具有减小的直流电流饱和度的电力电感器制造技术

一种电力电感器，其包括第一磁芯材料，该第一磁芯材料具有第一和第二末端。内空腔被布置在该第一磁芯材料中，其从第一末端延伸至第二末端。第一和第二凹口被布置在第一磁芯材料中，其从第一和第二末端中的一个向内朝内空腔凸出。第三和第四凹口被布置在第一磁芯材料中，其从第一和第二末端中的另一个向内朝内空腔凸出。第一导体穿过内空腔，且被第一和第三凹口接收。第二导体穿过内空腔，且被第二和第四凹口接收。第一导体可选择地穿过内空腔至少两次，且被第一，第二，第三和第四凹口接收。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于感应器，更具体地，关于电力电感器，其具有磁芯材料，且在高操作频率和高直流电流下操作时，其饱和水平降低。
技术介绍
感应器是电路元件，其基于磁场工作。磁场源是运动的电荷或电流。如果电流随时间而变化，则其产生的磁场也随时间而变化。随时间变化的磁场在任何通过磁场连接的导体中感生出电压。如果电流是常数，那么跨过理想导体的电压是零。因此，导体对恒定或直流电流而言就象一个短路。在感应器中，电压是由下式给出的v＝L(di)/(dt)因此，在电感器中没有瞬间的电流变化。感应器可用于各种电路中。电力电感器接收相对高的直流(DC)电流，例如，达100安培的电流，并且许多电流是在高工作频率下工作。例如并参照图1，电力电感器200可以用在DC/DC转换器24内，此转换器通常采用逆变流和/或整流将DC从一个电压转换到另一个电压。参照图2，电力电感器20通常包括一匝或多匝导体30，导体30通过磁芯材料34。例如，磁芯材料34可以一个方型的外截面36和一个方型的中空腔38，其贯通整个磁芯材料34。导体30通过中空腔。相对高的直流电流流经导体30，趋于使磁芯材料34达到饱和，这降低了电力电感器20的性能，并且此装置收编在此以供参考。
技术实现思路
根据本专利技术的电力电感器(power inductor)包括第一磁芯，其具有第一和第二末端，并且，其包括铁氧体珠状磁芯(ferrite bead core)材料；一个空腔(cavity)，其在第一磁芯中，从第一末端延伸至第二末端；一个槽型气隙(slotted air gap)，其在第一磁芯中，从第一末端延伸到第二末端；第二磁芯，其位于槽型气隙内和附近至少一个位置。在其它特征中，一个包括电力电感器的系统还包括一个直流-直流转换器(DC/DC Converter)，其与电力电感器耦合。仍在其它特征中，一个导体通过空腔，其中槽型气隙在平行于此导体的方向上，布置在第一磁芯内。第二磁芯磁导率比第一磁芯的低。第二磁芯包括一种软磁材料。该软磁材料包括一种粉末金属。此第一磁芯和第二磁芯至少在两正交平面内是自锁的(self-locking)。此第二磁芯包括铁氧体珠状磁芯材料，此铁氧体珠状磁芯材料具有分布的间隙(distributed gap)，从而降低此第二磁芯的磁导率。磁通量流过电力电感器中的磁通路(magnetic path)，并且其中第二磁芯不超过磁通路的30％。磁通量流过电力电感器中的磁通路，并且其中此第二磁芯不超过磁通路的20％。仍在其它特征中，用粘合剂和带子至少一种方法将此第一和第二磁芯连接在一起。一种电力电感器包括第一磁芯，此第一磁芯具有第一和第二末端。第一磁芯包括一种铁氧体珠状材料。第二磁芯具有比第一磁芯低的磁导率。第一和第二磁芯被布置以使磁通量流过磁通路，磁通路包括第一和第二磁芯。在其它特征中，一种系统包括电力电感器，和直流-直流转换器，其与电力电感器耦合。在其它特征中，该第一磁芯包括一个空腔和一个气隙。该第二磁芯有一种软磁材料组成。该软磁材料包括一种粉末金属。该第一磁芯和该第二磁芯在至少两个正交平面内是自锁的。该第二磁芯包括铁氧体珠状材料，其具有分布的间隙，这些分布的间隙降低该第二磁芯的磁导率。该第二磁芯不超过磁通路的30％。该第二磁芯不超过磁通路的20％。第一磁芯的相对壁相邻于槽型气隙是“V”形的。该第二磁芯是“T”形的，且沿该第一磁芯的内壁延伸。该第二磁芯是“H”形的，且部分地沿第一磁芯的内、外壁延伸。本专利技术其它可应用的领域将从下面提供的详细说明中明显看出。应该理解，详细说明和具体实施例在揭示本专利技术的优选实施例的同时，其目的仅用于说明本专利技术，而非限制本专利技术的范围。附图说明从详细说明和附图可更充分地理解本专利技术，其中图1是根据现有技术在直流-直流转换器中实施的电力电感器功能性的方框图和示意电气布局图；图2显示图1中根据现有技术的电力电感器的透视图；图3显示图1和图2中根据现有技术的电力电感器的剖视图；图4显示根据本专利技术具有槽型气隙的电力电感器的透视图，该槽型气隙布置在磁芯材料中；图5是图4中的电力电感器的剖视图；图6A和图6B显示可替换实施例的剖视图，该实施例具有涡流减少材料，其被临近槽型气隙布置；图7显示可替换实施例的剖视图，该实施例具有位于槽型气隙与导体之上的额外的空间；图8是具有多个空腔的磁芯的剖视图，其中每个空腔都具有一个槽型气隙；图9A和图9B是图8的剖视图，其中具有涡流减少材料，其被临近一个或两个槽型气隙布置；图10A显示槽型气隙的可替换侧位置的剖视图；图10B显示槽型气隙的可替换侧位置的剖视图；图11A和11B是具有多个空腔的磁芯的剖视图，其中每个空腔具有一个侧槽型气隙；图12是具有多个空腔和一个中央槽型气隙的磁芯的剖视图；图13是具有多个空腔和一个更宽的中央槽型气隙的磁芯的剖视图；图14是一个磁芯的剖视图，该磁芯具有多个空腔，一个中央槽型气隙，和一个具有较低磁导率的布置在相邻导体之间的材料； 图15是具有多个空腔和一个中央槽型气隙的磁芯的剖视图；图16是具有槽型气隙和一个或多个绝缘导体的磁芯材料的剖视图；图17是“C”形磁芯材料和涡流减少材料的剖视图；图18是“C”形磁芯材料和具有匹配的凸起(projection)的涡流减少材料的剖视图；图19是具有多个空腔的“C”形磁芯材料和涡流减少材料的剖视图；图20是“C”形第一磁芯和第二磁芯的剖视图，该第一磁芯包括铁氧体珠状磁芯材料，该第二磁芯临近气隙；图21是“C”形第一磁芯和第二磁芯的剖视图，该第一磁芯包括铁氧体珠状磁芯材料，而该第二磁芯位于气隙内；图22是“U”形第一磁芯和第二磁芯的剖视图，该第一磁芯包括铁氧体珠状磁芯材料，该第二磁芯临近气隙；图23分别说明“C”形第一磁芯和“T”形第二磁芯的剖视图，其中该第一磁芯包括铁氧体珠状磁芯材料；图24说明“C”形第一磁芯和自锁的“H”形第二磁芯的剖视图，其中该第一磁芯包括铁氧体珠状磁芯材料，而该第二磁芯位于气隙内；图25是“C”形第一磁芯和自锁的第二磁芯的剖视图，其中该第一磁芯包括铁氧体珠状磁芯材料，而该第二磁芯位于气隙内；图26显示“O”形第一磁芯和第二磁芯，其中该第一磁芯包括铁氧体珠状材料，而第二磁芯位于气隙内；图27和图28显示“O”形第一磁芯和自锁的第二磁芯，其中该第一磁芯包括铁氧体珠状磁芯材料，而该第二磁芯位于气隙内；图29显示第二磁芯，其包括铁氧体珠状磁芯材料，其具有分布的间隙，这些间隙降低第二磁芯的磁导率；以及图30显示第一和第二磁芯，它们通过带子连接在一起。图31显示电力电感器的磁芯材料的透视图，该磁芯材料具有一个或多个布置在该磁芯材料至少一侧的凹口(notches)；图32是图31中电力电感器的剖视图，其包括一个或多个导体，这些导体贯穿磁芯材料的内腔且位于凹口内； 图33是图32中的电力电感器的侧剖视图(side cross-sectionalview)，其显示导体的末端沿磁芯材料的外侧开始和结束；图34是图32和图33中电力电感器的功能性方框图和电气布局示意图，该电力电感器应用于直流/直流转换器的示例中；图35是电力电感器的仰视剖视图(bottom cross-sectional view)，其包括单个导体，该导体多次穿过内腔且位于每个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力电感器，其包括：　　　　第一磁芯材料，其具有第一和第二末端；　　　　内空腔，其被布置在所述第一磁芯材料内，该内空腔从所述第一末端延伸到所述第二末端；以及　　　　跨接导体结构，其包括：　　　　第一引线框，其穿过所述内空腔，并且其具有第一端子和第二端子；　　　　第二引线框，其穿过所述内空腔，并且其具有第一端子和第二端子，其中所述第一引线框的所述第一和第二端子位于所述内空腔的第一对角线的相对的角落处，并且所述第二引线框的所述第一和第二端子位于所述空腔的第二对角线的相对的角落处；以及　　　　绝缘材料，其位于所述第一和第二引线框之间。

