一种谐振电感和电源的制作方法

本申请涉及开关电源技术领域，具体而言，涉及一种开关电源中的谐振电感。

背景技术：

软开关技术应用谐振的原理，使开关器件中的电流(或电压)按正弦或准正弦规律变化。当电流自然过零时，使器件关断(或电压为零时，使器件开通)，从而减少开关损耗。为了实现软开关技术，开关电源要求在其内部设置LC谐振电路，但是现有技术中的LC谐振电路中的谐振电感器L体积大，发热量高，稳定性差，影响整个电源的体积和性能要求，很难实现电源的高频化、低损耗、高功率密度、模块化的发展趋势。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请目的在于提供一种谐振电感，以减小电源的体积和发热量。

第一方面，本申请实施例提供了一种谐振电感，至少包括：磁芯、多个绕组；所述磁芯包括对接设置的多个类EE型铁氧体磁芯，每个绕组分别均匀缠绕在每个类EE型铁氧体磁芯的中柱上；在对接设置的所述类EE型铁氧体磁芯中柱之间的气隙的位置上设置有非导磁装置。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中：

相邻绕组之间设有通风道，在通风道上设置有绝缘垫块。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中：所述类EE型铁氧体磁芯的工作频率为20KHz-1MHz。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中：所述类EE型铁氧体磁芯的数量为N个；其中，N/2个类EE型铁氧体磁芯堆叠成第一组；N/2个类EE型铁氧体磁芯堆叠成第二组；所述第一组的中心柱和所述第二组的中心柱进行对接，构成所述磁芯；所述N为大于零的偶数。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中：所述非导磁装置为导热陶瓷片。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中：在所述对接的类EE型铁氧体磁芯的中柱之间的气隙的位置上还设置有铁氧体瓷片。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中：还包括散热支架，所述散热支架包括第一部分和第二部分；

所述第一部分与所述磁芯连接；所述第二部分与电路板连接，以使所述谐振电感固定在所述电路板上；所述散热支架的材料为铝。

第二方面，本申请实施例提供了一种电源，包括：上述的谐振电感。

结合第二方面，本申请实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中：还包括电容；所述电容与所述谐振电感串联以构成LC谐振电路。

结合第二方面的第一种实施方式，本申请实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中：还包括与所述LC谐振电路相连的信号源，用于为所述LC谐振电路提供信号；当所述信号的频率等于谐振频率时，所述LC谐振电路发生谐振。

本申请实施例提供的谐振电感，通过在对接设置的所述类EE型铁氧体磁芯中柱之间的气隙的位置上设置有非导磁装置，可以减少电感器漏磁对其他电路元器件的影响；并减少因为漏磁而导致的发热。通过在类EE型磁芯的中柱开气隙，能够增强电感器的抗饱和能力和整个电路谐振的稳定性。

进一步，本申请实施例提供的谐振电感，通过在相邻绕组之间设有通风道以进一步增加磁芯的散热。

进一步，本申请实施例提供的谐振电感，类EE型铁氧体磁芯的工作频率为20KHz-1MHz，可以提供大功率电源的要求。

进一步，本申请实施例提供的谐振电感，通过散热支架，可以起到固定电感以及辅助磁芯散热的作用。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例所提供的一种谐振电感示意图；

图2示出了本申请实施例所提供的谐振电感中的开气隙的磁芯示意图；

图3示出了本申请实施例所提供的另一种谐振电感的示意图；

图4示出了本申请实施例所提供的另一种谐振电感示意图；

图5示出了本申请实施例所提供的另一种谐振电感中的散热支架的示意图；

图6示出了本申请实施例所提供的一种电源示意图。

图示说明：

101-类EE型铁氧体磁芯；

102-绕组；

103-非导磁装置；

301-铁氧体磁片；

302-导热陶瓷片；

303-粘结胶；

401-散热支架；

4011-散热支架第一部分；

4012-散热支架第二部分；

601-谐振电感；

602-电容。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前的开关电源模块中的谐振电路中的谐振电感体积大，发热高，使得开关电源很难向模块化、小体积和高功率密度方向进一步发展。基于此，本实用新型提供的一种谐振电感，可以降低开关电源的体积，减小发热量。

