损耗变大。因此，优选既考虑电感和损耗又尽可能减小磁巧截面积S1。
[0042] 磁巧相对部122与磁辆部磁巧11相对的部分的面积S2大于线圈卷绕部121的磁 巧截面积S1。磁通密度是指每单位面积的磁通。因为在线圈卷绕部121和磁巧相对部122 中要流通尽可能相同的磁通，所W如果将面积S2做得比磁巧截面积S1还大则能够使磁巧 相对部122的磁通密度比线圈卷绕部121的磁通密度还小。由于在卷绕部磁巧12中使用 饱和磁通密度高的软磁性金属磁巧，所W能够励磁大的磁通。即使线圈卷绕部121的磁通 密度变得高于铁氧体磁巧的饱和磁通密度，也能够通过降低磁巧相对部122的磁通密度来 避免铁氧体磁巧的磁饱和。
[0043] 通过该样，可W减小占据卷绕部磁巧12的大部分的线圈卷绕部121的磁巧截面积 S1，并实现小型化且通过回避磁辆部磁巧11与卷绕部磁巧12相对部分的磁饱来增大直流 叠加下的电感。
[0044] 另外，因为线圈13没有被卷绕于磁巧相对部122,所W即使增大面积S2也不会影 响线圈13的内径W及外径。在磁巧相对部122的尺寸不干设磁辆部磁巧11或卷绕部磁巧 12的范围内，即使增大面积S2也不会影响到电抗器10的形状。
[0045] 面积比S2/S1在1. 3~4. 0的范围内。在面积比S2/S1小于1. 3的情况下，因为 上述磁通密度降低作用被减弱所W电感的直流叠加特性降低。如果面积比S2/S1超过4.0， 则磁巧相对部122的面积变大，所W会有必要增大磁辆部磁巧11的底部面积，且小型化效 果变小。如果考虑直流叠加特性的改善效果和小型化效果，则进一步优选面积比S2/S1为 1. 5~3. 1的范围。
[0046] 优选磁巧相对部122的面积增加部分的厚度为0. 5mmW上。如果厚度小于0. 5mm 则不能充分得到降低从卷绕部磁巧12流出的磁通的磁通密度的效果，直流叠加下的电感 降低。如果厚度大则能充分获得电感的改善效果，但是如果变得过厚则磁巧的小型化效果 被减弱，所W优选磁巧相对部122的面积增加部分的厚度1. 0~3. 0mm。
[0047] 被配置于相对的磁辆部磁巧11之间的卷绕部磁巧12至少有1组W上即可。从小 型化设计的观点出发优选卷绕部磁巧12为1组或者2组。根据卷绕部12的组数，磁辆部 磁巧11与卷绕部磁巧12的相对部分的数目会变化，不过在其所有地方面积比S2/S1都满 足上述关系的情况下能够获得最好的电感的改善效果。
[0048] 卷绕部磁巧12优选由2个W上的软磁性金属磁巧形成。与卷绕部磁巧12的中央 部相比增大了两端部的面积的磁巧难W用一般的粉末成形来制作，需要进行切削成形体等 加工。如果切削加工成形体，则有导入裂纹而强度降低、切削面电导通从而招致高频铁损的 增大的担忧。为了回避像该样的问题，例如组合使用W在卷绕部磁巧12的长度方向的中央 部分分割成2个的方式，只增大一端的面积的磁巧的方法是简便的。用一般的粉末成形容 易制作增大一端的面积的磁巧。分割数不限于2个，在不影响到卷绕部磁巧12的大小或损 耗的范围内也可W分割成3个W上。
[0049] 在由磁辆部磁巧11和卷绕部磁巧12形成的磁回路的路径中也可W设置用于调节 磁导率的间隔（gap) 14。无论有无间隔14都同样能够获得由本发明产生的电感的改善效 果，并且通过使用间隔14能够增加用于将电抗器10设计成任意电感的自由度。放入间隔 14的位置不特别限定，从操作性的观点出发优选插入于磁辆部磁巧11和卷绕部磁巧12的 间隙中。间隔14是由空隙或者陶瓷、玻璃、环氧玻璃基板、树脂薄膜等非磁性且绝缘性材料 来构成。
[0050] 图2是表示本发明的其它实施方式所设及的电抗器的结构的截面图。图2(b)是 表示用B-B'切断图2(a)的截面图。磁辆部磁巧11为3字状的铁氧体磁巧，并具备背面部 和在其两端的脚部。卷绕部磁巧12为软磁性金属磁巧，如图2所示在W形成口字状磁回路 的方式相对的磁辆部磁巧11的中央部，配置1组卷绕部磁巧12,并在卷绕部磁巧12的卷绕 部上卷绕规定应数的线圈13从而成为电抗器10。线圈13既可W是被直接卷绕于卷绕部磁 巧12的方式也可W是被卷绕于线圈架的方式。磁巧相对部122与磁辆部磁巧11相对的部 分的面积S2大于线圈卷绕部121的磁巧截面积S1。面积比S2/S1优选为1. 3~4. 0的范 围。图2的实施方式除了磁辆部磁巧11的形状之外其它与图1的实施方式大致相同。
[0051] W上就本发明的优选实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于上述实施方 式。本发明可W在不脱离其宗旨的范围内进行各种各样的变形。
[0化2] 实施例 [005引< 实施例1〉
[0化4] 在图1的方式中，将卷绕部磁巧12的卷绕部121的磁巧截面积S1设定为一定并 改变磁巧相对部122的面积S2来比较特性。
[0055](实施例1-1~1-4,比较例1-1)