【技术特征摘要】
US 2003-12-22 10/744,416;US 2004-6-24 10/875,9031.一种电力电感器，其包括第一磁芯材料，其具有第一和第二末端；内空腔，其被布置在所述第一磁芯材料内，该内空腔从所述第一末端延伸到所述第二末端；以及跨接导体结构，其包括第一引线框，其穿过所述内空腔，并且其具有第一端子和第二端子；第二引线框，其穿过所述内空腔，并且其具有第一端子和第二端子，其中所述第一引线框的所述第一和第二端子位于所述内空腔的第一对角线的相对的角落处，并且所述第二引线框的所述第一和第二端子位于所述空腔的第二对角线的相对的角落处；以及绝缘材料，其位于所述第一和第二引线框之间。2.根据权利要求1所述的电力电感器，其中所述第一和第二引线框是由铜冲压成的。3.根据权利要求1所述的电力电感器，其中所述第一和第二引线框和所述绝缘材料彼此临近布置，其中所述导体跨接结构具有一定的厚度，第一侧和第二侧，并且其中所述导体跨接结构在组装的时候，从所述第一侧和从所述第二侧冲压近似为所述厚度的二分之一的距离。4.根据权利要求1所述的电力电感器，其中所述第一引线框和所述绝缘材料是彼此临近布置的，并且在从所述绝缘材料向所述第一引线框的方向上冲压，并且其中所述第二引线框是冲压在它们的一侧上的。5.根据权利要求4所述的电力电感器，其中所述第二引线框的所述一侧和所述绝缘材料接触。6.根据权利要求1所述的电力电感器，进一步包括粘合剂，其用于固定所述绝缘材料到所述第一引线...

【专利技术属性】
技术研发人员：S苏塔迪加，
申请(专利权)人：马维尔国际贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：BB[巴巴多斯]