一种高漏感的差共模一体式电感的制作方法

1.本实用新型属于差共模一体电感领域，具体涉及一种高漏感的差共模一体式电感。


背景技术：

2.随着电子设备使用量的增加，设备所产生的电磁干扰(简称为emi)杂波将窜入其他设备，而导致设备工作不稳定。emi按照波形特征可以为共模干扰和差模干扰，其中，共模干扰是一对传输线幅度和相位相近的干扰噪声信号，而差模干扰是一对传输线幅度相近但相位相反的干扰噪声信号。
3.现有技术中，差共模一体式电感的技术方案是：在导磁磁芯对称绕制两个绕组线圈形成共模电感部分，在共模电感部分基础上，位于两个绕组线圈之间在导磁磁芯中部上设置导磁体，使共模闭合的磁通的小部经该导磁体导向返回到绕组线圈，继而形成漏感，使两组线圈都具有差模电感量，从而消除差模干扰。
4.然而，导磁磁芯中部所设置的导磁体，将易于趋向饱和，而失去消除差模干扰的效用。公开号为cn203721415u的中国专利公开了一种差共模一体电感，其通过设置2个e形磁芯开口相对地对接成一体，同时2个e形磁芯的中柱的长度较小形成气隙。通过中柱的气隙可形成消除差模干扰的漏感，并且通过改变气隙的大小，能改变差模电感大小，以满足不同的差模滤波需求。但是，2个e形磁芯通过边柱连接为一体，两者的接触端面有缝隙，将导致导磁率的降低而无法满足需要。若采用一体成型的环形磁芯，则难以设置长度足够小的气隙，继而差模滤波性能不足。
5.鉴于此，现有技术亟待上述技术问题，实现一种既满足共模和差模滤波需要，同时具有较高的良品率和较低的加工成本的差共模一体式电感。


技术实现要素：

6.针对现有技术的不足和市场需求，本实用新型的目的主要在于提供一种高漏感的差共模一体式电感，在一体成型的闭合磁环基础上，通过改善气隙结构，实现差共模一体式电感的漏感感量的提升，同时结构简单、加工效率高、成本合理且适应规模生产。
7.为了实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：
8.一种差共模一体式电感，包括：闭合磁芯，为内部贯通的闭合形状；两个线圈绕组，分别对称地绕制于闭合磁芯的左右两侧；以及，第一导磁条和第二导磁条，分别一体连接于闭合磁芯的上下两侧，并且沿闭合磁芯的中部轴向相对地延伸形成气隙；其中，所述第一导磁条的端部和/或第二导磁条的端部设置有相对中部径向倾斜的斜面，以使第一导磁条和第二导磁条之间形成气隙的靠近部和气隙的远离部。
9.优选地，所述第一导磁条的端部和第二导磁条的端部在相对的其中一侧形成气隙的靠近部，所述第一导磁条的端部和第二导磁条的端部在相对的另一侧形成气隙的远离部。
10.优选地，所述第一导磁条的端部和第二导磁条的端部均为平面，且所述第一导磁条和第二导磁条的端部平面均平行于闭合磁芯的内部贯通方向。
11.优选地，所述第一导磁条的端部和第二导磁条的端部均为平面，且所述第一导磁条和/或第二导磁条的端部平面相对于闭合磁芯的内部贯通方向倾斜。
12.优选地，所述第一导磁条的端部和第二导磁条的端部在两侧之间形成气隙的靠近部，所述第一导磁条的端部和第二导磁条的端部在两侧处或两侧之一处形成气隙的远离部。
13.优选地，所述第一导磁条的端部和第二导磁条的端部之间沿中部轴向最近的距离在0.2至1.5毫米范围内。
14.任选地，该差共模一体式电感还包括填充导磁体，所述填充导磁体的上端部匹配于所述第一导磁条的端部，所述填充导磁体的下端部匹配于，以使填充导磁体嵌入地设置于气隙之中。
15.优选地，所述闭合磁芯、第一导磁条和第二导磁条所制成的材料相同，所述填充导磁体所制成的材料的导磁率低于所述第一导磁条及第二导磁条所制成的材料。
