扼流圈及其制造方法

摘要

本发明涉及扼流圈及其制造方法，公开了一种包括磁心和绕组的扼流圈。其中，所述磁心包括：底部；中心柱，其位于所述底部上，并且其上绕有所述绕组；至少两个侧部，其分别以与所述中心柱大致平行的方式接触所述底部的外周；以及顶部，其以与所述侧部接触的方式位于所述中心柱的上端处。并且，所述中心柱采用的磁性材料的饱和磁通密度比所述侧部采用的磁性材料的饱和磁通密度大，并且所述中心柱的截面积相应地比所述侧部的截面积小。通过基于材料特性合理拼接不同磁性材料的磁心以形成封闭磁心结构，本发明突破了以往用单一磁性材料制作扼流圈的磁心的传统，并具有气隙分布均匀、有效磁路长度及有效磁路面积调节灵活、对外部电磁干扰低等优点。

权利要求

1.一种扼流圈，其包括磁心和绕组，其特征在于，

所述磁心包括：

底部；

中心柱，其位于所述底部上，并且其上绕有所述绕组；

至少两个侧部，其分别以与所述中心柱大致平行的方式接触所述底部的外周；以及顶部，其以与所述侧部接触的方式位于所述中心柱的上端处，并且，所述中心柱采用的磁性材料的饱和磁通密度比所述侧部采用的磁性材料的饱和磁通密度大，所述中心柱的截面积比所述侧部的截面积小。

2.根据权利要求1所述的扼流圈，其特征在于，

所述底部与所述中心柱、所述底部与所述侧部、所述顶部与所述中心柱以及所述顶部与所述侧部之间通过粘结胶粘结。

3.根据权利要求2所述的扼流圈，其特征在于，

所述中心柱采用金属磁粉心或纳米晶材料，

所述底部采用金属磁粉心或纳米晶材料，

所述顶部采用金属磁粉心或纳米晶材料，而

所述侧部采用功率铁氧体材料、金属磁粉心或纳米晶材料。

4.根据权利要求2所述的扼流圈，其特征在于，

所述底部、所述侧部和/或所述顶部各自包括至少一个块型的磁性材料；以及所述中心柱包括至少一个块型或圆柱型的磁性材料。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的扼流圈，其特征在于，还包括用于容纳所述磁心和所述绕组的壳体，并通过对所述壳体进行真空灌封导热胶来将所述磁心和所述绕组固定在所述壳体内。

6.根据权利要求5所述的扼流圈，其特征在于，所述绕组采用铜箔绕制而成。

7.根据权利要求6所述的扼流圈，其特征在于，所述铜箔绕组的起尾端焊接有镀镍铜排，且所述铜排从所述壳体未封闭的一侧引出。

8.一种扼流圈制造方法，用于制造包括磁心和绕组的扼流圈，包括：根据所需制造的扼流圈的参数规格选择所述磁心的中心柱、底部、侧部、顶部的磁性材料，选择合适的工作点和匹配的功耗密度，并计算所述中心柱的横截面积以及所述底部、所述侧部和所述顶部各自的厚度，其中，所述中心柱采用的磁性材料的饱和磁通密度比所述侧部采用的磁性材料的饱和磁通密度大，并且所述中心柱的截面积比所述侧部的截面积小；

计算所述绕组的匝数，并确定相应的绕组材料规格；

估计所述绕组的厚度，并计算所述顶部和所述底部各自的面积以及所述中心柱的高度；

调节有效磁路长度，以实现所需制造的扼流圈的参数；

在所述中心柱上绕制所述绕组；

以所述中心柱位于所述底部上、所述侧部接触所述底部的外周且所述顶部位于所述中心柱的上端处的方式，将所述底部与所述中心柱、所述底部与所述侧部、所述顶部与所述中心柱以及所述顶部与所述侧部之间通过粘结胶粘结，从而构成所述磁心的磁路；以及将所述磁心置于壳体内，并通过对所述壳体进行真空灌封导热胶来将所述磁心和所述绕组固定在所述壳体内。

