断地缩小，重量不断减轻，内部功率损耗也在不断地减小。开关电源作为一种非常重要的设备当然也不例外；在开关电源的技术领域当中，滤波是必不可少的一个环节。为了能够更好的满足电源中的大功率滤波的要求，电源中的滤波电感一般采用大直径环行磁芯，大直径铜线并绕的方式，电感器体积大发热量高，稳定性差。影响整个电源的体积，性能要求。当今世界各国，都提出了净化环境，净化电网，节约能源的号召；我国的开关电源技术目前还有很大的发展空间，所以很难实现高频化、低损耗、高功率密度、模块化的发展趋势。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种滤波电感，达到降低电感的发热量，减小电感体积的效果。
第一方面，本申请实施例提供了一种滤波电感，包括：磁芯和绕组，所述绕组缠绕在所述磁芯上；所述磁芯包括多个叠加的形状相同的环形磁芯组；每个环形磁芯组包括多个相互拼接的矩形磁芯；所述绕组为丝包线，包括多根漆包线。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中：所述磁芯的工作频率为1KHz-100KHz。以满足大功率电源1-100KHz的要求。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中：还包括夹在绕组当中的温度传感器，用于测量绕组的温度，从而实现了对于绕组的监控。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中：磁芯的材料为铁硅铝。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中：所述滤波电感的高度范围为165-175毫米。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中：还包括分别设置在两侧的两个金属支架；所述金属支架包括相互垂直的第一部分和第二部分；所述第一部分与所述磁芯粘结；所述第二部分与所述电路板连接以固定所述电感；所述第二部分上设置有用于固定金属支架的孔。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中：所述滤波电感的宽度范围为125-135毫米。
第二方面，本申请实施例还提供一种电源，包括：如上述的滤波电感。
结合第二方面，本申请实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中：还包括与所述滤波电感串联的负载。
结合第二方面，本申请实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中：还包括与所述滤波电感串联的电容，所述电容与所述滤波电感构成复式滤波电路。
本申请实施例提供的滤波电感，磁芯包括多个叠加的形状相同的环形磁芯组；每个环形磁芯组包括多个相互拼接的矩形磁芯；绕组为丝包线，包括多根漆包线。相比现有技术中采用大铜线作为绕组，本申请的绕组采用丝包线，其中丝包线中包括多跟漆包线，从而可以减小电流的肌肤效应，增加电流的导通能力，提高功率密度。
进一步，本申请实施例提供的滤波电感，通过在绕组当中设置的温度传感器，可以测量绕组的温度，从而实现了对应绕组的温度的监控。
进一步，本申请实施例提供的滤波电感，所述磁芯的工作频率为1KHz-100KHz。以满足大功率电源1-100KHz的要求。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本实用新型实施例所提供的一种滤波电感的示意图；
图2示出了本实用新型实施例所提供的滤波电感的丝包线示意图；
图3示出了本实用新型实施例所提供的滤波电感的磁芯组装示意图；
图4示出了本实用新型实施例所提供的另一种滤波电感示意图；
图5示出了本实用新型实施例所提供的另一种滤波电感的金属支架示意图；
图6示出了本实用新型实施例所提供的另一种滤波电感示意图；
图7示出了本实用新型实施例所提供的滤波电感中的骨架示意图；
图8示出了本实用新型实施例所提供的一种电源的示意图；
图9示出了本实用新型实施例所提供的另一种电源的示意图；
图10示出了本实用新型实施例所提供的电源中的复式滤波电路的示意图。
图示说明：