16.优选地，所述第一导磁条的端部和第二导磁条的端部之间沿中部轴向最近的距离大于或等于1.5毫米。
17.任选地，所述闭合磁芯包括两个纵向磁条和两个横向磁条，两纵向磁条的外侧分别绕制有线圈绕组，两纵向磁条的端部分别通过横向磁条相连，以形成内部贯通的闭合形状，所述第一导磁条和第二导磁条分别设置于纵向磁条朝内一侧；所述纵向磁条、横向磁条、第一导磁条和第二导磁条由金属粉末一体成型连接；所述两个线圈绕组的线径和绕制匝数均相同，所述两个线圈绕组的绕制方向相反。
18.以下将对上述高漏感的差共模一体式电感进行具体阐述。
19.相比于现有技术，本实用新型的有益效果主要体现在：
20.本实用新型将磁芯设置为闭合形状，使得电感具有良好的导磁率并形成优异的共模滤波能力，同时设置于磁芯中部的第一导磁条和第二导磁条之间通过在端部设置斜面形成气隙靠近部和气隙远离部；在气隙远离部的设置作用下，磁芯成型模具在气隙处有足够的强度，使电感磁芯的良品率和模具寿命获得提升，继而使气隙靠近部能被设为较小地距离而足够满足漏感需要，实现在满足市场竞争的合理成本基础上提升差模滤波能力，总体上为市场提供价格有竞争力，差共模滤波能力优异的差共模一体式电感。
21.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图说明
22.图1是传统中部导磁条的局部结构示意图。
23.图2是依据本实用新型的实施例1的差共模一体式电感的整体结构示意图；
24.图3a是依据本实用新型的实施例2的差共模一体式电感的整体结构示意图；
25.图3b是依据本实用新型的实施例2的差共模一体式电感的a-a剖面的结构示意图；
26.图4依据本实用新型的实施例3的差共模一体式电感的局部结构示意图；
27.图5依据本实用新型的实施例4的差共模一体式电感的局部结构示意图；
28.图6依据本实用新型的实施例5的差共模一体式电感的局部结构示意图；
29.图7依据本实用新型的实施例6的差共模一体式电感的局部结构示意图；
30.图8依据本实用新型各实施例的差共模一体式电感的共模噪声流入示意图；
31.图9依据本实用新型各实施例的差共模一体式电感的差模噪声流入示意图。
32.附图标记：10、闭合磁芯；11、第一导磁条；12、第二导磁条；13、填充导磁体；14、纵向磁条；15、横向磁条；20、气隙；21、靠近部；22、远离部；30、线圈绕组。
具体实施方式
33.为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不作为限制本发明的范围。
34.参考图1，在现有技术的差共模电感中，两个中部导磁条形成气隙的端部均为平面，且两个中部导磁条的端部平面相互平行，每个中部导磁条的端部平面均与中部径向相平行。因此，两中部导磁条的端部平面之间的各处距离均相等。为了漏感满足要求，气隙的长度需要设置在毫米级别，这将导致气隙处的成型困难，模具损耗大，良品率低，而加工成本过高。
35.有鉴于此，本实用新型在一体成型的闭合磁环基础上，通过改善气隙20结构，实现差共模一体式电感的漏感感量的提升，同时结构简单、加工效率高、良品率高、模具足够耐用、成本合理且适应规模生产。
