谐振电感的制作方法

专利名称：谐振电感的制作方法
专利说明 本实用新型涉及电力电子技术领域的一种谐振电感。在现有的电源模块中，经常出现谐振电感失效导致模块无法正常工作。经过对谐振电感的检查，发现谐振电感有发黄的现象，严重的还出现谐振电感内层匝间发黑短路，造成谐振电感无电感量，移相桥的滞后桥臂ZVS无法实现，模块效率严重降低，由正常的大于92％降低到90％左右，严重的甚至造成模块炸机。分析其原因在于谐振电感线圈中气隙的漏磁在线包中的涡流损耗，造成线包过热，绕组发黄。


图1是一种现有的的谐振电感磁芯绕制示意图。该电感采用中心柱开气隙的办法，其优点在于中心开气隙，对外界的干扰和漏磁最小，有利于EMC。但是，由于匝数较多，故气隙3开得较大，从中心柱泄漏出的磁场很大。这个漏磁严重挤压了线包2的绕线空间，当空间留得不够时，泄露出来的高频(基波为开关频率的两倍)交变磁场将切割绕组，造成严重的涡流损耗。本实用新型的目的在于提供一种谐振电感，可以克服现有技术的缺陷。
本实用新型的目的是这样实现的一种谐振电感，包括磁芯和线圈，所述磁芯为包括一个中心柱和两个边柱组成的“日”字型框架结构，其线圈围绕中心柱绕制，其特征在于，所述中心柱和两个边柱的中间都开有缺口，所述线圈分布在中心柱缺口的两侧，并靠近中心柱的上下两端。
本实用新型因为采用了上述方案，使得泄漏磁场的体积减少，气隙分布在三处，虽然总的气隙长度没变，但每个气隙变窄，因此泄漏的磁场较少，极大的改善了泄漏出来的高频交变磁场切割线包的情况，降低了涡流损耗。图1是现有技术的谐振电感结构图。
图2是中心柱和两边柱中间开口的谐振电感结构图。
图3示本实用新型的结构图。如图2所示，谐振电感包括磁芯1和线圈2，所述磁芯1为包括一个中心柱和两个边柱组成的“日”字型框架结构，其线圈2围绕中心柱绕制，所述中心柱和两个边柱的中间都开有缺口。气隙3分布在三处，极大地改善了泄漏出来的高频交变磁场4切割线包的情况，降低了涡流损耗。但由于对中心柱气隙的避让还是不够，在长期工作以后，还是会出现线包发黄的情况，也是导致在45℃的环境下炸机的原因之一。
对于磁芯型号为EE42的谐振电感，该磁芯体积较小，为主变压器散热提供了较好的风道。选择匝数分别为5、6、7、8匝做实验，实验表明，在45℃的环境温度下，5匝对应的磁芯温度为120℃，6匝对应的磁芯温度为100℃左右，最终定为8匝，对应的磁芯温度为75℃左右。实测线包温度为170℃左右。解剖失效电感，发现损坏处都是靠近中心柱的地方。可见对中心柱避让的宽度和厚度都不够。
如图3所示，加大对中心柱的避让，把绕制线圈2分别缠绕在中心柱缺口的两侧，并靠近中心柱的上下两端，远离中心柱缺口，线包的温度降为160℃。选用0.21mm的线绞合成多股线。实验表明温度下降到130℃。考虑到线径越细，电磁波越能够透射，减少涡流损耗。因此采用0.1mm的线绞合成多股线，实验表明线包内层温度下降到117℃。
在上述谐振电感的基础上增添一个钳位绕组，钳位绕组的绕法对电感也有一定的影响。线包温度为117℃的绕法为主绕组和钳位绕组分开绕制。当钳位绕组和主绕组并绕，这样减少了漏感，结果是更加降低线包的温度。在45℃的环境温度下，高压输入，满载输出测得的线包内层温度为107℃。
权利要求1.一种谐振电感，包括磁芯(1)和线圈(2)，所述磁芯(1)为包括一个中心柱和两个边柱组成的“日”字型框架结构，所述的线圈(2)围绕中心柱绕制，其特征在于；所述中心柱和两个边柱的中间都开有缺口，所述线圈(2)分布在中心柱缺口的两侧，并靠近中心柱的上下两端。
2.根据权利要求1所述的一种谐振电感，其特征在于所述线圈(2)绕线的线径小于0.21mm。
3.根据权利要求1所述的一种谐振电感，其特征在于还包括一个钳位绕组，其绕制方式为与主绕组并绕。
专利摘要本实用新型公开了一种谐振电感，包括磁芯和线圈，所述磁芯为包括一个中心柱和两个边柱组成的“日”字型框架结构，其线圈围绕中心柱绕制，所述中心柱和两个边柱的中间都开有缺口，所述线圈分布在中心柱缺口的两侧，并靠近中心柱的上下两端。本实用新型因为采用了上述方案，使得泄漏磁场的体积减少，气隙分布在三处，虽然总的气隙长度没变，但每个气隙变窄，因此泄漏的磁场较少，极大的改善了泄漏出来的高频交变磁场切割线包的情况，降低了涡流损耗。
文档编号H01F37/00GK2697803SQ20042003454
公开日2005年5月4日 申请日期2004年4月22日 优先权日2004年4月22日
发明者黄伯宁, 张华建, 吕明海 申请人:艾默生网络能源有限公司