一种电感磁芯、共模电感、EMI滤波器和开关电源的制作方法

本实用新型涉及电磁技术领域，尤其涉及一种电感磁芯、共模电感、EMI 滤波器和开关电源。

背景技术：

随着开关电源在工业领域和家电领域的快速发展，开关电源的开关频率和功率密度也在不断提高，使得开关电源向着小型化、集成化、高频化的方向发展，这就对开关电源的功能电路的体积和性能提出了更高的要求；其中，EMI 滤波器是至关重要的一部分，EMI滤波器的主要作用是用来虑除高速开关所带来的差模和共模噪声，而传统的EMI滤波器中对空间的利用率较低，寄生参数大，不便于生产加工。

EMI滤波器主要构件包括共模电感；共模电感的构成要素主要包括：1、高磁导率的磁性材料；2、磁路封闭；3、绕制在磁芯上的线圈有一定的匝数，通常匝数越多磁感量越大。

常规的共模电感主要分为环形共模电感和UU型共模电感，然而这两种共模电感均存在较大不足。环形共模电感：(1)受内径大小限制，可绕圈数受限；(2)磁环利用率和空间利用率较低；(3)扁平绕线难以实施；(4)需要人工绕线，生产效率低。UU型共模电感：(1)扁平绕线难以实施；(2) 在大电流情况下，单股漆包线需要使用较大截面积，绕制时容易受损而影响绝缘性能；(3)采用两边或单边绕线，空间利用率低。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种结构紧凑、磁感量大、便于加工的电感磁芯、共模电感、EMI滤波器和开关电源。

一种电感磁芯，包括主体及绕线柱；

所述主体包括第一边柱和设置在所述第一边柱的一侧的第二边柱；

所述绕线柱设置在所述第一边柱上，且所述第二边柱与所述绕线柱位于所述第一边柱的同侧；

其中，所述第二边柱与所述绕线柱的形状不相同，所述绕线柱用于绕设磁感线圈。

作为示例，所述主体为L形，所述第一边柱和所述第二边柱相互垂直设置。

作为示例，所述绕线柱的截面为圆角矩形、椭圆形、圆形、四边形中的任意一种。

作为示例，所述绕线柱朝向所述第二边柱的一侧面构造为拱形弧面，所述第二边柱的朝向所述绕线柱的一侧面构造为内凹的弧面。

作为示例，所述拱形弧面与所述内凹的弧面同心设置。

作为示例，所述第二边柱的顶面与所述绕线柱的顶面平齐。

作为示例，所述电感磁芯的材质为磁粉芯、铁硅铝、铁氧体中的任意一种。

一种共模电感，包括两个磁感线圈及两个上述任意一种所述的电感磁芯；

其中，两个所述绕线柱上分别绕设有一个所述磁感线圈，一个所述电感磁芯的第二边柱的顶面与另一个所述电感磁芯的第二边柱的顶面抵接，一个所述电感磁芯的绕线柱的顶面与另一个所述电感磁芯的绕线柱的顶面抵接。

一种EMI滤波器，包括上述的共模电感。

一种开关电源，包括整流电路和DC/DC变换器，其中，所述开关电源还包括上述的EMI滤波器。

本实用新型实施例的有益效果在于：

本实用新型实施例的电感磁芯便于实现扁平绕线，结构紧凑、空间利用率高，另外，还便于实现自动绕线，从而极大的降低了人工成本，同时也大幅度提高了制作效率，提升了产品的一致性。

附图说明

图1为本实用新型实施例电感磁芯的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的电感磁芯上具有磁感线圈的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施的电感磁芯的正视图；

图4为本实用新型实施例的共模电感的立体结构示意图。

附图标记：

1-电感磁芯；11-第一边柱；12-第二边柱；13-绕线柱；2-磁感线圈。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合说明书附图对本实用新型实施例进行详细的描述。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电感磁芯，如图1至图3所示，电感磁芯1包括主体及绕线柱13，绕线柱13用于绕设磁感线圈2；主体包括第一边柱11和设置在第一边柱11的一侧的第二边柱12；绕线柱13设置在第一边柱11上，且第二边柱12与绕线柱13位于第一边柱11的同侧；其中，第二边柱12与绕线柱13的形状不相同。