9.一种扼流圈制造方法，用于制造包括磁心和绕组的扼流圈，包括：根据所需制造的扼流圈的参数规格选择所述磁心的中心柱、底部、侧部、顶部的磁性材料，选择合适的工作点和匹配的功耗密度，并计算所述中心柱的横截面积以及所述底部、所述侧部和所述顶部各自的厚度，其中，所述中心柱采用的磁性材料的饱和磁通密度比所述侧部采用的磁性材料的饱和磁通密度大，并且所述中心柱的截面积比所述侧部的截面积小；

计算所述绕组的匝数，并确定相应的绕组材料规格；

估计所述绕组的厚度，并计算所述顶部和所述底部各自的面积以及所述中心柱的高度；

调节有效磁路长度，以实现所需制造的扼流圈的参数；

以所述中心柱位于所述底部上、所述侧部接触所述底部的外周的方式，将所述底部与所述中心柱、所述底部与所述侧部之间通过粘结胶粘结；

在所述中心柱上绕制所述绕组；

以所述顶部位于所述中心柱的上端处的方式，将所述顶部与所述中心柱、所述顶部与所述侧部之间通过粘结胶粘结，从而形成所述磁心的磁路；以及将所述磁心置于壳体内，并通过对所述壳体进行真空灌封导热胶来将所述磁心和所述绕组固定在所述壳体内。

10.根据权利要求8或9所述的扼流圈制造方法，其特征在于，所述中心柱采用的磁性材料的饱和磁通密度为所述侧部采用的磁性材料的饱和磁通密度的两倍。

11.根据权利要求8或9所述的扼流圈制造方法，其特征在于，所述底部、所述侧部和/或所述顶部各自包括至少一个块型的磁性材料，以及所述中心柱包括至少一个块型或圆柱型的磁性材料。

12.根据权利要求8或9所述的扼流圈制造方法，其特征在于，所述绕组采用铜箔绕制而成。

13.根据权利要求12所述的扼流圈制造方法，其特征在于，所述铜箔绕组的起尾端焊接有镀镍铜排，且所述铜排从所述壳体未封闭的一侧引出。

说明书

扼流圈及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及感性器件制造领域，尤其涉及在电子电路、电力电路中发挥扼流、储能、滤波等作用的扼流圈及其制造方法。

背景技术

[0002] 扼流圈的主要组成构件是磁心和绕组。其中，可用于制作磁心的磁性材料有硅钢、纳米晶、软磁铁氧体、金属磁粉心等，不同的磁性材料在不同的频段、不同的使用环境下各具特色。而可用于制造绕组的导线包含丝包线、漆包线、扁铜线、铜皮等，不同的导线有着一定的耐温等级和绝缘等级。

[0003] 大功率的扼流圈需要具有大的工作电流，因此磁路中应具有较大的气隙，以保证磁心工作在非饱和区并能够保持电感量的线性度。然而，高频大电流将在气隙处产生交变杂散磁场，且该磁场会引起气隙附近绕组导线的涡流效应加剧，从而在气隙附近形成发热点，这容易导致绝缘受损、绕组短路并使用寿命缩短等各种问题。此外，该磁场会对电路中其他元器件形成电磁干扰，从而影响电器产品的正常工作。因此，有必要对磁路中集中的气隙进行均匀分布，从而出现了金属磁粉心。

[0004] 金属磁粉心是将磁性颗粒进行粉末绝缘处理，然后压制成型，经退火处理后喷涂形成产品。由于成型压力大，金属磁粉心一般压制成环型。在小电流情况下，可以通过手工或者环形绕线机把圆形导线绕制在环型磁心上，以得到需要的电感量。但在大电流情况下，由于所需导线截面积太大，这时需要利用一定规格的铜箔来作绕组。由于环型的结构非常不便于绕制铜箔，于是出现了EE型磁心，但目前在工艺上仍难以实现大规格的EE型磁心。

[0005] 随着人们对绕组本身的分布参数以及磁心引起的电磁污染的认识越来越多，减小电磁干扰(EMI)逐渐成为产品设计时的关键因素，于是大体积的罐型磁心应运而出。罐型磁心的特殊结构形成了封闭磁路，能够很好地屏蔽杂散磁场。但由于罐型成型工艺难度太大，既不利于批量化生产，更是难以实现更大规格的罐型磁心。此外，在利用铜箔制作绕组以实现大电流的情况下，不好处理罐型磁心中绕制铜箔的引出线。