需要注意的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

另外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

谐振电路是开关电源模块当中的一种常见的电路。随着电子技术的发展，开关电源的发展趋势为体积小，模块化，结构趋向于紧凑型，这无疑对于电子电路的散热提出了更高的要求，降低发热量也是一个主要的研究方向。现有技术中的谐振电感，由于体积大，发热量高，导致了开关电源模块很难实现紧凑，小体积方向进一步发展。

基于此，本申请提出了一种谐振电感，参见图1所示的谐振电感示意图；该谐振电感包括：磁芯101、多个绕组102；

所述磁芯101包括对接设置的多个类EE型铁氧体磁芯，每个绕组102分别均匀缠绕在每个类EE型铁氧体磁芯101的中柱上；

其中，磁芯101可以由多个类EE型铁氧体磁芯拼接而成，具体实施时，假设可以采用4个类EE型铁氧体磁芯，两个为一组；两个类EE型铁氧体磁芯叠加起来作为第一组磁芯；另外两个类EE型铁氧体磁芯叠加起来作为第二组磁芯；第一组磁芯和第二组磁芯的中柱进行对接，形成磁芯101。

具体实施时，类EE型铁氧体磁芯的数量为偶数个，可以根据电源的需要而设定，当电源需要的功率比较大时，类EE型铁氧体磁芯的数量就可以增多；当电源需要的功率的数量比较小时，类EE型铁氧体磁芯的数量就减少。

在对接设置的所述类EE型铁氧体磁芯101中柱之间的气隙的位置上设置有非导磁装置103。

其中，类EE型铁氧体磁芯101是开气隙的磁芯；参加图2所示的开气隙的磁芯的示意图。从图中表示的类EE型铁氧体磁芯101包括一个中柱，两个侧柱；把类EE型铁氧体磁芯101的中柱磨短一段距离，使得中柱低于两边的侧柱；当两组类EE型铁氧体磁芯101对接时，第一组类EE型铁氧体磁芯101和第二组类EE型铁氧体磁芯101的中柱之间就会有空隙，也就是开气隙处理。

其磁芯采用软磁铁氧体磁芯，具有频率特性好、高频损耗低，性价比高，通用型强，市场应用比较广泛；采用类EE型中柱开气隙磁芯，能够增强电感器的抗饱和能力和整个电路谐振的稳定性。但是开气隙也带来了增加漏磁，对周围的电子元器件产生影响，增加电感的发热量的缺点。

所以，本申请提出了在两组磁芯的中柱的气隙之间，塞入了非导磁装置，可以减小气隙的漏磁。减小对于周围电子元器件的不利影响，减小因为漏磁而产生的发热。从而减小了发热。

其中，非导磁装置可以是玻璃，陶瓷等材料。

本申请实施例通过在对接设置的所述类EE型铁氧体磁芯中柱之间的气隙的位置上设置有非导磁装置，可以减少电感器漏磁对其他电路元器件的影响；并减少因为漏磁而导致的发热。通过类EE型中柱开气隙，能够增强电感器的抗饱和能力和整个电路谐振的稳定性。

为了进一步地降低电感的发热，在一种可能的实施方式中，相邻绕组之间设有通风道，在通风道上设置有绝缘垫块。

电感器的绕组采用符合趋肤深度要求的丝包线制作，丝包线中包括多股漆包线；这种绕组能够使绕组在同样的温升下，实现高电流密度，能够适用更高的工作频率；

与现有技术中的谐振电感不同，本申请的电感的绕组之间设置有通风道。可以进一步增加绕组的散热。绕组间设有通风道，有效的减小电感器的温升，同样体积的磁芯可出更大的功率，提高了电源的模块化方案；为了使得相邻的绕组之间不会因为通风道的存在而产生错位，变形，本申请还在通风道中设置了绝缘垫块，目的是为了避免相临的两个绕组不会因为外力而产生压缩通风道，距离靠近的情况发生。

为了进一步地满足大功率的要求，在一种可能的实施方式中，其中：所述类EE型铁氧体磁芯的工作频率为20KHz-1MHz。该磁芯采用能工作在20KHz-1MHz的低损耗功率铁氧体磁芯制作，以满足大功率电源20-500KHz的要求。

为了灵活地构建磁芯，在一种可能的实施方式中，其中：所述类EE型铁氧体磁芯的数量为N个；其中，N/2个类EE型铁氧体磁芯堆叠成第一组；N/2个类EE型铁氧体磁芯堆叠成第二组；所述第一组的中心柱和所述第二组的中心柱进行对接，构成所述磁芯；所述N为大于零的偶数。