36.如图2至9所示，根据本实用新型各实施例是一种高漏感的差共模一体式电感。该差共模一体式电感包括：闭合磁芯10、两个线圈绕组30、第一导磁条11和第二导磁条12。其中，闭合磁芯10为内部贯通的闭合形状，可以是矩形、圆形、椭圆形等至少有一对称轴的闭合形状。两个线圈绕组30分别对称地绕制于闭合磁芯10的左右两侧。第一导磁条11一体连接于闭合磁芯10的上侧，并沿中部轴向向下延伸；第二导磁条12一体连接于闭合磁芯10的下侧，并沿中部轴向向上延伸；第一导磁条11的端部和第二导磁条12的端部不相互接触。换而言之，第一导磁条11和第二导磁条12沿闭合磁芯10的中部轴向相对地延伸形成气隙20。同时，第一导磁条11的端部设置有相对中部径向倾斜的斜面，或者第二导磁条12的端部设置有相对中部径向倾斜的斜面，或者第一导磁条11和第二导磁条12的端部均设置有相对中部径向倾斜的斜面。换而言之，第一导磁条11的端部平面和第二导磁条12的端部平面不会相互平行，从而在第一导磁条11和第二导磁条12之间形成了气隙20的靠近部21和气隙20的远离部22。
37.具体来说，本实用新型的特点在于，第一导磁条11和第二导磁条12之间形成气隙20的远离部22，允许制备模具在气隙20处拥有足够的强度，使电感磁芯的良品率和模具寿命获得提升。同时，第一导磁条11和第二导磁条12之间形成气隙20的靠近部21，使气隙20的长度足够小，从而提升漏感量，满足差模滤波需要。同时，作为磁芯的闭合磁芯10、第一导磁条11和第二导磁条12为一体连接，使得差共模一体式电感具有良好的导磁率。此外，本实用新型通过第一导磁条11的端部和/或第二导磁条12的端部改善，继而改变气隙20结构，实现结构简单、加工效率高、成本合理且适应规模生产。第一导磁条11的端部和/或第二导磁条12的端部为斜面，方便成型加工的模具成型及脱模。
38.值得说明的是，第一导磁条11的端部和第二导磁条12的端部之间沿中部轴向最近
的距离在0.2至1.5毫米范围内。换而言之，气隙20的靠近部21能达到0.2至1.5毫米，可使得差共模一体式电感在消除差模噪音的能力上满足绝大多数场景的需要。
39.可以理解的是，根据本实用新型各实施例，具体地，差共模一体式电感采用矩形框状的磁芯。其中，闭合磁芯10包括两个纵向磁条14和两个横向磁条15，两纵向磁条14的外侧分别绕制有线圈绕组30，两纵向磁条14的端部分别通过横向磁条15相连，以形成内部贯通的闭合形状，第一导磁条11和第二导磁条12分别设置于纵向磁条14朝内一侧，纵向磁条14、横向磁条15、第一导磁条11和第二导磁条12由金属粉末一体成型连接。闭合磁芯10采用矩形框状可达到提升磁饱和能力并节省空间的效果。
40.可以理解的是，根据本实用新型各实施例，具体地，两个线圈绕组30的线径和绕制匝数均相同，两个线圈绕组30的绕制方向相反。使用时，一对传输线幅度和相位相近的干扰噪声信号分别经过两个线圈绕组30，将生成方向相反的磁通，并最终相互抵消。
41.实施例1
42.如图2所示，是本实用新型的实施例1的一种高漏感的差共模一体式电感。该差共模一体式电感包括：闭合磁芯10、第一导磁条11、第二导磁条12和两个线圈绕组30。
43.具体地，闭合磁芯10由纵向磁条14和横向磁条15形成闭合的矩形框架形状，闭合磁芯10的左右两侧的纵向磁条14分别设置有线圈绕组30。两个线圈绕组30关于矩形框架的中部对称。两个线圈绕组30的绕制方向相反。闭合磁芯10的上侧横向磁条15一体连接有第一导磁条11，闭合磁芯10的下侧横向磁条15一体连接有第二导磁条12。第一导磁条11和第二导磁条12沿中部轴向相对地延伸形成气隙20。其中，第一导磁条11的端部的左侧延伸突出较多，而右侧延伸突出较少，形成相对中部径向朝右下方倾斜的斜面。第二导磁条12的端部的左侧延伸突出较多，而右侧延伸突出较少，形成相对中部径向朝右上方倾斜的斜面。因此，第一导磁条11和第二导磁条12的端部平面在左侧处距离较为靠近，为气隙20的靠近部21；第一导磁条11和第二导磁条12的端部平面在右侧处距离较为远离，为气隙20的远离部22。气隙20的靠近部21为差共模一体式电感提供较高的漏感，气隙20的远离部22使得气隙20成型处的模具具有更高强度。