具体的，在本实用新型提供的实施例中，主体为L形，第一边柱11和第二边柱12相互垂直设置，绕线柱13的截面为圆角矩形；第二边柱12的顶面与绕线柱13的顶面平齐。进一步的，为了使得电感磁芯1的结构更为紧凑的同时，能够绕设更多(或直径更大)的线圈，在本实用新型提供的实施例中，由于绕线柱13的截面呈圆角矩形，因此，绕线柱13朝向第二边柱12的一侧面构造为拱形(柱状)弧面，第二边柱12的朝向绕线柱13的一侧面构造为内凹的(柱状)弧面；进一步的，拱形弧面与内凹的弧面同心设置。

其中，由于绕线柱13的截面为圆角矩形，因此，绕线柱13的外周不存在较为尖锐的棱角，当扁平的线圈或较大直径的漆包线(线圈)绕设在绕线柱13 的外周时，不会对线圈造成损伤，从而具备较强的可靠性。

另外，在其他实施例中，绕线柱13的截面还可以为椭圆形、圆形、四边形中的任意一种。例如，当绕线柱13的截面为正方形时，绕线柱13的截面面积应小于第二边柱12的截面面积，以此来为线圈提供更多的绕制空间；与此同时，由于绕线柱13朝向第二边柱12的一侧面为平面，因此，第二边柱12 的朝向绕线柱13的一侧面也为平面。其中，这种结构设置较为适合绕设较多匝数的线圈，从而极大提升了线圈的磁感量，提升了使用性能。

进一步的，电感磁芯1的材质为磁粉芯、铁硅铝、铁氧体中的任意一种，本领域技术人员可根据实际需求对电感磁芯1的材质作相应选择，本实用新型对此不作具体限定。另外，L形主体和绕线柱13可以分别制作成型后再固定为一体，这种结构设置便于根据实际使用需求对绕线柱13的结构形状进行相应的选择和替换(如可以选择截面为圆角矩形、圆形等的绕线柱13)，以降低制作成本；另外，电感磁芯1可以为一体成型结构。在实际制作时，本领域技术人员可根据实际需求对电感磁芯1的制备工艺作适应性选择，本实用新型对此不作具体限定。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种共模电感，如图4所示，共模电感包括两个磁感线圈2及两个上述的同一类型的电感磁芯1；其中，两个绕线柱13上分别绕设有一个磁感线圈2，一个电感磁芯1的第二边柱12的顶面与另一个电感磁芯1的第二边柱12的顶面抵接，一个电感磁芯1的绕线柱13 的顶面与另一个电感磁芯1的绕线柱13的顶面抵接，以形成闭合的磁路。其中，两个电感磁芯1可以采用胶带或者点胶固定连接，当然还可以使用其他连接件进行固定，本领域技术人员可根据实际需求对两个电感磁芯1之间的连接方式进行合理选择，本实施例在此不作赘述。

具体的，在进行装配时，可先通过加工设备将扁平线或圆形漆包线绕制成 (与绕线柱13的截面形状相对应的)磁感线圈2，然后将成型后的线圈绕设在绕线柱13上，最后将两个具有线圈的电感磁芯1进行固定连接，从而组装成共模电感。

其中，在其他实施例中，还可以对磁感线圈2的绕制方式进行相应调整，以组装成差模电感；其中，差模电感中磁感线圈2的绕制方式为本领域技术人员熟知的技术手段，在此不作赘述。

第三方面，本实用新型实施例还提供了一种EMI滤波器(图中未示出)，其包括上述的共模电感。通过应用上述的共模电感从而使得EMI滤波器的内部结构更为紧凑，从而能够进一步优化EMI滤波器的体积大小，同时，还能进一步增强其滤波效果。

第四方面，本实用新型实施例还提供了一种开关电源(图中未示出)，包括整流电路和DC/DC变换器，其中，开关电源还包括上述的EMI滤波器。通过应用上述的EMI滤波器从而使得开关电源的结构更为紧凑，从而能够使得开关电源能够满足更为严苛的体积和性能的要求，进而使得其应用领域更为宽广。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。