具体实施时，类EE型铁氧体磁芯的数量可以灵活设置，可以为4、6、8、10、12等等偶数，具体根据实际情况的需要而设定。在一种实施方式中，类EE型铁氧体磁芯的数量是6个；对接面使用高温粘接胶进行粘接固定，绕组与绝缘垫块，磁芯与散热支架接触面采用粘接胶进行粘接。

为了进一步减少电感器漏磁，在一种可能的实施方式中，其中：所述非导磁装置为导热陶瓷片。

具体实施时，可以在两组磁芯的中柱的气隙之间垫上导热陶瓷片，因为陶瓷片为非导磁物资，可以减少漏磁。

在一种可能的实施方式中，其中：在所述对接的类EE型铁氧体磁芯的中柱之间的气隙的位置上还设置有铁氧体磁片。

参见图3所示的另一种谐振电感示意图，该谐振电感的气隙中设置了两种物质，一种是铁氧体磁片301，一种是导热陶瓷片302；上下两组类EE型铁氧体磁芯的侧柱通过粘结胶303进行连接。在两组磁芯的中柱的气隙之间垫上铁氧体磁片301和导热陶瓷片302，减少电感器漏磁对其他电路元器件的影响；

为了实现对应电感器的固定以及散热，参见图4所示的另一种谐振电感示意图，该谐振电感的两侧分别设置了一个散热支架401；参见附图5所示的散热支架的示意图：

该散热支架401包括第一部分4011和第二部分4012；第一部分4011与所述磁芯连接；所述第二部分4012与电路板连接，以使所述谐振电感固定在所述电路板上；所述散热支架的材料为铝。

散热支架由铝来制作，第一部分4011和第二部分垂直4012，第一部分4011由于贴紧磁芯，通过粘结胶来实现散热支架和磁芯的连接固定；由于铝是热的良导体，所以可以辅助磁芯散热。

散热支架的第二部分4012与电路板连接，因为整个电感器都是固定在电路板上的，散热支架的第二部分4012可以设置螺纹孔，用螺丝穿过螺纹孔将支架固定，从而实现了将整个电感器也固定在电路板上。

对谐振电感对应，本申请实施方式还提供了一种电源，电源包括：上述的谐振电感。

在一种可能的实施方式中，参见附图6所示的电源示意图；电源还包括电容602；所述电容602与所述谐振电感601以构成LC谐振电路。

其中，本申请的电源是一种软开关电源，软开关是使用软开关技术的开关过程。软开关电源中设置了LC谐振电路，对于电源实现软开关有重要的作用。电容602是LC谐振电路中的不可缺少的一部分，电容与谐振电感共同组成了LC谐振电路。

具体实施时，电容602与谐振电感601可以是串联构成串联谐振电路；也可以是并联，以构成并联谐振电路。

软开关电源中的LC谐振电路，使电流和电压都呈正弦波状，从而实现开关管零电压开通或零电流关断的效果，实现软开关，减少开关管的开关损耗，提高开关电源的工作效率。

在一种可能的实施方式中：还包括与所述LC谐振电路相连的信号源，用于为所述LC谐振电路提供信号；当所述信号的频率等于谐振频率时，所述LC谐振电路发生谐振。

其中，信号源可以是电压源，该电压源作为谐振电路的输入。

信号源也可以是电流源，该电流源作为谐振电路的输入。

本申请实施例提供的谐振电感，通过在对接设置的所述类EE型铁氧体磁芯中柱之间的气隙的位置上设置有非导磁装置，可以减少电感器漏磁对其他电路元器件的影响；并减少因为漏磁而导致的发热。通过在类EE型磁芯的中柱开气隙，能够增强电感器的抗饱和能力和整个电路谐振的稳定性。

进一步，本申请实施例提供的谐振电感，通过在相邻绕组之间设有通风道以进一步增加磁芯的散热。

进一步，本申请实施例提供的谐振电感，类EE型铁氧体磁芯的工作频率为20KHz-1MHz，可以提供大功率电源的要求。

进一步，本申请实施例提供的谐振电感，通过散热支架，可以起到固定电感以及辅助磁芯散热的作用。

本申请实施方式还提供了一种软开关电源，由于采用了本申请实施方式提出的谐振电感，电源可以做到缩小体积，减小发热，进一步实现模块化，提高功率密度。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

上述内容尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

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。