44.本实施例1具体地，第一导磁条11的端部和第二导磁条12的端部所设置的斜面均平行于闭合磁芯10的内部贯通方向。以另一种实质相同的描述，由于左右两侧分别设置有线圈绕组30，第一导磁条11和第二导磁条12的端部斜面均垂直于两个线圈绕组30所在平面方向。以另一种实质相同的描述，第一导磁条11和第二导磁条12沿左右方向朝左右的其中一侧张开地倾斜。需要说明的是，模具成型时，闭合磁芯是沿内部贯通方向成型的，由于第一导磁条11和第二导磁条12的端部斜面平行于内部贯通方向(即图中相对纸面的前后方向)，因此便于磁芯的脱模。由于第一导磁条11的端部和第二导磁条12的端部设置为平面，前后方向的脱模更为便捷。
45.实施例2
46.如图3a与3b所示，是本实用新型的实施例2的一种高漏感的差共模一体式电感。该差共模一体式电感包括：闭合磁芯10、第一导磁条11、第二导磁条12和两个线圈绕组30。相同的，第一导磁条11的端部和第二导磁条12的端部设置有相对中部径向倾斜的斜面。实施例1的区别在于，第一导磁条11的端部的前侧延伸突出较多，而后侧延伸突出较少，形成相对径向朝后下方倾斜的斜面。第二导磁条12的端部的前侧延伸突出较多，而后侧延伸突出
较少，形成相对径向朝后上方倾斜的斜面。换言之，所述第一导磁条11和第二导磁条12的端部平面均相对于闭合磁芯10的内部贯通方向倾斜
47.由此可见，第一导磁条11的端部和第二导磁条12的端部所设置的斜面在闭合磁芯10的内部贯通方向上倾斜。在成型模具的设置上，可模具沿磁芯贯通方向的底部处设置一个朝向的楔形体，使得第一导磁条11的端部和第二导磁条12的端部分别设有斜面，并形成张开状形状。
48.实施例3
49.如图4所示，是本实用新型的实施例3的一种高漏感的差共模一体式电感。该差共模一体式电感包括第一导磁条11和第二导磁条12，以及包括图未示出的闭合磁芯10和两个线圈绕组30。与实施例1相同的，第一导磁条11的端部和第二导磁条12的端部设置有相对中部径向倾斜的斜面，第一导磁条11的端部和第二导磁条12的端部均为平面，且第一导磁条和第二导磁条的端部平面均平行于闭合磁芯的内部贯通方向。优选的方案中，第一导磁条11的端部斜面的倾角度与第二导磁条12的端部斜面的倾角度相同。同时，气隙20设置于两个横导磁条的中部。更为方便地是，第一导磁条11和第二导磁条12，关于两个横导磁条的中轴对称。
50.实施例4
51.如图5所示，是本实用新型的实施例4的一种高漏感的差共模一体式电感。该差共模一体式电感包括第一导磁条11和第二导磁条12，以及包括图未示出的闭合磁芯10和两个线圈绕组30。与实施例1相同的，第一导磁条11的端部和第二导磁条12的端部均为平面，且第一导磁条和第二导磁条的端部平面均平行于闭合磁芯的内部贯通方向。与实施例4不同在于，第一导磁条11的端部平行于相对中部径向平行，而第二导磁条12的端部设置有相对中部径向倾斜的斜面。其中，第二导磁条12的端部的左侧延伸突出较多，而右侧延伸突出较少，形成相对径向朝右上方倾斜的斜面。效果相同的是，第一导磁条11和第二导磁条12的左侧是气隙20的靠近部21，第一导磁条11和第二导磁条12的右侧是气隙20的远离部22。
52.实施例5
