一种高耦合系数电感制造技术

本发明专利技术公开了一种高耦合系数电感，包括：磁体，位于磁体内且围绕磁体的中柱装配的线圈组件，以及电极；所述线圈组件包括N组走线完全相同的线圈；所述N组线圈围绕所述中柱分别从中柱的N个周向1/N分割点处开始绕线；其中，N≥2；在所述线圈组件的每一层，每组线圈都包含内圈部分和外圈部分，并且每相邻的两组线圈中，其中一组的内圈部分与另一组的外圈部分内外镶嵌设置；任意一组线圈围绕中心轴旋转2nπ/N的角度后，能与其它组线圈重合；其中n为小于N的正整数。的正整数。的正整数。

【技术实现步骤摘要】
一种高耦合系数电感


[0001]本专利技术涉及电子元件
，尤其涉及一种高耦合系数电感。

技术介绍

[0002]随着电子产品不断朝小型化、轻型化、高性能方向发展的趋势，对元器件的特性和集成化设计提出了更高的要求。现阶段，部分开关电源多相电路中仍使用分立式电感，占用了电路板上大部分的空间，同时电感数量的增加造成电路的损耗增加，导致转换效率降低。电感的集成化——耦合电感在多相电路中不仅能够减少电感在电路中的占用体积，同时还降低了电感本身产生的损耗。
[0003]耦合电感不仅具有自身体积小的优势，同时因为自身的磁耦合作用影响了整个电路。耦合电感与分立式电感相比，因其自身具有磁耦合，能够相互抵消电流纹波，电流纹波抵消能作用到整个电路的各个元器件中，包括MOSFET、电感线圈、PCB走线等，从而减小了电流纹波幅值，且耦合系数越大，电路中的电流纹波将会越小。可见，耦合电感的使用有助于提高电源的转化效率，获得更快的瞬态响应，从而减小输出电容需求。可见，为了更进一步地降低纹波电流、提高效率，则要求耦合电感具备更高的耦合系数。
[0004]现有的双线圈围绕磁芯中柱上下堆叠结构的耦合电感中，双线圈引线长度不一导致双线圈的直流电阻不相等；同时双线圈之间存在一定的缝隙，线圈间的漏感较大，耦合系数较小。
[0005]现有的双线圈围绕磁芯中柱内外组合结构的耦合电感中，虽然耦合系数较高，但一组线圈在内、另一组线圈在外的内外组合双线圈仍存在两组线圈导体长度不一致的问题，故在同样的线径条件下，双线圈的直流电阻也不相等。r/>
技术实现思路

