【】本發(fā)明涉及具有磁芯的電感器，特別涉及電感器磁芯中氣隙的熱傳遞。

背景技術

0、
背景技術：

1、電感器和變壓器等磁性元件通常用于電源轉(zhuǎn)換器，例如開關電源(switched-modepower?supplies，smps)。

2、圖1顯示了一個帶有磁芯的電感器。電感器的磁芯上纏繞著一根長長的絕緣線。變壓器是一種在磁芯上具有兩個或多個繞組的電感器，例如初級繞組和次級繞組，它們電氣上是隔離的，但在磁性上是耦合的。傳統(tǒng)上，磁芯由鐵或鐵氧體制成，形狀為圓柱體。

3、一種更先進的電感器具有e形磁芯或e型磁芯。在圖1中，導線120纏繞在e型磁芯的中心柱或骨架106上。e型磁芯有上磁芯104和下磁芯108，每個磁芯的截面都類似于字母e。例如，上磁芯104的截面看起來像字母e旋轉(zhuǎn)向下的樣子，而下磁芯108的截面看起來像字母e旋轉(zhuǎn)向上的樣子(圖4)。

4、骨架106位于e型截面的中心，而上磁芯104和下磁芯108的側(cè)面則部分環(huán)繞著導線120。在多種不同的e型磁芯中，骨架106可以是方形或圓形。相對于方形骨架106，導線120更容易纏繞在圓形骨架106上。e型磁芯電感器即使在較高溫度下也能提供較低的磁芯損耗；由于更好的磁耦合而有更高的效率；制造成本較低；設計緊湊，可克服空間限制；原型設計和測試時更容易組裝。

5、上磁芯104和下磁芯108由氣隙100隔開。氣隙100可以防止飽和，并允許更高的磁通量和能量存儲。

6、圖2顯示了一個電感器磁芯。圖2中已去除了導線120，以便更詳細地顯示上磁芯104和下磁芯108。骨架106不是矩形的，而是圓柱形的，以便更好地將導線120繞成線圈形狀。存在于骨架106以及上磁芯104和下磁芯108的兩側(cè)都有氣隙100。

7、圖3顯示了安裝在散熱器上的電感器。散熱器112可以如圖所示直接連接到下磁芯108的底部，也可以通過印刷電路板(pcb)間接連接到下磁芯108的底部，印刷電路板上有金屬熱管或其他熱傳導組件，將熱量從下磁芯108傳導到散熱器112。

8、請注意，上磁芯104沒有連接到任何散熱器。高密度電源轉(zhuǎn)換器通常比較窄，不允許在電感器的上磁芯和下磁芯上都安裝散熱器。

9、圖4是圖1-3的電感器的截面。上磁芯104呈e形，通過氣隙100與e形下磁芯108隔開。骨架106也被氣隙100隔開。導線120(未示出)纏繞在骨架106上，位于骨架106與上磁芯104和下磁芯108之間的空隙116中。

10、散熱器112連接到下磁芯108的底部。散熱器112可以從下磁芯108散去熱量。氣流可以強制穿過散熱器112下表面上的散熱片，以增強散熱效果。然而，由于氣隙100會阻礙熱傳遞，因此上磁芯104中產(chǎn)生的熱量無法輕易地轉(zhuǎn)移到散熱器112上。

11、圖5顯示了圖1-4中電感器內(nèi)的熱傳遞情況。當電流通過導線120時，由于長導線中的電阻，導線120會發(fā)熱。此外，當將交流電(ac)施加到導線120時，磁通量會隨著ac電流的方向改變而反轉(zhuǎn)。這些磁通量反轉(zhuǎn)可能具有磁滯，會在上磁芯104和下磁芯108內(nèi)產(chǎn)生渦流。在磁通量最密集的骨架106中，這些渦流產(chǎn)生的熱量最大。

12、由導線120中的電阻和骨架106中的磁通反轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量會使上磁芯104和下磁芯108的溫度升高。但是，下磁芯108的熱量可以傳遞到散熱器112，從而降低下磁芯108的溫度。然而，氣隙100阻止或顯著減少了從上磁芯104到下磁芯108的熱傳遞。因此，上磁芯104的溫度可能高于下磁芯108。

