本實用新型屬于電源電感技術領域,特別是涉及諧振電感和電源。
背景技術:
在大功率電源中,LLC電源應用最為廣泛,采用LLC諧振電路,可以大大減少開關管的開通損耗,從而提高效率;由于開關損耗低,開關頻率可以提高,從而可以減小磁性元件的體積,同時也可以減小濾波電容,減少輸出濾波電感,成本減少。
LLC諧振電感可以采用漏感內(nèi)置電感,也可以采用單獨外置電感。
內(nèi)置諧振電感,電源主變壓器利用其自身漏感作為諧振電感,主變的功率密度會因諧振電感占用部分空間而打折,成本上雖然省掉了一付繞制諧振電感的磁芯,但功率密度打折后需采用更大的磁芯做主變,在大功率應用時主變結構不好設計且會帶來主變溫升高散熱難等問題,使其在成本上沒有太大優(yōu)勢。
外置諧振電感,雖然需要多一付磁芯繞制諧振電感,但其主變可以不需要加氣隙,主變的功率密度相對大些,在大功率小體積電源應用中設計更靈活一些。
在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中,發(fā)明人發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有技術至少存在以下問題:
采用高導磁材料鐵氧體磁芯來繞制的電感,如以PQ26磁芯設計的諧振電感為例,通常情況下如圖1所示,氣隙開在磁芯中柱上,銅線纏繞在磁芯上時,同樣纏繞在氣隙上,在電感氣隙附近存在擴散磁通,會使臨近的繞組 產(chǎn)生渦流,導致繞組損耗(銅損)增加,因此,設計外置諧振電感時會遇到諧振電感發(fā)熱導致嚴重發(fā)燙的問題,即使在功率管以及主變溫度很低的情況下。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型實施例所要解決的一個技術問題是:本技術是在繞組布置上改進諧振電感,解決諧振電感發(fā)熱的問題。
根據(jù)本實用新型實施例的一個方面,提供的一種諧振電感,包括:磁芯和纏繞在磁芯上的繞組,所述磁芯上設置有一個以上的氣隙;所述繞組纏繞在磁芯非氣隙的位置。
基于上述電感的另一實施例中,所述磁芯上設置有一個氣隙,所述氣隙設置在磁芯上方,所述繞組纏繞在磁芯下方,所述繞組接近氣隙的一端與氣隙間隔設定距離。
基于上述電感的另一實施例中,所述磁芯上設置有一個氣隙,所述氣隙設置在磁芯下方,所述繞組纏繞在磁芯上方,所述繞組接近氣隙的一端與氣隙間隔設定距離。
基于上述電感的另一實施例中,所述磁芯上設置有兩個以上的氣隙,所有所述氣隙設置在磁芯結合處;所述磁芯結合處一側或兩側的磁芯墊氣隙;每個所述氣隙的大小小于磁芯上設置一個氣隙時氣隙的大小。
基于上述電感的另一實施例中,所述墊氣隙采用非導磁絕緣材料進行墊氣隙。
基于上述電感的另一實施例中,所述繞組包括多股導電線,每股所述導電線的直徑小于繞組為一股導電線的導電線直徑。
基于上述電感的另一實施例中,所述繞組到氣隙的距離為氣隙大小的三倍。
根據(jù)本實用新型實施例的另一個方面,提供的一種電源,其特征在于, 包括如上所述的諧振電感。
基于本實用新型上述實施例提供的諧振電感,通過將繞組避開氣隙進行纏繞,可避免產(chǎn)生擴散磁通,繞組不會產(chǎn)生渦流,繞組的損耗(銅損)不會增加,因此,解決了諧振電感發(fā)熱的問題。
下面通過附圖和實施例,對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
附圖說明
構成說明書的一部分的附圖描述了本實用新型的實施例,并且連同描述一起用于解釋本實用新型的原理。
參照附圖,根據(jù)下面的詳細描述,可以更加清楚地理解本實用新型,其中:
圖1是現(xiàn)有技術中諧振電感的結構示意圖。
圖2為本實用新型諧振電感的一個實施例結構示意圖。
圖3為本實用新型諧振電感的另一個實施例結構示意圖。
圖4為本實用新型諧振電感的又一實施例的結構示意圖。
具體實施方式
現(xiàn)在將參照附圖來詳細描述本實用新型的各種示例性實施例。應注意到:除非另外具體說明,否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數(shù)字表達式和數(shù)值不限制本實用新型的范圍。
同時,應當明白,為了便于描述,附圖中所示出的各個部分的尺寸并不是按照實際的比例關系繪制的。
以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的,決不作為對本實用新型及其應用或使用的任何限制。
對于相關領域普通技術人員已知的技術、方法和設備可能不作詳細討 論,但在適當情況下,所述技術、方法和設備應當被視為說明書的一部分。
應注意到:相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項,因此,一旦某一項在一個附圖中被定義,則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步討論。