发明内容

[0006] 有鉴于此，本发明的目的至少在于合理发挥不同磁性材料的优势进行磁路组合，以能够实现线性度好、电磁干扰低、功耗低的扼流圈。

[0007] 为了实现上述目的，本发明提供了一种包括磁心和绕组的扼流圈，其中所述磁心包括：底部；中心柱，其位于所述底部上，并且其上绕有所述绕组；至少两个侧部，其分别以与所述中心柱大致平行的方式接触所述底部的外周；以及顶部，其以与所述侧部接触的方式位于所述中心柱的上端处，并且，所述中心柱采用的磁性材料的饱和磁通密度比所述侧部采用的磁性材料的饱和磁通密度大，所述中心柱的截面积相应地比所述侧部的截面积小。

[0008] 对于上述扼流圈，优选地，所述中心柱采用的磁性材料的饱和磁通密度约为所述侧部采用的磁性材料的饱和磁通密度的2倍～3倍，并由此使得所述中心柱的截面积约为所述侧部的截面积的1/3～1/2。进一步，所述中心柱优选采用高饱和磁通密度的金属磁粉心或纳米晶材料；而所述侧部优选采用磁导率较大的功率铁氧体材料，或者根据产品具体要求，必要时也可选择金属磁粉心或者纳米晶材料。

[0009] 对于上述扼流圈，优选地，所述底部与所述中心柱、所述底部与所述侧部、所述顶部与所述中心柱以及所述顶部与所述侧部之间通过例如环氧树脂的粘结胶粘结，从而构成所述磁心的封闭磁路。

[0010] 对于上述扼流圈，优选地，所述底部、所述侧部和/或所述顶部各自包括至少一个块型的磁性材料。进一步，所述中心柱包括至少一个块型或圆柱型的磁性材料。

[0011] 对于上述扼流圈，优选地，所述绕组采用铜箔绕制而成。进一步，所述铜箔绕组的起尾端焊接有镀镍铜牌，且所述铜牌从所述壳体未封闭的一侧引出。

[0012] 对于上述扼流圈，优选地，所述扼流圈还包括用于容纳所述磁心和所述绕组的壳体，并通过对所述壳体进行真空灌封导热胶来将所述磁心和所述绕组固定在所述壳体内。

[0013] 对于上述扼流圈，优选地，所述壳体是采用例如铝的金属材料制成的。

[0014] 此外，本发明还提供了一种用于制造包括磁心和绕组的扼流圈的扼流圈制造方法，其包括：根据所需制造的扼流圈的参数规格选择所述磁心的中心柱、底部、侧部、顶部的磁性材料，选择合适的工作点和匹配的功耗密度，并计算所述中心柱的横截面积以及所述底部、所述侧部和所述顶部各自的厚度，其中，所述中心柱采用的磁性材料的饱和磁通密度比所述侧部采用的磁性材料的饱和磁通密度大，并且所述中心柱的截面积比所述侧部的截面积小；计算所述绕组的匝数，并确定相应的绕组材料规格；估计所述绕组的厚度，并计算所述顶部和所述底部各自的面积以及所述中心柱的高度；调节有效磁路长度，以实现所需制造的扼流圈的参数；在所述中心柱上绕制所述绕组；以所述中心柱位于所述底部上、所述侧部接触所述底部的外周且所述顶部位于所述中心柱的上端处的方式，将所述底部与所述中心柱、所述底部与所述侧部、所述顶部与所述中心柱以及所述顶部与所述侧部之间通过例如环氧树脂的粘结胶粘结，从而构成所述磁心的磁路；以及将所述磁心置于由例如铝的金属材料制成的壳体内，并通过对所述壳体进行真空灌封导热胶来将所述磁心和所述绕组固定在所述壳体内。

