扼流线圈用磁芯的制作方法

本实用新型涉及一种用于开关电源等的双系统交错式功率因数改善转换器所使用的一体型扼流线圈。

背景技术：

作为谐波的对策，各种电子设备的电源部中使用有功率因数改善转换器，以改善功率因数。所谓功率因数改善转换器是指通过将设备电源部中的输入电流波形控制成与输入电压同样的波形来抑制无功功率产生的装置。作为以低价实现小型高效率的功率因数改善转换器的手段，有一种交错方式。在交错控制方式中，将电源分成多个系统来进行开关，使各系统具有相位差，从而使纹波相互抵消。在2相的交错方式中，通过使电流相位具有180度的相位差(逆相)，能使纹波相互抵消，从而实现噪声滤波器等零件的小型化。在交错方式中，虽然电源部的零件数增加，但能够实现各个扼流线圈或输出电容器、开关元件等的小型化。

图5是交错式功率因数改善转换器的概略图。该图显示了包含扼流线圈 L1、开关元件Q1及二极管D1的电路与包含扼流线圈L2、开关元件Q2及二极管D2的电路并联而成的结构。开关元件使用MOS-FET或IGBT等。两个开关元件Q1、Q2通过控制IC错开180度相位而运行。

如果是双系统交错式功率因数改善转换器，则每个系统需要一个扼流线圈，合计需要两个扼流线圈。专利文献1(专利文献1：日本专利特开2010-258395 号公报)中就通过使两个扼流线圈成为一体来实现小型化和安装空间的减小提出了方案。

关于采用上述专利文献1中记载的构造的一体型交错式功率因数改善转换器用扼流线圈，虽然使用了铁氧体作为磁芯材料，但磁路需要较大的空隙(非磁性部分)，从而使直流叠加特性下降。因此，在扼流线圈的小型化方面有局限性。此外，空隙部的漏磁通所导致的铜损大，所以有时使用利兹线作为对策，但铜占有率的下降会导致大型化，并成为扼流线圈价格上升的主要因素。

技术实现要素：

因此，鉴于上述问题点，本实用新型提供了一种扼流线圈，其用于双系统交错式功率因数改善转换器，且能够通过使两个扼流线圈成为一体而实现小型化。

本实用新型的扼流线圈用磁芯，呈E形，且包含卷绕有线圈的两个脚与除所述两个脚以外的脚而形成为三个脚以上，且由这些脚相合的部分构成磁电路。

可选地，在卷绕有线圈的两个脚部分别有三个以上的非磁性空隙。

可选地，线圈部的磁芯的空隙比磁芯与线圈的距离小。

可选地，线圈部的磁芯的空隙部的一部分由非磁性的无机物质与有机材料组合而成。

其中，本实用新型的扼流线圈用磁芯，在卷绕有两个线圈的两处磁芯部分别设置三处以上的空隙部。

即，本实用新型将卷绕有线圈的磁芯部分割成多个，设有三处以上的空隙部。此外，磁芯的空隙尺寸d1比磁芯与线圈的距离d2小，从而减小了漏磁通对线圈的影响。此外，在本实用新型中，上述磁空隙的一部分为利用非磁性的无机物质与有机材料的组合而形成的磁芯。此外，本实用新型为扼流线圈用磁芯，用于双系统交错式的功率因数改善转换器。

根据本实用新型，通过分散空隙部，空隙的相对于磁路的合计尺寸与空隙集中于一处时相比，变成约60％左右。这样，磁芯体积的减少小，直流叠加特性得以改善，从而能够实现小型化。此外，漏磁通对线圈的影响变小，线圈的温度上升得到抑制，这样从以往线圈的利兹线变成能够使用单线，从而使小型化和可靠性得到改善，且能够降低扼流线圈的价格。因为以往线圈的空隙集中于一处，所以对应卷绕位置变动的电感偏差大。通过采用使上述构造的空隙分散而成的磁芯，能获得电感偏差少的扼流线圈。以往的使两个扼流线圈成为一体后的磁芯的空隙集中于一处，所以存在卷绕位置的微小变动会导致两个线圈电感的偏差大的问题。通过采用本技术方案的磁芯，能容易地制造一种偏差少、两个扼流线圈一体化的适于交错式功率因数改善转换器的扼流线圈。

