专利名称：一种提高气隙磁芯电感系数的方法
技术领域：
本发明涉及磁芯，特别涉及提高气隙磁芯电感系数的方法。
背景技术：
磁芯:磁芯是指由各种氧化铁混合物组成的一种烧结磁性金属氧化物。磁芯的用途极广，从上世纪80年代开始，计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入上世纪90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，家用电器中，像彩电、路由器、手机充电等都采用了开关电源供电，更促进了开关电源技术、磁芯技术的迅速发展。这么多开关电源中，对磁芯的要求也是各不相同的，像常见的反激变换器(FLY-BACK)中，就需要对磁芯开一个相对较大的气隙来储存能量，同时调节电感量来达到设计要求，像一些用谐振技术工作的开关电源，如反激准谐振变换器，或LLC谐振变换器，都需要调节气隙来获得合适的电感量。也有一些开关电源和其它用途，在工作时磁芯是不需要气隙的，如1955年美国罗耳队G.H.Royer)发明的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器，也作Royer电路；以及1957年美国查赛(Jen Sen，有的地方译作“井森”)发明的自激式推挽双变压器电路，后被称为自振汤Jensen电路或Jensen电路；这两种电路，后人统称为自激推挽式变换器。自激推挽式变换器的相关工作原理在电子工业出版社的《开关电源的原理与设计》第67页至70页有描述，该书ISBN号7-121-00211-6。电路的主要形式为上述著名的Royer电路和自振荡Jensen电路。上述Royer、Jensen电路的特点为:利用磁芯饱和特性进行推挽振荡，变压器输出波形为近似方波，电路的变换效率较高。磁芯要在特定的时间瞬间接近饱和状态，所以无法采用存在气隙的磁芯。上述自激推挽式变换器必需使用磁饱和式磁芯，而磁芯加气隙是公知的抗磁饱和的手段。另一种不利用磁芯饱和特性进行推挽振荡的自激推挽式变换器，在人民邮电出版社1990年出版，王桂英编著的《电源变换技术》第57页至70页有描述，该书ISBN号为7-115-04229-2/TN 353。在该书中57页第三节的第三段第二行(图2-28上的第三行)已提到:变压器工作在非饱和状态，变压器的体积比较大。自激推挽式变换器在目前的开关电源领域中，由于在小信号模型中，唯一的交流小信号输入阻抗为正的电源，而其它开关电源的交流小信号输入阻抗为负，交流小信号输入阻抗为负的开关电源并联使用时极不方便，自激推挽式变换器的交流小信号输入阻抗为正，并联、级联使用极为方便，所以得到广泛使用。2011年，全球工业领域新增近7000万只自激推挽式变换器微功率电 源模块中，几乎全部采用磁路闭合的磁环绕制变压器。这里所述的磁路闭合,也作磁通闭合,是指磁通都在磁材中穿过,没有经过极低导磁率的如空气这样介质。
再如，像网络变压器，如以太网用的RJ45集成变压器，接口变压器，也是采用无气隙的磁环绕制的。再如,优质共模电感(Common mode Choke),也叫共模扼流圈，有的文献又叫共轭电感，也是无气隙的磁环绕制的，以期获得最大电感量；共模电感也有对性能要求不高的，采用镜面磁芯组合绕制的。
图1示出了这类经典磁环的结构图，图2为这种磁芯的方形磁滞回线，其中+Bm、一 Bffl为磁芯的两个磁饱和点，事实上，这个曲线是接近矩形的，图2为了清楚地看清曲线，把横轴H的单位刻度变小，图形在横轴水平方向被拉长了。图3示出了磁芯开气隙后磁滞回线图，图3中的“有气隙”所指的实线为图1对应的磁芯开很小的气隙后的磁滞回线；图3中的“无气隙”所指的虚线为对比用的磁滞回线，和图2相同。共模电感也有采用镜面磁芯组合绕制的，其磁滞回线就是类似图3中所指的“有气隙”所指的实线。实际使用中，测量磁滞回线是一件很费时、成本很高的试验。一般都用电感系数来反映磁芯的性能，电感系数记作AL，电感系数是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量，一个磁芯，绕上一定圈数的导电线后，其电感量=电感系数X线圈圈数平方，记作:
权利要求
1.一种提高气隙磁芯电感系数的方法,其特征在于:所述的磁芯为二个以上磁芯组合而成，磁通经过的结合面，包括侧面，均为镜面，所述的镜面结合在一起产生的结合力在4.3N/cm2 以上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:绕制好的绕组装上所述的磁芯后，置于所述的磁芯居里温度左右的高温下烘烤，直至所述的磁芯镜面结合力在7N/cm2以上。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:绕制好的绕组装上所述的磁芯后，在所述的磁芯结合面两侧加上电压，所述的结合面会产生大电流从而把所述的磁芯熔为一体。
4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于:在骨架上绕好变压器，然后再装上所述的磁芯。
5.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于:用电路板上的铜箔走线构成线圈，再从所述的电路板两侧装上所述的磁芯。
6.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于:所述磁芯为二组以上EI型磁芯薄片对插而成。
7.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于:所述的磁芯为两个半C型对接成磁环的2层以上磁芯薄片叠加而成，所述的2层以上磁芯薄片的对接处相互错开。
全文摘要
本发明公开了一种提高气隙磁芯电感系数的方法，采用二个以上的磁芯组合而成，磁通经过的结合面，包括侧面采用镜面工艺，从而能达到整体磁芯电感系数80%以上；绕制好的绕组交错对插装上所述的磁芯后，置于高温中焗烤，或在两块磁芯上通电熔合，可以进一步提高磁芯的电感系数。利用该方法后的磁芯做成的变压器或电感的体积小，且变压器或电感绕制工艺简单。
文档编号H01F27/245GK103137303SQ20131000305
公开日2013年6月5日 申请日期2013年1月4日 优先权日2013年1月4日
发明者王保均 申请人:广州金升阳科技有限公司