用于形成感应元件的线圈管制造技术

根据本发明专利技术用于形成感应元件的线圈管（１）包括空腔（９）、圆柱形外罩部分（２）、两个凸缘部分（３．１和３．２）以及狭缝（７）。凸缘部分和外罩部分形成绕组室（５），绕组室（５）用于在绕组室（５）中卷绕线，该线形成感应元件的第一绕组或第一绕组的一部分。完全用铜制成的线圈管（１）形成感应元件的第二线圈或第二线圈的绕组。由于第一和第二线圈之间的接触表面增加，所以线圈之间的热耗散能力和磁耦合增加。这样就会导致感应元件的功率密度的增加。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有磁心、第一线圈和第二线圈的用于形成感应元件的线圈管，线圈管制成可使第一线圈绕在线圈管周围。本专利技术还涉及相应的感应元件以及形成这种感应元件的方法。
技术介绍
在制造电气和、或电子器件如变压器、感应器或扼流器这样的感应元件时，存在对具有较高功率密度的装置的需求。不过，感应元件的功率密度越高，需要由感应元件的较小表面耗散以保持温升恒定的总损耗就越低。相反，为了满足管理和安全要求，必须得增加绝缘距离且必须在线圈与线芯如塑料线圈管之间插入绝缘体。这些塑料线圈管降低铜占空比，该占空比是所使用的和可提供的绕组窗之比。因此，非传导区域典型地限制感应元件中的损耗的减少。为了向变压器提供仅要求小的空间的较高铜占空比和较低的绕组损耗，现已引入了平面变压器，在这些平面变压器中，绕组由在印刷电路板(PCB)上蚀刻的铜迹线形成。不过，PCB平面变压器的铜占空比限制在某种程度。为了承载高电流，必须得使几个PCB平行，因为可以在PCB上蚀刻的迹线的厚度受限。因此，这些PCB增加绝缘空间，从而导致低的铜占空比。最终，它们在其它用途中并不有用，如在高功率、高电流用途中。文件WO03/030189A1公开了用于具有提高的质量和安全标准的高功率用途的变压器。在这种变压器中，初级绕组由绕在塑料筒管上的线形成，而次级绕组由至少一种金属板形成，这种金属板在一侧打开、插到筒管上并且连接到印刷电路板。这种变压器能够承载高电流并允许比PCB平面变压器更高的铜占空比。不过，这种变压器具有极大地限制铜占空比的塑料筒管，并因此而具有降低的电气和、或磁特征。
技术实现思路
本专利技术的目的在于产生属于最初所提及的
的线圈管，这种线圈管避免现有技术中的缺点，而且尤其能够使具有改进的功率密度的感应元件的制造成为可能。本专利技术的方案由权利要求1的特征所明确说明。根据本专利技术，线圈管完全用导电材料制成并形成感应元件的次级线圈的绕组。与现有技术相比，完全用导电材料制造线圈管并将线圈管本身用作感应元件的绕组具有几个优点。首先，感应元件具有非常高的铜占空比并因此而具有降低的损耗。此外，这种导电材料典型地比用塑料制成的线圈管更好地导热。与相应的现有技术中具有塑料线圈体的筒管相比，根据本专利技术的线圈管还具有较大的表面来耗散热。将线圈管直接用作感应元件的绕组还会导致降低的损耗和提高的磁耦合，并因此而导致感应元件的增加的功率密度。由于仅必须使用一种材料来制造线圈管，所以可简化制造过程并因此而降低制造成本。进一步来讲，减少某种对环境有害的物质的使用也是可能的，如塑料线圈管中所经常使用的阻燃剂。本专利技术还能够使废弃不用的感应元件的回收和、或废物处理更加容易，因为根据本专利技术的并不包括塑料的具有线圈管的感应元件比现有技术中的包括塑料的线圈管更易于拆卸和处理。一般来讲，每种导电材料如导体和半导体均可用于线圈管。不过，所使用的材料的导电率越高，所产生的感应元件的性能越好。因此，有利的是，线圈管用具有高导电率的金属制成，如银、铜、金、铝或类似的材料。由于其良好的可用性和低的价格，所以铜典型地用于制造线圈管。用线圈管形成的感应元件包括某种类型的磁存储元件。优选本专利技术用于形成具有磁心的变压器，如铁氧体磁心。因此，优选这种线圈管包括用于插入磁心的开口，以使线圈管至少部分地包括用于在磁通量在磁心中流动时在线圈管中感生电流的磁心，或者使在电流流过线圈管时在磁心中产生磁通量。为了避免短路或泄漏电流，将线圈管制成在其开口周围没有闭合电流通路存在。线圈管有利地包括典型地从线圈管的开口到其外缘的狭缝，这样就中断了线圈管中围绕其开口的任何闭合电流通路。线圈管可以是任何适当的形状。并不存在线圈管的预定的强制性形状。不过，一些形状比另一些更适合。例如，为了便于线圈管的制造和、或其后进行的制造感应元件的处理，优选使用包括大体上呈圆柱形的外罩部分和两个凸缘部分的线圈管。外罩部分具有空心圆柱形形状且凸缘部分设在外罩部分的两端，以使外罩部分和凸缘部分形成绕组室。在这种绕组室中，可将线进行卷绕，以形成感应元件的另一个线圈或另一个线圈的一部分。绕组室的宽度和高度是凸缘部分的尺寸和形状以及外罩部分的直径和长度，按照具体用途的要求对绕组室的宽度和高度进行选择。