附图说明

图1a～1c显示了本技术方案的实施例的结构俯视图、正视图和侧视图。

图2是本实用新型的实施例与线圈组合而成的扼流线圈的纵剖面图。

图3是本实用新型的漏磁通对线圈的影响的示意图。

图4是现有技术中的漏磁通对线圈的影响的示意图。

图5是本实用新型的交错式功率因数改善转换器的示意性实例。

图6a～6c显示了本实用新型的其它的实施例的结构俯视图、正视图和侧视图。

图7a～7c显示了本实用新型的其它的实施例的结构俯视图、正视图和侧视图。

图8显示了本实用新型中的直流叠加特性与以往实例中的直流叠加特性的比较。

1.磁芯

2.卷线轴

3.线圈

4.空隙

5.漏磁通

d1.空隙的距离

d2.磁芯与线圈的距离

具体实施方式

本实用新型为一种适用于双系统交错式功率因数改善转换器的扼流线圈，其将卷绕有两个线圈的两个磁芯部分割成多个，从而分别设有三处以上的空隙部，这样能实现小型化并减少安装空间。

基于实施例对本实用新型作详细说明。本实用新型实施例中的磁芯呈E 形，且包含卷绕有线圈的两个脚与除两个脚以外的脚而形成为三个脚以上，且由这些脚相合的部分构成磁电路。其中，磁芯材料使用JFE铁氧体制的MB3。在图1a～1c中，卷绕有线圈3的磁芯1的尺寸设为直径经分割的磁芯1的尺寸设为：4个的磁芯。在卷绕有线圈的两个脚部分别有三个以上的非磁性空隙，因此，空隙4的数目为五处。卷绕磁芯1的长度设为 30mm。卷绕磁芯1的截面面积为177mm²。在图1b的A-A剖面图中，梯形部的截面面积为200mm²。连接卷绕有线圈3的磁芯1与梯形部的顶板部的厚度设为5mm。线圈3是将的铜线卷绕86次而成。

如图2～4和6a～8所示，本实用新型的线圈部的磁芯的空隙比磁芯与线圈的距离小，也就是说，磁芯1的空隙的距离d1比磁芯与线圈的距离d2小，从而减小了漏磁通5对线圈3的影响。在本实施例中，空隙部d1＝0.8mm设为五处，卷绕有线圈3的磁芯1的厚度设为d2＝1.0mm。

此外，本实用新型的线圈部的磁芯的空隙部的一部分由非磁性的无机物质与有机材料组合而成。即上述磁空隙的一部分为利用非磁性的无机物质与有机材料的组合而形成的磁芯。作为无机物质，使用0.8mm的球形陶瓷。作为有机材料，使用环氧系接着剂。将球形陶瓷与环氧系接着剂混炼并填充于空隙部。

图8中显示了本技术方案实施例的直流叠加特性与作为以往实例的空隙集中于一处时的直流叠加特性的比较。

本技术方案用于制造扼流线圈的产业。

进一步地，本实用新型的扼流线圈用磁芯，在卷绕有两个线圈的两处磁芯部分别设置三处以上的空隙部。

即，本实用新型将卷绕有线圈的磁芯部分割成多个，设有三处以上的空隙部。此外，磁芯的空隙尺寸d1比磁芯与线圈的距离d2小，从而减小了漏磁通对线圈的影响。此外，在本实用新型中，上述磁空隙的一部分为利用非磁性的无机物质与有机材料的组合而形成的磁芯。此外，本实用新型为扼流线圈用磁芯，用于双系统交错式的功率因数改善转换器。

根据本实用新型，通过分散空隙部，空隙的相对于磁路的合计尺寸与空隙集中于一处时相比，变成约60％左右。这样，磁芯体积的减少小，直流叠加特性得以改善，从而能够实现小型化。此外，漏磁通对线圈的影响变小，线圈的温度上升得到抑制，这样从以往线圈的利兹线变成能够使用单线，从而使小型化和可靠性得到改善，且能够降低扼流线圈的价格。因为以往线圈的空隙集中于一处，所以对应卷绕位置变动的电感偏差大。通过采用使上述构造的空隙分散而成的磁芯，能获得电感偏差少的扼流线圈。以往的使两个扼流线圈成为一体后的磁芯的空隙集中于一处，所以存在卷绕位置的微小变动会导致两个线圈电感的偏差大的问题。通过采用本技术方案的磁芯，能容易地制造一种偏差少、两个扼流线圈一体化的适于交错式功率因数改善转换器的扼流线圈。

以上所述的是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。