101-磁芯；102-绕组；201-丝包线；202-漆包线；301-粘结胶；401-传感器；402-金属支架；4021-金属支架的第一部分；4022-金属支架的第二部分；601-连接装置；801-滤波电感；802-电容；901-滤波电感；902-电容；1001-滤波电感；1002-第一电容；1003-第二电容。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
目前的开关电源中滤波电感，一般采用大直径环行磁芯，大直径铜线并绕的方式，电感器体积大发热量高，稳定性差。
基于此，本实用新型提供的一种滤波电感，可以降低电感的发热，提高电感的功率密度，从而缩小电感的体积。
为便于对本实施例进行理解，下面对本实用新型实施例进行详细介绍。
需要注意的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
另外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
参见图1所示的一种滤波电感，包括：磁芯101和绕组102；
所述绕组102缠绕在所述磁芯101上；
所述绕组102为丝包线，包括多根漆包线。
参见图2示出的本实用新型实施例所提供的滤波电感的丝包线示意图；
该丝包线201中包括了多根漆包线202。
其中，丝包线是指在导线或漆包绞合线外面绕包天然丝或纤维丝(尼龙、聚酯纤维、天然丝、自粘丝等)做绝缘层而制成的电磁线。丝包线内部包含了多根漆包线，漆包线是由导体和绝缘层两部组成，裸线经退火软化后，再经过多次涂漆，烘焙而成。
本申请采用如此绕组设计是为了避免集肤效应；
集肤效应又叫趋肤效应，当交变电流通过导体时，电流将集中在导体表面流过，这种现象叫集肤效应。
电流或电压以频率较高的电子在导体中传导时会聚集于总导体表层而非平均分布于整个导体的截面积中。
现有技术中，因为采用的大直径的铜导线，由于肌肤效应导致了绕组利用率低，发热量高；
而本申请的技术方案，丝包线中包含的漆包线的根数可以达到几百根或者上千根；根据实际功率需求情况的不同需要可以设置不同的根数，以满足实际情况的需要。
通过把大铜线化成了多跟漆包线来替代，从而避免了肌肤效应的消极影响。从而可以减小电流的肌肤效应，增加电流的导通能力，提高功率密度。
由于现有技术中是采用大磁芯来制作滤波电感，而本申请把大磁芯用多个小的矩形磁芯来替代；所述磁芯101包括多个叠加的形状相同的环形磁芯组；
每个环形磁芯组包括多个相互拼接的矩形磁芯；具体实施时，可以采用不同的尺寸的矩形磁芯来进行拼接。
其中，在一种实施方式中，参见图3所示的磁芯组装示意图；该磁芯包括了4个磁芯组；每个磁芯组包括6个矩形磁芯，这6个矩形磁芯通过拼接，组成了一个中空结构矩形环；相临的磁芯之间用粘结胶301来连接固定。相邻的磁芯组之间用粘结胶来连接固定。
具体实施时，可以根据实际情况的需要来决定采用矩形磁芯的数量。使用起来更加灵活，还可以采用不同尺寸的矩形磁芯，不一定采用同一种尺寸的矩形磁芯。
在一种实施方式中，丝包线中的漆包线的根数为1500-2000根。
在一种实施方式中，丝包线中的漆包线的根数为1800根。
为了提高电源的功率要求，在一种实施方式中，所述磁芯的工作频率为1KHz-100KHz。
为了实现对于绕组的监控，在一种实施方式中，还包括夹在绕组当中的温度传感器，用于测量绕组的温度。
参见图4所示的另一种滤波电感示意图，该滤波电感包括夹在绕组中的传感器401，传感器401为PT100。
具体实施时，将PT100的温度探头卷在绕组中间，引线伸出以传递检测的温度电信号，引线可以外接显示屏，以显示绕组的温度；或者外接电脑，控制器等以方便对于绕组的温度的监控以及及时报警，一旦绕组中的温度过高，则及时关断开关电源，避免滤波电感被烧毁而造成更大的损失。
在一种实施方式中，磁芯的材料为铁硅铝磁芯。
具体实施时，铁硅铝磁芯具有较高的性价比，与铁粉磁芯相比，具有更加低的磁芯损耗。
为了实现对于滤波电感的固定，将滤波电感固定在电路板上，在一种实施方式中，还包括分别设置在磁芯的两侧的两个金属支架402；
参见图5所示的金属支架示意图；所述金属支架402包括相互垂直的第一部分4021和第二部分4022；
所述第一部分4021与所述磁芯通过使用粘结胶进行粘结；
所述第二部分4022与电路板连接以固定所述电感；
所述第二部分4022上设置有用于固定金属支架的孔。
孔的形式可以有多种，可以是通孔，也可以是螺纹孔，具体实施时，可以用螺丝将金属支架固定在电路板上。
在第一部分4021上设置有通孔，参见附图6所示的另一种滤波电感示意图；
该滤波电感包括一设置在两个金属支架之间的连接装置601；
连接装置为连接杆，可以采用金属制作。
