[发明专利]组合的金属粉末磁芯及所构成的电感装置

说明书

组合的金属粉末磁芯及所构成的电感装置，包括上、下磁轭和布置在上、下磁轭之间的芯柱；其特征在于，上、下磁轭分别呈C型，上、下磁轭的两端部分别与两个芯柱对接组成磁回路，在它们之间的对接位置布置有气隙，气隙中央区域的间距小于周边位置的间距；与现有技术对比，由于磁轭呈C型，为此能够大大减少磁轭肩部位置的漏磁从而减少磁损；其次，由于让气隙周边位置的间距加大，让气隙的中央区域的磁阻远小于周边位置的磁阻从而让磁场向中央区域靠拢而减少漏磁，进而减少漏磁对周边铜线造成涡流。

技术领域

本发明涉及组合的金属粉末磁芯及所构成的电感装置。

背景技术

申请号为201880024695.3，名称为“电抗器”的发明专利，提出了两个问题的解决方案，第一个问题是将芯块3A、3B设置为由包含磁性粉末和树脂的复合材料的成形体形成，复合材料的成形体由于在磁性粉末的粉末粒子间夹设有树脂，因此能够降低相对磁导率，因此，在构成磁芯3的芯块3A、3B为复合材料的成形体的情况下，不需要在磁芯3(例如芯 块3A、3B间)设置用于调整电抗器1的电感的间隔，或者即使假设设置间隔，间隔也可以较小。由此，在磁芯3(内侧芯部31)难以产生漏磁通，能够减小卷绕部2c的内周面与内侧芯部 31的外周面之间的间隙34。也就是说通过改善复合材料的成形体的材料特性让磁芯之间间隙可以很小或没有从而改善漏磁通问题；第二个问题是，披露了将其内侧芯部31的角部313也予以倒角的结构。通过内侧芯部31的角部313被倒角而角部313处的间隙34增大，容易确保树脂的流路(流路截面积)，内侧树脂部41的形成变得容易。内侧芯部31的角部313使磁通难以流动，难以作为有效磁路发挥作用，因此对有效磁路的影响比较小。因此，通过内侧芯部31的角部313被倒角，能够确保树脂的流路并有效地抑制有效磁路截面积的减少。也就是说通过角部313被倒角来改善磁芯本体的磁路路径上的磁通难以流动，实际就是沿磁芯本体延伸的从上到下的磁路方向上设置倒角从而让漏磁通难以形成。

对于车载升压电感、光伏逆变器电感、充电桩PFC电感等运行于大电流、大功率、高功率密度的应用场合，这些电感客观上要求具有极高的电感电流乘积系数L*I，以防止大电流工作条件下，电感量的急剧下降带来的问题。为了实现这类的功率电感的设计，组成这类电感的磁芯材料一般均采用上述现有技术已经披露的方案及采用磁导率比较低（μr：20~200）的金属压粉磁芯设计而成；但是为了提高其大电流的运用能力，必须在磁芯的拼接处有意引入一定毫米数的非导磁空间作为磁芯气隙。但所谓的非导磁空间内的物质例如空气等，并非完全阻断磁芯气隙中磁场，这些物质由于其相对导磁率ur接近真空的相对导磁率为1，相对于组合磁芯的较低导磁率的情况下，这些所谓的被视为非导磁性的物质甚至是真空的空间，虽然磁阻较大但依然成为重要的磁通分流的能力，这种现象常常被解释成漏磁。在高频大电流激励下，这些磁芯气隙处的非导磁性物质或空间内流通的交变磁通，很大一部分漏磁磁通会直接穿透周边的绕组线圈的铜线表面，由于线圈绕组的大电流应用，绕组铜线形状粗大，在线圈上会形成严重的涡流损耗。

发明内容

为了显著改善因大电流、高功率密度的应用场合导致增大气隙，进而导致气隙周边大量的漏磁通穿透铜导线表面形成的涡流的影响，本发明首先提出一种通过修改磁芯磁路拼接处的磁芯形状的解决方案，组合的金属粉末磁芯，包括上、下磁轭和布置在所述上、下磁轭之间的芯柱；其特征在于，所述上、下磁轭分别呈C型，所述上、下磁轭的两端部分别与两个所述芯柱对接组成磁回路，在它们之间的对接位置布置有气隙，所述气隙中央区域的间距小于周边位置的间距。

其中，所述磁轭呈C型，实际上定义了所述磁轭的两边肩倒角让所述磁轭从整体上看呈C型。所述磁轭肩部被倒角，能够大大减少该部位出现的漏磁从而不仅减少磁损，更重要的是在大功率运行时不会让漏磁大量地对周围的其它含有磁筹的零件例如铁件、铜线造成严重的涡流损害。