專利名稱：一種提高氣隙磁芯電感系數(shù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁芯，特別涉及提高氣隙磁芯電感系數(shù)的方法。
背景技術(shù)：
磁芯:磁芯是指由各種氧化鐵混合物組成的一種燒結(jié)磁性金屬氧化物。磁芯的用途極廣，從上世紀80年代開始，計算機電源全面實現(xiàn)了開關(guān)電源化，率先完成計算機的電源換代，進入上世紀90年代開關(guān)電源相繼進入各種電子、電器設(shè)備領(lǐng)域，程控交換機、通訊、電子檢測設(shè)備電源、控制設(shè)備電源等都已廣泛地使用了開關(guān)電源，家用電器中，像彩電、路由器、手機充電等都采用了開關(guān)電源供電，更促進了開關(guān)電源技術(shù)、磁芯技術(shù)的迅速發(fā)展。這么多開關(guān)電源中，對磁芯的要求也是各不相同的，像常見的反激變換器(FLY-BACK)中，就需要對磁芯開一個相對較大的氣隙來儲存能量，同時調(diào)節(jié)電感量來達到設(shè)計要求，像一些用諧振技術(shù)工作的開關(guān)電源，如反激準諧振變換器，或LLC諧振變換器，都需要調(diào)節(jié)氣隙來獲得合適的電感量。也有一些開關(guān)電源和其它用途，在工作時磁芯是不需要氣隙的，如1955年美國羅耳隊G.H.Royer)發(fā)明的自激振蕩推挽晶體管單變壓器直流變換器，也作Royer電路；以及1957年美國查賽(Jen Sen，有的地方譯作“井森”)發(fā)明的自激式推挽雙變壓器電路，后被稱為自振湯Jensen電路或Jensen電路；這兩種電路，后人統(tǒng)稱為自激推挽式變換器。自激推挽式變換器的相關(guān)工作原理在電子工業(yè)出版社的《開關(guān)電源的原理與設(shè)計》第67頁至70頁有描述，該書ISBN號7-121-00211-6。電路的主要形式為上述著名的Royer電路和自振蕩Jensen電路。上述Royer、Jensen電路的特點為:利用磁芯飽和特性進行推挽振蕩，變壓器輸出波形為近似方波，電路的變換效率較高。磁芯要在特定的時間瞬間接近飽和狀態(tài)，所以無法采用存在氣隙的磁芯。上述自激推挽式變換器必需使用磁飽和式磁芯，而磁芯加氣隙是公知的抗磁飽和的手段。另一種不利用磁芯飽和特性進行推挽振蕩的自激推挽式變換器，在人民郵電出版社1990年出版，王桂英編著的《電源變換技術(shù)》第57頁至70頁有描述，該書ISBN號為7-115-04229-2/TN 353。在該書中57頁第三節(jié)的第三段第二行(圖2-28上的第三行)已提到:變壓器工作在非飽和狀態(tài)，變壓器的體積比較大。自激推挽式變換器在目前的開關(guān)電源領(lǐng)域中，由于在小信號模型中，唯一的交流小信號輸入阻抗為正的電源，而其它開關(guān)電源的交流小信號輸入阻抗為負，交流小信號輸入阻抗為負的開關(guān)電源并聯(lián)使用時極不方便，自激推挽式變換器的交流小信號輸入阻抗為正，并聯(lián)、級聯(lián)使用極為方便，所以得到廣泛使用。2011年，全球工業(yè)領(lǐng)域新增近7000萬只自激推挽式變換器微功率電 源模塊中，幾乎全部采用磁路閉合的磁環(huán)繞制變壓器。這里所述的磁路閉合,也作磁通閉合,是指磁通都在磁材中穿過,沒有經(jīng)過極低導(dǎo)磁率的如空氣這樣介質(zhì)。
再如，像網(wǎng)絡(luò)變壓器，如以太網(wǎng)用的RJ45集成變壓器，接口變壓器，也是采用無氣隙的磁環(huán)繞制的。再如,優(yōu)質(zhì)共模電感(Common mode Choke),也叫共模扼流圈，有的文獻又叫共軛電感，也是無氣隙的磁環(huán)繞制的，以期獲得最大電感量；共模電感也有對性能要求不高的，采用鏡面磁芯組合繞制的。

圖1示出了這類經(jīng)典磁環(huán)的結(jié)構(gòu)圖，圖2為這種磁芯的方形磁滯回線，其中+Bm、一 Bffl為磁芯的兩個磁飽和點，事實上，這個曲線是接近矩形的，圖2為了清楚地看清曲線，把橫軸H的單位刻度變小，圖形在橫軸水平方向被拉長了。圖3示出了磁芯開氣隙后磁滯回線圖，圖3中的“有氣隙”所指的實線為圖1對應(yīng)的磁芯開很小的氣隙后的磁滯回線；圖3中的“無氣隙”所指的虛線為對比用的磁滯回線，和圖2相同。共模電感也有采用鏡面磁芯組合繞制的，其磁滯回線就是類似圖3中所指的“有氣隙”所指的實線。實際使用中，測量磁滯回線是一件很費時、成本很高的試驗。一般都用電感系數(shù)來反映磁芯的性能，電感系數(shù)記作AL，電感系數(shù)是衡量線圈產(chǎn)生電磁感應(yīng)能力的物理量，一個磁芯，繞上一定圈數(shù)的導(dǎo)電線后，其電感量=電感系數(shù)X線圈圈數(shù)平方，記作:
權(quán)利要求
1.一種提高氣隙磁芯電感系數(shù)的方法,其特征在于:所述的磁芯為二個以上磁芯組合而成，磁通經(jīng)過的結(jié)合面，包括側(cè)面，均為鏡面，所述的鏡面結(jié)合在一起產(chǎn)生的結(jié)合力在4.3N/cm2 以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:繞制好的繞組裝上所述的磁芯后，置于所述的磁芯居里溫度左右的高溫下烘烤，直至所述的磁芯鏡面結(jié)合力在7N/cm2以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:繞制好的繞組裝上所述的磁芯后，在所述的磁芯結(jié)合面兩側(cè)加上電壓，所述的結(jié)合面會產(chǎn)生大電流從而把所述的磁芯熔為一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的方法，其特征在于:在骨架上繞好變壓器，然后再裝上所述的磁芯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的方法，其特征在于:用電路板上的銅箔走線構(gòu)成線圈，再從所述的電路板兩側(cè)裝上所述的磁芯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的方法，其特征在于:所述磁芯為二組以上EI型磁芯薄片對插而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的方法，其特征在于:所述的磁芯為兩個半C型對接成磁環(huán)的2層以上磁芯薄片疊加而成，所述的2層以上磁芯薄片的對接處相互錯開。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高氣隙磁芯電感系數(shù)的方法，采用二個以上的磁芯組合而成，磁通經(jīng)過的結(jié)合面，包括側(cè)面采用鏡面工藝，從而能達到整體磁芯電感系數(shù)80%以上；繞制好的繞組交錯對插裝上所述的磁芯后，置于高溫中焗烤，或在兩塊磁芯上通電熔合，可以進一步提高磁芯的電感系數(shù)。利用該方法后的磁芯做成的變壓器或電感的體積小，且變壓器或電感繞制工藝簡單。
文檔編號H01F27/245GK103137303SQ20131000305
公開日2013年6月5日 申請日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者王保均 申請人:廣州金升陽科技有限公司