[0015] 或者，本发明提供了另一种用于制造包括磁心和绕组的扼流圈的扼流圈制造方法，其包括：根据所需制造的扼流圈的参数规格选择所述磁心的中心柱、底部、侧部、顶部的磁性材料，选择合适的工作点和匹配的功耗密度，并计算所述中心柱的横截面积以及所述底部、所述侧部和所述顶部各自的厚度，其中，所述中心柱采用的磁性材料的饱和磁通密度比所述侧部采用的磁性材料的饱和磁通密度大，并且所述中心柱的截面积比所述侧部的截面积小；计算所述绕组的匝数，并确定相应的绕组材料规格；估计所述绕组的厚度，并计算所述顶部和所述底部各自的面积以及所述中心柱的高度；调节有效磁路长度，以实现所需制造的扼流圈的参数；以所述中心柱位于所述底部上、所述侧部接触所述底部的外周的方式，将所述底部与所述中心柱、所述底部与所述侧部之间通过例如环氧树脂的粘结胶粘结；在所述中心柱上绕制所述绕组；以所述顶部位于所述中心柱的上端处的方式，将所述顶部与所述中心柱、所述顶部与所述侧部之间通过例如环氧树脂的粘结胶粘结，从而形成所述磁心的磁路；以及将所述磁心置于由例如铝的金属材料制成的壳体内，并通过对所述壳体进行真空灌封导热胶来将所述磁心和所述绕组固定在所述壳体内。

[0016] 对于上述任一种扼流圈制造方法，优选地，所述中心柱采用的磁性材料的饱和磁通密度约为所述侧部采用的磁性材料的饱和磁通密度的2倍～3倍，并由此使得所述中心柱的截面积约为所述侧部的截面积的1/3～1/2。进一步，所述中心柱优选采用高饱和磁通密度的金属磁粉心或纳米晶材料，而所述侧部优选采用磁导率较大的功率铁氧体材料。

[0017] 对于上述任一种扼流圈制造方法，优选地，所述底部、所述侧部和/或所述顶部各自包括至少一个块型的磁性材料。进一步，所述中心柱包括至少一个块型或圆柱型的磁性材料。

[0018] 对于上述任一种扼流圈制造方法，优选地，所述绕组采用铜箔绕制而成。进一步，所述铜箔绕组的起尾端焊接有镀镍铜牌，且所述铜牌从所述壳体未封闭的一侧引出。

[0019] 通过基于材料特性合理拼接不同磁性材料的磁心以形成磁心结构，本发明突破了以往用单一磁性材料制作扼流圈的磁心的传统，并具有气隙分布均匀、有效磁路长度及有效磁路面积调节灵活、对外部电磁干扰低等优点，合理解决了扼流圈的电感量与其线性度之间的矛盾，并有利于大规模的批量化生产。

附图说明

[0020] 包含在本说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。

[0021] 图1示出了三种块型磁心的示意图；

[0022] 图2示出了拼接块型磁心的示意图；

[0023] 图3A、图3B、图3C分别示出了根据本发明示例性实施例的扼流圈的磁心的封闭结构磁路的俯视图、侧视图、透视图；

[0024] 图4示出了根据本发明示例性实施例的扼流圈的铜皮绕组的外形示意图；以及[0025] 图5A、图5B、图5C分别示出了根据本发明示例性实施例的扼流圈的产品外观的主视图、侧视图、俯视图。

具体实施方式

[0026] 以下将对本发明的实施例给出详细的参考。尽管本发明通过这些实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，本发明涵盖所附权利要求所定义的发明精神和发明范围内的所有替代物、变体和等同物。

[0027] 另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的方法、程序、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

[0028] 如上所述，现有磁性材料各有千秋。硅钢在频率为1KHZ以上时功耗急剧增大；锰锌功率铁氧体在高频下功耗密度很小，但其饱和磁通密度BS只有5000GS；金属磁粉心的饱和磁通密度在10000GS-16000GS，但其磁导率较低，最大只能达到几百，功耗密度也比较大；纳米晶材料的饱和磁通密度可达12000GS，磁导率上万，低频时功耗密度小，但其在高频下功耗密度并不如锰锌功率铁氧体，同时其受应力时损耗急剧增加。本发明旨在利用不同磁性材料的特性，对不同磁性材料的块型磁心进行合理装配组合以形成磁心结构，并且能够灵活调节扼流圈中磁路的有效磁路长度、有效截面积和相对磁导率，为扼流圈的大规模批量化生产提供了可能性。

