[发明专利]高能量密度叠层电感及电感单元

权利要求书

1.一种高能量密度叠层电感，其特征在于：包括两个并列设置的外层磁体，两个外层磁体之间设有若干并列布置的表面积与外层磁体表面积相等的中部磁芯，相邻中部磁芯之间、外层磁体和最上部的中部磁芯之间以及最下部的中部磁芯和外层磁体之间都设有至少一条导电金属带，导电金属带为多条时彼此之间相互绝缘，相邻中部磁芯之间、外层磁体与中部磁芯之间除导电金属带外为空气或相对磁导率不大于10的绝缘物质；在相邻中部磁芯之间或外层磁体与中部磁芯之间的每条导电金属带的每一直段在对应的相邻中部磁芯之间或外层磁体与中部磁芯之间任意位置产生的磁动势F、磁通Φ、磁场强度B满足以下方程：

其中，磁动势F单位为AT，磁通Φ单位为Wb；磁场强度B单位为T；x为以该导电金属带的相应直段的中心为原点、以平行于外层磁体且垂直于导电金属带长度方向为横轴建立坐标系后在对应的相邻中部磁芯之间或外层磁体与中部磁芯之间任意点到坐标系纵轴的横向距离，单位为m，Ac为外层磁体的上表面积，单位为m²；γ和Z0为材料的固有属性，F₍₊₎，F_(-)分别为正向和反射的磁势大小；γ、Z0、F₍₊₎和F_(-)均为常数，表达式如下：

其中，R为磁阻，单位为H，G为磁导，单位为1/H，μ_c为磁芯的相对磁导率，Thick为磁芯的厚度，单位为m，Gap为对应的相邻两个中部磁芯之间或外层磁体与中部磁芯之间的间隙高度，单位为m，Len是磁芯的宽度，单位为m，μ₀为真空磁导率，I为输入电流，单位为A。

2.如权利要求1所述的一种高能量密度叠层电感，其特征在于：所述中部磁芯的厚度小于1mm；所述导电金属带厚度小于1mm，所述外层磁体厚度不小于中部磁芯的厚度。

3.如权利要求1所述的一种高能量密度叠层电感，其特征在于：所述上部外层磁体的下表面和下部外层磁体的上表面上分别设有绝缘层，中部磁芯的上下表面都设有绝缘层。

4.如权利要求1所述的一种高能量密度叠层电感，其特征在于：所述导电金属带呈U字形或折线形。

5.如权利要求4所述的一种高能量密度叠层电感，其特征在于：所述导电金属带呈U字形且中间连接部位于所述外层磁体的外侧。

6.如权利要求1-5中任意项所述的一种高能量密度叠层电感，其特征在于：所述外层磁体为由相对磁导率大于50的导磁体材料制成的外层磁体。

7.一种电感单元，其特征在于：包括两个并列设置的外层磁体，两个外层磁体之间设有至少一条导电金属带，导电金属带为多条时彼此之间相互绝缘，两个外层磁体之间除导电金属带外为空气或相对磁导率不大于10的绝缘物质；两个外层磁体之间任意点的磁动势F、磁通Φ、磁场强度B满足以下方程：

其中，磁动势F单位为AT，磁通Φ单位为Wb；磁场强度B单位为T；x为以导电金属带中心为原点、以平行于外层磁体且垂直于导电金属带长度方向为横轴建立坐标系后本电感单元内任意点到坐标系纵轴的横向距离，单位m，Ac为外层磁体的上表面积，单位m²；γ和Z0为材料的固有属性，F₍₊₎，F_(-)分别为正向和反射的磁势大小；γ、Z0、F₍₊₎和F_(-)均为常数，表达式如下：

其中，R为磁阻，单位H，G为磁导，单位1/H，μ_c为磁芯的相对磁导率，Thick为磁芯的厚度，单位为m，Gap为两个外层磁体的间隙的高度，单位为m，Len是磁芯的宽度，单位为m，μ₀为真空磁导率，I为输入电流，单位为A。

8.如权利要求7所述的一种电感单元，其特征在于：所述外层磁体的下表面和外层磁体的上表面上分别设有绝缘层。