[0006]鉴于此，本专利技术提出一种高耦合系数电感，对线圈之间的内外镶嵌组合方式进行改进设计，在通过各线圈与其他线圈每一圈之间的配合来增加线圈之间的耦合能力，提高电感的耦合系数的同时，还能使各组线圈的导体长度一致，保证每一路电路的转化效率一致。
[0007]一种高耦合系数电感，包括：磁体，位于磁体内且围绕磁体的中柱装配的线圈组件，以及电极；所述线圈组件包括N组走线完全相同的线圈；所述N组线圈围绕所述中柱分别从中柱的N个周向1/N分割点处开始绕线；其中，N≥2；在所述线圈组件的每一层，每组线圈都包含内圈部分和外圈部分，并且每相邻的两组线圈中，其中一组的内圈部分与另一组的外圈部分内外镶嵌设置；任意一组线圈围绕中心轴旋转2nπ/N的角度后，能与其它组线圈重合；其中n为小于N的正整数。
[0008]进一步地，所述线圈组件的同一层中，N组线圈的绕线方向相同，均为从外圈绕到内圈，或者均为从内圈绕到外圈。
[0009]进一步地，所述线圈组件的相邻层的绕线方向不同，当其中一层的绕线方向为从
外圈绕到内圈时，该层的相邻层的绕线方向为从内圈绕到外圈。
[0010]进一步地，同一组线圈的任意相邻两层中，在先绕的一层的末端与在后绕的一层的起始端电性连接。
[0011]进一步地，所述电极用于所述电感与外部电路的连接；所述电极为与所述线圈组件的引出端连接的独立导体，或者，将所述线圈组件的引出端直接作为所述电极。
[0012]进一步地，当N＝2时，在所述线圈组件的每一层中，两组线圈均未围绕中柱绕足一圈以留出缺口，其中任一组线圈的所述缺口供另一组线圈的所述内圈部分进入，使两组线圈相互内外嵌套。
[0013]进一步地，当N＝2时，其中一组线圈围绕中心轴旋转180
°
后能与另一组线圈重合。
[0014]进一步地，当N≥3时，在所述线圈组件的每一层中，第1组线圈的内圈部分嵌在第2组线圈的外圈部分与中柱之间，第2组线圈的内圈部分嵌在第3组线圈的外圈部分与中柱之间，依此类推，第N
‑
1组线圈的内圈部分嵌在第N组线圈的外圈部分与中柱之间；第N组线圈的内圈部分嵌在第1组线圈的外圈部分与中柱之间。
[0015]进一步地，当N≥3时，其中任意一组线圈围绕中心轴按第一方向分别旋转2π/N、4π/N、
……
、2nπ/N的角度，能分别与其第一方向侧的第1组线圈、第2组线圈、
……
、第n组线圈重合；所述第一方向为顺时针方向或逆时针方向。
[0016]进一步地，所述线圈组件采用扁平漆包线制作，或采用带漆膜圆铜线制作，或采用印刷导电层再层叠的方式形成。
[0017]本专利技术技术方案的有益效果在于：本专利技术电感的多组线圈具有相同的导体长度，只要每组线圈的线材规格相同，即可保证多组线圈具有同样的直流电阻，从而保证各组线圈所在的电路中的转化效率一致；此外，本专利技术的多组线圈之间的这种内圈和外圈相互嵌套排布方式相对于现有的线圈整体内外组合的方式，提高了线圈的耦合能力，使得耦合系数进一步提高。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例中双相耦合电感的透视结构示意图。
[0019]图2是本专利技术实施例中双相耦合电感的线圈组件示意图。
[0020]图3
‑
1、图3
‑
2分别是本专利技术实施例中双相耦合电感的线圈组件的第1组线圈和第2组线圈的示意图。
[0021]图4是本专利技术实施例中双相耦合电感的磁芯示意图。
[0022]图5是本专利技术实施例中双相耦合电感的线圈组件的绕线示意图。
[0023]图6是本专利技术实施例中三相耦合电感的透视结构示意图。
[0024]图7是本专利技术实施例中三相耦合电感的线圈组件示意图。
[0025]图8是本专利技术实施例中三相耦合电感的线圈组件的其中一组线圈的示意图。
[0026]图9是本专利技术实施例中三相耦合电感的磁芯示意图。
[0027]图10是本专利技术实施例中三相耦合电感的线圈组件的绕线示意图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和具体的实施方式、实施例对本专利技术作进一步说明。提供实施例的
目的仅在于示意，而非予以任何限制。
[0029]另外，针对本专利技术技术方案的叙述中所采用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等空间方位词或定位词，是便于描述产品构成部件之间的相对位置关系，并不代表产品仅有图中展示的摆向，在实际使用过程中，随着产品摆向的不同(例如旋转90度或其它方位)，用以描述其摆向的空间相关叙述亦应通过类似的方式予以解释。
[0030]请参考图1，本专利技术实施例提出一种双相耦合电感，包括磁体1、位于磁体1内且围绕磁体的中柱11装配的线圈组件2，以及电极3。磁体1是电感的主体部分，其采用磁性材料制作而成，磁性材料的材质可为铁氧体、合金等其中一种或多种的组合。在一些实施例中，磁体1可以是包含中柱11和叶片(或叶摆)10在内的整体结构，其可以通过在模具中放入线圈组件后通过模压或其它方式一体成型。在另一些实施例中，中柱11和叶片10是一个整体例如磁芯，先将线圈组件与磁芯组装后再通过模压或其它方式形成磁体。应当理解的是，上述仅为举例，本专利技术不对电感的磁性材料主体的成分、形成方式和结构做出限制。联合参考图4，图4为图1中双相耦合电感的一种示例性的磁芯示意图，该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耦合系数电感，其特征在于，包括：磁体(1)，位于磁体内且围绕磁体的中柱(11)装配的线圈组件(2)，以及电极(3)；所述线圈组件(2)包括N组走线完全相同的线圈；所述N组线圈围绕所述中柱分别从中柱的N个周向1/N分割点处开始绕线；其中，N≥2；在所述线圈组件的每一层，每组线圈都包含内圈部分和外圈部分，并且每相邻的两组线圈中，其中一组的内圈部分与另一组的外圈部分内外镶嵌设置；任意一组线圈围绕中心轴旋转2nπ/N的角度后，能与其它组线圈重合；其中n为小于N的正整数。2.如权利要求1所述的高耦合系数电感，其特征在于：所述线圈组件的同一层中，N组线圈的绕线方向相同，均为从外圈绕到内圈，或者均为从内圈绕到外圈。3.如权利要求1所述的高耦合系数电感，其特征在于：所述线圈组件的相邻层的绕线方向不同，当其中一层的绕线方向为从外圈绕到内圈时，该层的相邻层的绕线方向为从内圈绕到外圈。4.如权利要求1所述的高耦合系数电感，其特征在于：同一组线圈的任意相邻两层中，在先绕的一层的末端与在后绕的一层的起始端电性连接。5.如权利要求1所述的高耦合系数电感，其特征在于：所述电极用于所述电感与外部电路的连接；所述电极为与所述线圈组件的引出端连接的独立导体，或者，将所述线圈组件的引出端直接作为所述电极。6.如权利要求1所述的高耦合系数电感，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚泽鸿，侯勤田，欧阳过，夏胜程，余鑫树，
申请(专利权)人：东莞顺络电子有限公司，
类型：发明
国别省市：