圖2為本實用新型諧振電感的一個實施例結構示意圖,如圖2所示,該實施例包括,磁芯1和纏繞在磁芯1上的繞組2,所述磁芯1上設置有一個氣隙11;所述繞組2纏繞在磁芯1非氣隙的位置。
上述實施例提供的諧振電感,通過將繞組避開氣隙進行纏繞,可避免產(chǎn)生擴散磁通,繞組不會產(chǎn)生渦流,繞組的損耗(銅損)不會增加,因此,解決了諧振電感發(fā)熱的問題。
上述實施例所述諧振電感在具體示例中,所述氣隙11設置在磁芯1上方,所述繞組2纏繞在磁芯1下方,所述繞組2接近氣隙11的一端與氣隙間隔設定距離。此設定距離可根據(jù)需要進行調(diào)整,因為磁芯內(nèi)部空間有限,繞組以盡量遠離氣隙為基準;通常繞組與氣隙的距離為氣隙大小的三倍效果最佳。
本實施例中采用將氣隙11設置在磁芯1上方,此時為了避開氣隙11,繞組2纏繞在磁芯下方位置,盡量遠離氣隙,這種設置和纏繞方式便于設計和實施,但能達到預想不到的效果,減少了繞組損耗,解決了諧振電感發(fā)燙的問題。適用的磁芯種類包括PQ和PQI,EE和EI等磁芯。
圖3為本實用新型所述諧振電感的另一實施例的結構示意圖。如圖3所示,該實施例包括,磁芯1和纏繞在磁芯1上的繞組2,所述磁芯1上設置有一個氣隙11;所述繞組2纏繞在磁芯非氣隙的位置。
所述氣隙11設置在磁芯1下方,所述繞組2纏繞在磁芯1上方,所述繞組2接近氣隙11的一端與氣隙11間隔設定距離。
上述實施例提供了將氣隙11設置在磁芯下方的技術方案,相應的,繞組 為了避開氣隙11纏繞在磁芯1上方,此時,繞組2與氣隙11的距離同樣是越大越好,但受限制于磁芯1內(nèi)部空間。
上述實施例所述諧振電感在具體示例中,所述繞組2到氣隙11的距離為氣隙11寬度的三倍。
根據(jù)磁芯1內(nèi)部空間和繞組2設置,繞組與氣隙的距離為氣隙大小的三倍效果最佳。
圖4為本實用新型所述諧振電感的又一實施例的結構示意圖。如圖4所示,該實施例包括,磁芯1和纏繞在磁芯1上的繞組2,所述磁芯1上設置有三個氣隙11;所述繞組2纏繞在磁芯1非氣隙的位置。
所述磁芯1上設置有三個氣隙11,所有所述氣隙11設置在磁芯1結合處;所述磁芯1結合處一側或兩側的磁芯墊氣隙;每個所述氣隙11的大小小于磁芯1上設置一個氣隙11時氣隙的大小。
本實施例所述諧振電感采用多個小氣隙11替代一個大氣隙11,此時每個小氣隙11的大小小于上述兩個僅設置一個氣隙的實施例中的氣隙的大小。將大氣隙分散為小氣隙,減小了氣隙的大小,使擴散磁通更加小更加遠離繞組,減少繞組損耗,諧振電感發(fā)燙的情況進一步得到改善。
上述又一實施例所述諧振電感在具體示例中,所述墊氣隙采用非導磁絕緣材料進行墊氣隙。
要使氣隙11的大小變小,通常采用墊氣隙的方式實現(xiàn),而采用非導磁絕緣材料進行墊氣隙,不會影響磁芯和繞組的正常工作,也不會產(chǎn)生多余的消耗。
上述實施例所述諧振電感在具體示例中,所述繞組2到氣隙11的距離為氣隙11寬度的三倍。
根據(jù)磁芯1內(nèi)部空間和繞組2設置,繞組與氣隙的距離為氣隙大小的三倍效果最佳。
本實用新型所述諧振電感的還一實施例。該實施例包括在上述實施例的 基礎上,所述繞組2包括多股導電線,每股所述導電線的直徑小于繞組2為一股導電線的導電線直徑。
考慮到繞線的趨膚效應以及散熱效果,將繞組采用多股導電線進行纏繞組成,其中每股導電線的直徑變小,即采用多股較細的導電線代替一股較粗的導電線,此技術手段更利于散熱及減小損耗,且繞組改用多股細線更軟,更易于操作。導電線股數(shù)與直徑根據(jù)電流需求進行調(diào)整,而且導電線的股數(shù)增加后,雖然單股線經(jīng)變小,但是在滿足流通電流以及感量不變的前提下,往往繞線會變粗,繞制電阻時還要考慮磁芯的內(nèi)部空間,所以通常根據(jù)實際情況進行調(diào)整導電線的直徑和股數(shù)。
本實用新型所述電源的一個實施例。該實施例包括上述任意一個實施例所述的諧振電感。所述諧振電感為外置諧振電感。
本實用新型提供的電源解決了電源在外置諧振電感時,遇到的諧振電感發(fā)熱的問題,在成本和技術上具有絕對優(yōu)勢。
本說明書中各個實施例均采用遞進的方式描述,每個實施例重點說明的都是與其它實施例的不同之處,各個實施例之間相同或相似的部分相互參見即可。
本實用新型的描述是為了示例和描述起見而給出的,而并不是無遺漏的或者將本實用新型限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領域的普通技術人員而言是顯然的。選擇和描述實施例是為了更好說明本實用新型的原理和實際應用,并且使本領域的普通技術人員能夠理解本實用新型從而設計適于特定用途的帶有各種修改的各種實施例。