53.如图6所示，是本实用新型的实施例5的一种高漏感的差共模一体式电感。该差共模一体式电感包括：第一导磁条11和第二导磁条12，以及包括图未示出的闭合磁芯10和两个线圈绕组30。实施例5，第一导磁条11的端部左右两侧均设置有相对中部径向倾斜的斜面，形成中部延伸突出。同样，第二导磁条12的端部左右两侧均设置有相对中部径向倾斜的斜面，形成中部延伸突出。气隙20的靠近部21形成于：第一导磁条11的端部和第二导磁条12的端部在两侧之间的中部。气隙20的远离部22形成于：第一导磁条11的端部和第二导磁条12的端部在两侧处或两侧之一处。与实施例1相同的，第一导磁条和第二导磁条的端部平面均平行于闭合磁芯的内部贯通方向。
54.实施例6
55.如图7所示，是本实用新型的实施例6的一种高漏感的差共模一体式电感。该差共模一体式电感包括：第一导磁条11、第二导磁条12和填充导磁体13，以及包括图未示出的闭合磁芯10和两个线圈绕组30。相同的，第一导磁条11的端部和第二导磁条12的端部设置有相对中部径向倾斜的斜面，并且，第一导磁条11的端部斜面相对径向朝右下方倾斜，第二导磁条12的端部斜面相对径向朝右上方倾斜。不同在于，第一导磁条11和第二导磁条12所形
成的气隙20的远离部22沿中部轴向最近的距离大于1.5毫米。其中，填充导磁体13的上端部匹配于第一导磁条11的端部，填充导磁体13的下端部匹配于第二导磁条12的端部，以使填充导磁体13嵌入地设置于气隙20之中。其中，闭合磁芯10、第一导磁条11和第二导磁条12所制成的材料相同，填充导磁体13所制成的材料的导磁率低于第一导磁条11及第二导磁条12所制成的材料。
56.需要说明的是，第一导磁条11和第二导磁条12的端部斜面形成朝右的张开结构。填充导磁体13与张开结构匹配，能够方便快捷地嵌入到气隙20当中，达到提高漏感的目的。填充导磁体13采用导磁率较低的材料制成，可提升磁饱和阈值，从而提高漏感值。同时，第一导磁条11和第二导磁条12的端部斜面也便于模具成型和具备良好的加工效率。
57.参考图8，各实施例的差共模一体式电感工作电流i中具有共模噪声信号i
cm
，由于左右两侧的线圈绕组30的绕制方向相反，在左侧的线圈绕组30，i
cm
电流从上侧流入，从下侧流出，并形成方向朝上的磁通φ
cm
；在右侧的线圈绕组30，i
cm
电流从上侧流入，从下侧流出，并形成方向朝上的磁通φ
cm
；两侧磁通φ
cm
的磁通大小相等而方向相反，刚好相互抵消而不会使闭合磁芯饱和，且工作电流不会再闭合磁芯中消耗。
58.参考图9，各实施例的差共模一体式电感工作电流i中具有差模噪声信号i
dm
。而i
dm
，电流从右侧上方流入，从右侧下方流出，其在线圈绕组30所产生的磁场φ
dm
将经过第一导磁条11和第二导磁条12，并在气隙20的靠近部21处形成的漏磁感而闭合磁场，并在磁芯1中以热能形式消耗而滤除。由于气隙20的靠近部21的气隙20距离满足要求，差共模一体式电感消除差模噪音能力将获得提升。
59.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
60.以上所述仅为本实用新型示例性的实施例。通过上述内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本实用新型技术构思的基础上进行变更及修改。本实用新型的保护范围并不局限于上述实施例，而是以权利要求限定的范围为准。

技术特征：