具体实施时，该连接杆可以穿过两个金属支架的第一部分上面设置的通孔，外侧用螺母紧固，加紧，从而实现了两个金属支架加紧磁芯的效果。
图6中还示出了四个引线端子分别是，A1、A2、B1、B2。
为了实现对于绕组的支撑作业，在一种实施方式中，还包括骨架，参见图7所示的骨架示意图，该骨架是由A、B、C三个形状的子部分拼接而成的；
子部分A为两个；子部分B为两个；子部分C为两个；六个子部分包裹在磁芯的六个表面；
具体实施时，以图3中的磁芯为例说明，可以用两个子部分A分别贴在该磁芯的前侧和后侧；
用两个子部分B分别贴在磁芯的左侧和右侧；
用两个子部分C分别贴在磁芯的上下侧；
从而从立体空间中实现对该磁芯的全面包围。
绕组缠绕在骨架上。骨架采用硬度比较大的塑料来制作。
在一种实施方式中，所述滤波电感的高度范围为165-175毫米。
在一种实施方式中，所述滤波电感的宽度范围为125-135毫米。
本申请的技术方案，减小了电感的体积，提高了电感的功率密度。在一种实施方式中，可以把电感的高度范围限制在165-175毫米的范围内。可以把电感的宽度范围限制在125-135毫米的范围内。
与滤波电感对应，本实用新型实施例还提供一种电源，包括：如上述的滤波电感。
在一种实施方式在，还包括与所述滤波电感串联的负载。参见附图8所述的一种电源示意图；
该电源包括滤波电感801和与该滤波电感串联的负载802；
其中，负载可以是整流电路，具体可以是二极管。
在开关电源模块中，滤波电感可以滤除各个频次的谐波，可以对尖峰电压、浪涌电流进行吸收，减小纹波电压对于。信号经过滤波之后，再经过整流电路，被整流成直流，从电源模块的输出端输出。
在一种实施方式中，该电源还包括整流电路，该整流电路接在滤波电感的前面，实现先整流，后滤波。
具体实施时，整流电路可以是一次整流电路，具体可以是四个二极管构成的整流桥；滤波电感可以连接在整流桥电路的输出端，作为滤波电感的输入端。
在一种实施方式中，参见图9所示的另一种电源的示意图；
该电源包括滤波电感901，还包括与该滤波电感串联的电容902，该电容902与该滤波电感901构成复式滤波电路。
其中，复式滤波电路是由电感和电容组合而成的一种滤波电路，具体可以有多种实现方式；
参见图10所示的一种复式滤波电路，该复式滤波电路包括：滤波电感1001、第一电容1002和第二电容1003；
该第一电容1002和第二电容1003是并联的结构；并联连接在滤波电感的输出端。
该复式滤波电路可以接在整流桥的后端，与整流桥一同构成开关电源的整流滤波电路。
本实用新型实施例提供的滤波电感，磁芯包括多个叠加的形状相同的环形磁芯组；每个环形磁芯组包括多个相互拼接的矩形磁芯；绕组为丝包线，包括多根漆包线。相比现有技术中采用大铜线作为绕组，本实用新型的绕组采用丝包线，其中丝包线中包括多跟漆包线，从而可以减小电流的肌肤效应，增加电流的导通能力，提高功率密度。
进一步，本实用新型实施例提供的滤波电感，通过在绕组当中设置的温度传感器，可以测量绕组的温度，从而实现了对应绕组的温度的监控。
进一步，本实用新型实施例提供的滤波电感，所述磁芯的工作频率为1KHz-100KHz。以满足大功率电源1-100KHz的要求。
本实用新型的软开关滤波电感器与传统滤波电感器比较，其设计更加适用大功率开关电源特性需求、相对体积小，散热好、功率密度大、效率高、分布参数一致性好、气隙灵活调整改变电感量；使用该电感器做成的软开关谐振电源便于调试生产，一致性好，生产效率高，性能稳定。
上述内容尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920010970.8
申请日:2019-01-03
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:95(青岛)
授权编号:CN209118896U
授权时间:20190716
主分类号:H01F 27/24
专利分类号:H01F27/24;H01F27/26;H01F27/28;H01F27/30;H01F27/40;H01F27/06
范畴分类:38B;
申请人:青岛杰瑞康达电子有限公司
第一申请人:青岛杰瑞康达电子有限公司
申请人地址:266000 山东省青岛市李沧区合川路52号415房间
发明人:魏彪;高立松
第一发明人:魏彪
当前权利人:青岛杰瑞康达电子有限公司
代理人:范彦扬
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类型名称:外观设计