将会注意到，绕组室内的最大数量的绕组不仅取决于绕组室的尺寸，而且还取决于所使用的线。一般来讲，圆柱形外罩部分可以是直立柱体或斜柱体类型，在这种类型的外罩部分中，圆柱形外罩部分的底面可以是任何希望的形状，如长方形、矩形、椭圆形、三角形或任何其它形状。不过，优选具有空心直立圆柱形外形和圆形底面的外罩部分。在这种情况下，每个凸缘部分限定一个平面并位于这个平面中，该平面垂直于圆柱形外罩部分的轴线，每个轴线位于外罩部分的一端。换言之，凸缘部分是位于外罩部分的两端的圆周壁，并且从外罩部分的外表面垂直向外伸出。线圈管可制成单件式装置，例如，通过注模或其它任何适当的成形或排屑材料处理如铣削、车削和钻孔方法来制造。在本专利技术的优选实施例中，线圈管包括配合在一起的至少两个元件。就电气特征而言，与怎样将线圈管再分成这些元件无关。不过，为了实现更加有效的制造过程，线圈管由一个平面分成上述至少两个元件，该平面实质上平行于上述凸缘部分。在直立柱体圆形外罩部分的情况下，该平面是垂直于外罩部分的轴线的平面。在最优选的实施例中，线圈管包括配合在一起的两个这样的元件，以形成线圈管，每个元件包括外罩部分的一部分和一个凸缘部分。对于制造线圈管来讲，这些元件首先单独制造。这可以通过，如冲压、激光切割、水切割或其它任何已知的方式来进行。然后将这些单独的元件配合在一起以形成线圈管。这可以通过，如软焊、胶合、激光作用、焊接、压合或类似的方式来进行。由于线圈管形成感应元件的线圈绕组，所以线圈管必须得导电连接到电路，如功率变换器的整流电路。虽然可以用任何适当的方式来实现这样的连接，如通过将线连接到线圈管的外罩或凸缘部分，但线圈管有利地包括用于将线圈管连接到电路的两个或多个端子。这些端子，例如，适于安装到印刷电路板中的相应的凹槽之中，该印刷电路板承载该电路或该电路的一部分。根据本专利技术的感应元件由权利要求8的特征明确说明。感应元件，如电力变压器，包括前面所描述的至少一个线圈管，这种线圈管形成感应元件的第一线圈的绕组。该感应元件还包括由绕在该至少一个线圈管上的至少一个所形成的第二线圈。将线圈管用作变压器的初级绕组并将绕在线圈管上的线用作次级绕组是可能的。不过，电力变压器典型地在初级侧具有比次级侧更多的绕组，所以，次级绕组中的电流高于初级绕组中的电流。因此，优选线圈管形成感应元件的次级线圈绕组且线形成初级线圈或者初级线圈的一部分。一般来讲，任何绝缘线均可用于形成初级线圈。但是，由于线直接绕在线圈管上，即初级线圈与次级线圈直接接触，所以应使用高度绝缘的线来满足高电流用途中的高压要求。优选将现有技术中已知的三层绝缘线用作初级绕组。形成根据本专利技术的具有线圈管、磁心、第一线圈和第二线圈的感应元件的方法由权利要求10的特征明确说明。这种方法包括以下步骤-通过用导电材料制造线圈管并将这种线圈管用作第一线圈的绕组来提供第一线圈的绕组。-通过将线绕在线圈管上来提供第二线圈或者第二线圈的一部分。-将磁心插入该线圈管的开口中。然后可将感应本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于形成感应元件的线圈管（１），所述感应元件具有磁心（５１）、第一线圈和第二线圈，所述线圈管制成使所述第一线圈（１０）可绕在所述线圈管上，其特征在于：所述线圈管（１）完全用导电材料制成且所述线圈管形成所述第二线圈的绕组（８）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于形成感应元件的线圈管(1)，所述感应元件具有磁心(51)、第一线圈和第二线圈，所述线圈管制成使所述第一线圈(10)可绕在所述线圈管上，其特征在于所述线圈管(1)完全用导电材料制成且所述线圈管形成所述第二线圈的绕组(8)。2.如权利要求1所述的线圈管，其特征在于所述线圈管用金属尤其是用铜制成。3.如权利要求1或2所述的线圈管，其特征在于所述线圈管包括用于插入所述磁心的开口(9)。4.如权利要求3所述的线圈管，其特征在于所述线圈管包括狭缝(7)，所述狭缝(7)用于在所述开口周围的线圈管中避免短路和泄漏电流。5.如权利要求1至4中的任何一项所述的线圈管，其特征在于所述线圈管包括基本上呈圆柱形的外罩部分(2)和两个凸缘部分(3.1和3.2)，所述外罩部分和凸缘部分形成绕组室(5)，所述绕组室(5)用于在绕组室(5)中卷绕所述第一线圈。6.如权利要求5所述的线圈管，其特征在于所述线圈管包括配合在一起的至少两个元件(12)，所述线圈管由平面分成所述至少两个元件，优选所述平面基本上平行于所述凸缘部分。7.如权利要求1至6中的任何...

【专利技术属性】
技术研发人员：J帕克，J皮尔尼阿克，P瓦尔梅尔，
申请(专利权)人：DET国际控股有限公司，
类型：发明
国别省市：KY[开曼群岛]