1.一种差共模一体式电感，其特征在于，包括：闭合磁芯(10)，为内部贯通的闭合形状；两个线圈绕组(30)，分别对称地绕制于闭合磁芯(10)的左右两侧；以及，第一导磁条(11)和第二导磁条(12)，分别一体连接于闭合磁芯(10)的上下两侧，并且沿闭合磁芯(10)的中部轴向相对地延伸形成气隙(20)；其中，所述第一导磁条(11)和/或第二导磁条(12)的端部被配置为相对中部径向倾斜的斜面，以使第一导磁条(11)和第二导磁条(12)之间形成气隙(20)的靠近部(21)和气隙(20)的远离部(22)。2.如权利要求1所述的一种差共模一体式电感，其特征在于，所述第一导磁条(11)的端部和第二导磁条(12)的端部在相对的其中一侧形成气隙(20)的靠近部(21)，所述第一导磁条(11)的端部和第二导磁条(12)的端部在相对的另一侧形成气隙(20)的远离部(22)。3.如权利要求1所述的一种差共模一体式电感，其特征在于，所述第一导磁条(11)的端部和第二导磁条(12)的端部均为平面，且所述第一导磁条(11)和第二导磁条(12)的端部平面均平行于闭合磁芯(10)的内部贯通方向。4.如权利要求1所述的一种差共模一体式电感，其特征在于，所述第一导磁条(11)的端部和第二导磁条(12)的端部均为平面，且所述第一导磁条(11)和/或第二导磁条(12)的端部平面相对于闭合磁芯(10)的内部贯通方向倾斜。5.如权利要求1所述的一种差共模一体式电感，其特征在于，所述第一导磁条(11)的端部和第二导磁条(12)的端部在两侧之间形成气隙(20)的靠近部(21)，所述第一导磁条(11)的端部和第二导磁条(12)的端部在两侧处或两侧之一处形成气隙(20)的远离部(22)。6.如权利要求1所述的一种差共模一体式电感，其特征在于，所述第一导磁条(11)的端部和第二导磁条(12)的端部之间沿中部轴向最近的距离在0.2至1.5毫米范围内。7.如权利要求1所述的一种差共模一体式电感，其特征在于，还包括填充导磁体(13)，所述填充导磁体(13)的上端部匹配于所述第一导磁条(11)的端部，所述填充导磁体(13)的下端部匹配于，以使填充导磁体(13)嵌入地设置于气隙(20)之中。8.如权利要求7所述的一种差共模一体式电感，其特征在于，所述闭合磁芯(10)、第一导磁条(11)和第二导磁条(12)所制成的材料相同，所述填充导磁体(13)所制成的材料的导磁率低于所述第一导磁条(11)及第二导磁条(12)所制成的材料。9.如权利要求7所述的一种差共模一体式电感，其特征在于，所述第一导磁条(11)的端部和第二导磁条(12)的端部之间沿中部轴向最近的距离大于或等于1.5毫米。10.如权利要求1所述的一种差共模一体式电感，其特征在于，所述闭合磁芯(10)包括两个纵向磁条(14)和两个横向磁条(15)，两纵向磁条(14)的外侧分别绕制有线圈绕组(30)，两纵向磁条(14)的端部分别通过横向磁条(15)相连，以形成内部贯通的闭合形状，所述第一导磁条(11)和第二导磁条(12)分别设置于纵向磁条(14)朝内一侧；所述纵向磁条(14)、横向磁条(15)、第一导磁条(11)和第二导磁条(12)由金属粉末一体成型连接；所述两个线圈绕组(30)的线径和绕制匝数均相同，所述两个线圈绕组(30)的绕制方向相反。

技术总结
本实用新型公开了一种高漏感的差共模一体式电感，属于差共模一体电感领域，旨在通过改善气隙结构提升漏感感量。本实用新型将差共模一体式电感磁芯设置为闭合形状，使得电感具有良好的导磁率并形成优异的共模滤波能力，同时设置于磁芯中部的第一导磁条和/或第二导磁条之间通过在端部设置为斜面，以形成气隙靠近部和气隙远离部，使磁芯成型模具在气隙处有足够的强度并且电感磁芯的良品率和模具寿命获得提升，继而使气隙设为较小的距离而满足漏感需要，实现在满足市场竞争的合理成本基础上提升差模滤波能力，总体上为市场提供价格有竞争力，差共模滤波能力优异的差共模一体式电感。差共模滤波能力优异的差共模一体式电感。差共模滤波能力优异的差共模一体式电感。


技术研发人员：林朝福
受保护的技术使用者：东莞市宏福星电子有限公司
技术研发日：2023.04.20
技术公布日：2023/7/14