13、上磁芯104的溫度可能比下磁芯108高40度。上磁芯104中的這種較高溫度是不希望的，因為過熱會導致故障并縮短電感器和其他附近部件的使用壽命。

14、需要一種傳熱效果更好的電感器。需要一種能增強上下e型磁芯之間氣隙傳熱的電感器。需要一種具有層壓涂層的氣隙電感器，以通過氣隙傳遞熱量。

技術實現(xiàn)思路

技術特征：

1.一種電感器，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的電感器，其中所述上支腳的外表面是背對所述上骨架的一個表面；

3.根據(jù)權利要求2所述的電感器，其中所述上磁芯還包括從所述頂部向下延伸的第二上支腳，所述第二上支腳位于所述頂部的第二端，所述頂部的第二端與所述頂部的第一端相對，所述第一端具有向下延伸的所述上支腳；

4.根據(jù)權利要求3所述的電感器，其中所述上磁芯的截面為e形；

5.根據(jù)權利要求4所述的電感器，其中所述上骨架的厚度小于所述上支腳的厚度；

6.根據(jù)權利要求5所述電感器，所述電感器是pq磁芯電感器。

7.根據(jù)權利要求4所述的電感器，還包括：

8.根據(jù)權利要求7所述的電感器，還包括：

9.根據(jù)權利要求8所述的電感器，還包括：

10.根據(jù)權利要求9所述的電感器，還包括：

11.根據(jù)權利要求10所述的電感器，還包括：

12.根據(jù)權利要求11所述的電感器，其中所述粘合劑與導熱顆?；旌稀?/p>

13.根據(jù)權利要求12所述的電感器，其中所述導熱顆粒為碳納米管。

14.根據(jù)權利要求11所述的電感器，還包括：

15.根據(jù)權利要求11所述的電感器，其中所述石墨片層壓板、所述頂部石墨片層壓板、所述第二石墨片層壓板、所述底部石墨片層壓板、所述前石墨片層壓板和所述后石墨片層壓板均為連續(xù)石墨片層壓板的一部分，該石墨片層壓板經(jīng)折疊和切割后適合圍繞所述上磁芯和所述下磁芯。

16.根據(jù)權利要求15所述的電感器，其中所述上磁芯的邊緣和所述下磁芯的邊緣被倒圓，以防止尖銳的邊緣磨損所述上磁芯邊緣和所述下磁芯邊緣處的連續(xù)石墨片層壓板。

17.根據(jù)權利要求11所述的電感器，其中在所述前石墨片層壓板的環(huán)形石墨片的外表面上還施加第二粘合層；

18.根據(jù)權利要求17所述的電感器，其中所述導線多次纏繞在所述前上磁芯、所述上磁芯和所述后上磁芯的上骨架上，其中對于每個繞線環(huán)，所述導線都纏繞在所述前上磁芯、所述上磁芯和所述后上磁芯的上骨架上；

19.一種具有熱改進性能的電感器，包括：

20.一種具有熱改進性能的型疊層電感器，包括多個磁芯，每個磁芯包括：由鐵氧體或鐵磁材料制成的上磁芯，其具有頂橫桿、上骨架、左上支腳和右上支腳，其中所述頂橫桿位于頂平面中，所述上骨架、所述左上支腳和所述右上支腳位于與所述頂平面垂直的第二平面中，其中所述上骨架位于所述左上支腳和所述右上支腳之間，并通過上繞組空隙與所述左上支腳和所述右上支腳隔開；

技術總結(jié)
電感器的磁芯上有氣隙，其阻止熱量從上磁芯通過氣隙傳遞到下磁芯。磁芯截面呈E形，中心柱或骨架上纏繞有導線，左支腳和右支腳未纏繞導線。在石墨片上涂有粘合劑，將石墨片附接在左支腳和右支腳的外側(cè)。石墨粘合劑層壓板跨過氣隙，使熱量能夠穿過氣隙傳遞。石墨片不附接在骨架上。可在粘合劑中添加導熱顆粒，例如碳納米管。可將多個電感器橫向堆疊在一起。連接到下磁芯的散熱器可通過跨過氣隙的石墨片進行熱傳導，從而散發(fā)上磁芯產(chǎn)生的熱量。

技術研發(fā)人員：林柏迪,不怕·蓬努韋盧,李天河
受保護的技術使用者：香港應用科技研究院有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15