[发明专利]磁集成双电感器

说明书

技术领域

本发明涉及电感器，尤其是涉及一种磁集成双电感器。

背景技术

电感是电路中经常使用的电路元件。在某些场合的电路中，需要使用两个特 性完全相同的电感器。以图1所示的交错PFC(Power Factor Correct，功率因数 校正)方式的电压变换电路100而言，两个电感器101、102以并联方式接入电 路中。这一电路要求电感器101、102的特性完全相同。在以往的电路中，使 用两个分立的电感元件来分别构成电感器101、102，这存在电路变得大型的问 题。

为解决这一问题，已经提出了一种电感器，具有多组线圈，磁芯由分别被 多个线圈缠绕的多个线圈用臂、和与各线圈用臂的各个形成磁通的环的至少一 个共用臂一体地形成。将这样的电感器用于交错PFC方式的电压变换电路时， 与使用多个电感器的现有结构相比，能够将电感器的体积和接地面积抑制为较 小。

进一步，在这种电感器中被线圈缠绕的臂上形成有空气间隙(后文简称气 隙)。由于这一构造中气隙的存在，双电感器的电感值将随电流呈现如图2所 示的变化，即在电流变化的一个较长时间段保持不变，直到达到饱和而显著下 降。

然而，在交错PFC方式的变换电路中，期望双电感器的电感值不是呈现一 个稳定的水平而是灵活的变化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种每一电感器的电感值均可连续变 化的磁集成双电感器。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种磁集成双电感器，包 括两组线圈和磁芯。磁芯包括一体形成的两个线圈用臂和至少一个共用臂，每 一线圈用臂上分别缠绕一组所述线圈，共用臂分别与每一线圈用臂形成磁通 环。在每一线圈用臂上分别具有气隙，其中构成气隙的磁性材料的截面积沿着 线圈用臂线性变化。

在本发明的一实施例中，所述共用臂设置在所述磁芯的中央，所述线圈用 臂设在所述共用臂两侧。

在本发明的另一实施例中，所述共用臂设置在所述磁芯的周围，所述线圈 用臂设在所述共用臂内部。

在本发明的一实施例中，在构成所述气隙的磁性材料中，气隙一侧的磁性 材料呈柱体，气隙另一侧的磁性材料呈棱锥或圆锥形。

在本发明的一实施例中，在构成所述气隙的磁性材料中，气隙一侧的磁性 材料呈柱体，气隙另一侧的磁性材料具有棱锥或圆锥形槽。

在本发明的一实施例中，构成所述气隙的磁性材料包括多个层叠的磁性片， 相邻两个磁性片之间的局部区域置入非磁性垫片以构成V型子气隙，由多个所 述V型子气隙构成所述气隙。

在本发明的一实施例中，所述非磁性垫片交错布置在每一线圈用臂的不同 侧。

在本发明的一实施例中，所述磁芯的材料为软磁性铁氧体材料。

本发明由于采用以上技术方案，通过将磁集成双电感器的气隙设置成线性 变化，使得双电感器的电感值分别具有随电流大致呈线性变化的特性。这一磁 集成双电感器的好处之一是应用在交错PFC方式的电压变换电路时，可以抑制 高次谐波的产生。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发 明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1示出一种交错PFC方式的电压变换电路图。

图2示出现有集成双电感器中电感值随电流的变化曲线。

图3示出本发明一实施例的磁集成双电感器截面图。

图4A、4B示出本发明实施例的磁集成双电感器的示例性构造。

图5示出根据本发明实施例的具有磁集成双电感器的交错PFC方式的电压 变换电路。

图6示出本发明实施例的磁集成双电感器中电感值随电流的变化曲线。

具体实施方式

电感器的电感值通常由如下公式描述：

L＝μ₀μ_rN²A/l

其中，L为电感，单位亨利(H)；μ₀为自由空间的磁导率＝4π*10^-7H/m； μ_r为磁芯材料的相对磁导率；N为匝数；A为环绕的横断面积，单位平方米(m²)； l为线圈盘绕长度，单位米(m)。