[发明专利]线圈

说明书

本披露涉及一种线圈(100)，该线圈包括：多部分导体(110)，该多部分导体具有(相对于其截面而言的)长延伸部，该多部分导体包括彼此电绝缘的两个或更多个导体(A，B)，其中，在该多部分导体(110)的截面中，所述两个或更多个导体(A，B)中的至少两个导体在中心轴线(120)的方向上彼此邻近地布置，其中，所述多部分导体(110)绕该中心轴线(120)缠绕多于一匝，使得该多部分导体(110)的第一部分(130)在该中心轴线(120)的方向上与该多部分导体(110)的第二部分(132)邻近地布置，并且其中，对于每一匝，所述两个或更多个导体(A，B)的所述邻近布置相对于彼此并且相对于该线圈(100)的中心轴线(120)的方向是相同的。

技术领域

本披露涉及一种线圈。更具体地，本披露涉及一种电磁线圈。

背景技术

电磁线圈是电导体，诸如呈线圈、螺线或螺旋形状的导线。电磁线圈用于电气工程中、用于电流与磁场相互作用的应用中、用于诸如电感器、电磁体、变压器和传感器线圈等设备中。

对于需要相对较大交流电流的应用，即有源前端输出滤波器的扼流圈、驱动器的输出滤波器的dU/dt扼流圈、有源谐波滤波器的电网侧扼流圈，将存在较大的时变磁场。这种磁场将通过电磁感应影响在电导体内流动的电流的分布。交变磁场在邻近导体中感应涡流，从而影响流过这些邻近导体的电流的分布。结果是电流集中在导体的距承载同一方向电流的附近导体最远的区域。与邻近导体对DC电流的电阻相比，这种所谓的邻近效应(proximity effect)可以显著增加这些邻近导体的AC电阻。效果随频率增加。在更高的频率下，导体的AC电阻可以很容易超过其DC电阻的十倍。此外，由于交流电流而感应的涡流也会影响单条导线内的电流分布。这种所谓的趋肤效应(skin effect)也将有助于增加导体的AC电阻。顾名思义，电流将主要在导体的“表皮”上流动。更具体地，电流将主要在导体的外表面与导体内被称为趋肤深度的水平之间流动。因此，趋肤效应和邻近效应实际上是相同的整体物理机制的结果，即由于时变磁场的存在而感应的涡流。

由于邻近效应和趋肤效应而增加的导体中的AC电阻对于高能量交流电流应用可能会成为一个重大问题。一个缺点是更高的电阻将在系统中引入不想要的功率损耗。这进而将在导体内生成不想要的热量，并从而升高系统的温度。此外，这将使线圈较为低效。

发明内容

因此，需要一种允许降低线圈导体内电流分布的不均匀性的经改进的线圈。因此，根据第一方面，提供了一种线圈，该线圈包括：多部分导体，该多部分导体具有相对于其截面而言的长延伸部，该多部分导体包括具有基本相等截面的彼此电绝缘的两个或更多个导体，其中，在该多部分导体的截面中，所述两个或更多个导体中的至少两个导体在中心轴线的方向上彼此邻近地布置，其中，所述多部分导体绕该中心轴线缠绕多于一匝，使得该多部分导体的第一部分在该中心轴线的方向上与该多部分导体的第二部分邻近地布置，并且其中，对于每一匝，所述两个或更多个导体的所述邻近布置相对于彼此并且相对于该线圈的中心轴线的方向是相同的。

该多部分导体充当传统线圈中的导线，但是该多部分导体的导体很大并且看起来更像弯曲的金属杆或金属带。该多部分导体中的该多个导体相当于传统线圈的导线中的线股。

该线圈可以是有利的，因为其有助于两个导体内部更均匀的电流分布。其原因之一是，在趋肤深度与导体大小相比较小的情况下，在该多部分导体内使用两个或更多个导体可以帮助更有效地分布电流，从而降低最大电流密度。另一个原因是，由于该多部分导体的缠绕方式，该两个或更多个导体相对于该线圈的边缘的位置发生了变化。因此，该多部分导体中的第一导体在第一部分中将位于靠近该线圈的边缘的位置，使得该第一导体沿该中心轴线的方向具有仅位于该第一导体的一侧的与该第一导体不同的导体。然而，在该多部分导体中的第二部分中，该第一导体将位于该线圈内部，使得该第一导体沿该中心轴线的方向具有位于该第一导体的两侧的与该第一导体不同的(多个)导体。