[0化6] 对于磁辆部磁巧使用长方体的Mn化铁氧体磁巧（TDK制的阳22材料），其尺寸做 成长度为80mm，宽为45mm、厚度为20mm。
[0化7] 对于卷绕部磁巧使用了铁压粉磁巧。铁压粉磁巧的尺寸做成高25mm，卷绕部的直 径24mm，且W磁巧相对部的面积S2成为表1的面积的方式增加了一个端部的直径。端部 的直径增加部分的厚度做成2mm。铁粉使用H6gan把AB公司制的SomaloyllOi，并将其 填充于涂布了作为润滑剂的硬脂酸锋的模具中，在成形压780MPa的条件下加压成形从而 获得规定形状的成形体。将成形体在500°C下进行退火，获得铁压粉磁巧。粘结所获得的2 个铁压粉磁巧的线圈卷绕部做成了1组卷绕部磁巧。
[0化引在2个相对的磁辆部磁巧之间，配置2组卷绕部磁巧，将卷数为44应的线圈卷绕 于卷绕部磁巧的卷绕部从而做成电抗器（实施例1-1~1-4、比较例1-1)。
[0059] 另外，在图3的方式中，评价了在不考虑卷绕部磁巧与磁辆部磁巧的接合部的截 面积的现有结构中的特性。另外，图3(b)是表示用C-C'切断图3(a)的截面图。
[0060] (比较例 1-。
[006U 对于磁辆部磁巧使用长方体的Mn化铁氧体磁巧（TDK制的阳22材料），其尺寸做 成长度为80mm，宽为45mm、厚度为20mm。
[0062] 对于卷绕部磁巧使用了铁压粉磁巧。铁压粉磁巧的尺寸做成高25mm，直径24mm。 铁粉使用H6gan躬AB公司制的SomaloyllOi，并将其填充于涂布了作为润滑剂的硬脂酸 锋的模具中，在成形压780MPa下加压成形获得规定形状的成形体。将成形体在500°C下进 行退火，获得铁压粉磁巧。粘结所获得的2个铁压粉磁巧做成了 1组卷绕部磁巧。
[0063] 在2个相对的磁辆部磁巧之间，配置2组卷绕部磁巧，将卷数为44应的线圈卷绕 于卷绕部磁巧的卷绕部从而做成电抗器（比较例1-2)。
[0064] 对于所获得的电抗器（实施例1-1~1-4、比较例1-1~1-2)进行电感和高频铁 耗的评价。
[0065] 使用LCR测试仪（AgilentTechnologies公司制的4284A)和直流偏置电源 (AgilentTechnologies公司制的42841A)来测定电感的直流叠加特性。由于所制作的 卷绕部磁巧的磁导率会有偏差，因此根据必要W不施加直流电流的状态下的初期电感成为 600yH的方式在磁辆部磁巧与接合部磁巧之间的4个地方处插入间隔材料。间隔材料使用 了作为非磁性且绝缘性材料的树脂薄膜的PET(聚对苯二甲酸己二醇醋）薄膜。直流叠加 特性测定了额定电流为20A时的电感。间隔材料的厚度W及直流叠加特性被示于表1中。
[0066] 使用BH分析仪（日本岩通计测公司制造的SY-8258)来测定高频的铁损。磁巧损 耗的测定条件为f= 20曲Z、Bm= 50mT。励磁线圈为25应，探察线圈为5应，卷绕于一个 卷绕部磁巧来进行测定。铁损的测定结果被示于表1。
[0067][表1]
[0068]
【主权项】
1. 一种电抗器，其特征在于， 所述电抗器由用铁氧体磁芯构成的一对磁轭部磁芯、被配置于所述磁轭部磁芯的相对 的平面之间的卷绕部磁芯、以及卷绕于所述卷绕部磁芯周围的线圈构成， 所述卷绕部磁芯由软磁性金属磁芯构成， 所述卷绕部磁芯的被线圈卷绕的部分的磁芯截面积大致一定， 在将所述卷绕部磁芯的被线圈卷绕的部分的磁芯截面积设定为S1，将所述卷绕部磁芯 的与所述磁轭部磁芯相对的部分的面积设定为S2时，S2/S1在1. 3~4. O的范围内。
2. 如权利要求1所述的电抗器，其特征在于， 所述卷绕部磁芯通过组合2个以上的软磁性金属磁芯构成。
3. 如权利要求1所述的电抗器，其特征在于， 在所述磁轭部磁芯与所述卷绕部磁芯相对的间隙中设置了间隔。
【专利摘要】本发明提供一种在使用了组合了铁氧体磁芯和软磁性金属磁芯的复合磁芯的电抗器中改善了直流电流叠加下的电感的电抗器。本发明所涉及的电抗器是一种由用铁氧体磁芯构成的一对磁轭部磁芯、被配置于上述磁轭部磁芯的相对的平面之间的卷绕部磁芯、卷绕于上述卷绕部磁芯周围的线圈构成的电抗器，上述卷绕部磁芯由软磁性金属磁芯构成，上述卷绕部磁芯的被线圈卷绕的部分的磁芯截面积大致一定，通过在将上述卷绕部磁芯的线圈被卷绕的部分的磁芯截面积设定为S1，并将上述卷绕部磁芯的与上述磁轭部磁芯相对的部分的面积设定为S2的时候，将S2/S1做到1.3～4.0的范围，可以不损坏电抗器的小型化而提高直流电流叠加下的电感。
【IPC分类】H01F27-24
【公开号】CN104810138
【申请号】CN201510041497
【发明人】黑田朋史, 樱井优, 伊藤秀幸
【申请人】Tdk株式会社
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年1月27日
【公告号】DE102015101125A1, US20150213941