[0029] 下面将首先介绍磁路设计的相关计算公式。

[0030] 扼流圈的工作点Hdc的计算公式以及扼流圈在直流偏磁下偏磁电感量Ldc的估算公式分别如下：

[0031]

[0032] Ldc＝L×η。

[0033] 其中，N为绕组匝数；I为偏磁电流；Le为有效磁路长度；η为在直流偏磁下的电感下降百分比，与扼流圈的工作点Hdc有关，可通过查询磁性材料供应商目录提供的参数得到；L为未加偏磁电流时的静态电感量，可通过如下的公式计算得出：

[0034]-7

[0035] 其中，Ae为有效磁路面积；u0为真空磁导率，约为4π×10 ；ue为设计要达到的相对磁导率，可以根据磁路中主要磁性材料的磁导率来计算，也可以选择易于进行核算的磁性材料的磁导率来计算。

[0036] 并且，有效磁路长度Le和有效磁路面积Ae的计算公式分别如下：

[0037]

[0038]

[0039] 其中，C1、C2为常数，在磁心采用单一磁性材料的情况下，其计算公式分别如下：

[0040]

[0041]

[0042] 其中，Li为磁路中第i部分的有效磁路长度，Ai为磁路中第i部分的有效磁路面积。

[0043] 在利用不同材料组合磁心的情况下，上述C1、C2的计算公式分别为：

[0044]

[0045]

[0046] 其中，ui为磁路中某段磁性材料的相对磁导率。

[0047] 通过对上述计算公式的介绍可知，在利用不同磁性材料组合磁心的情况下，上述公式将组合材料整理为相对磁导率为ue的磁路。依据公式可以知道，总是可以采用较高磁导率的材料来缩短磁路长度，采用较低磁导率的材料来加长磁路长度，这与在磁路中增加气隙以加长磁路长度是一个道理。

[0048] 接着以如图1所示的块型磁性材料作为示例来介绍磁路中不同磁性材料的组合规则。图1为块型磁心图，而图2为拼接块型磁心的示意图，其中，金属磁粉芯材质可为铁硅铝Sendust、高磁通Hi-flux、铁镍钼MPP、铁硅FeSi、铁粉心等，铁氧体材料为功率铁氧体、高导铁氧体、高稳定性铁氧体等，纳米晶材料为铁基纳米晶、钴基纳米晶等。

[0049] 对于磁心绕线中心柱，优选采用高饱和磁通密度的金属磁粉心或者纳米晶的块型磁心拼接，以通过提高工作点Hdc来减小中心柱面积。中心柱面积越小，就有越多的空间可用作绕线窗口，从而能够使绕线匝数N最大化、减小交流磁密Bm以及减小磁心损耗等，同时减小扼流圈总体积并实现功率密度最大化。

[0050] 对于磁心侧部，由于可通过调节侧部厚度来改变侧部截面积的大小，因此：当产品对尺寸要求严格时，优选金属磁粉心和纳米晶材料；当产品对温升及电磁兼容性有要求时，优选铁氧体材料和纳米晶材料；以及，当产品对成本、温升及电磁兼容性均有要求时，优选采用功率铁氧体材料。在磁心侧部采用铁氧体材料的情况下，通常需调整侧部磁心厚度以增加侧部截面积，从而减小磁通密度，防止产品进入准饱和状态。

[0051] 对于磁心底部，优选金属磁粉心和纳米晶材料。对于金属磁粉心，其功耗密度虽然大点，但磁心底部与散热良好的铝质壳体接触，并不会引起较大温升。

[0052] 对于磁心顶部，可采取半封闭或者接近全封闭的结构，其厚度相对底部而言厚些，其材料可为金属磁粉心、铁氧体、纳米晶。一般来说，磁心顶部需做合理分配，以从对称性角度进行分析，尽量保证磁力线分布均匀。

[0053] 对于壳体，优选采用铝质材料。

[0054] 此外，整个产品内部真空灌封导热胶。

[0055] 最后，将介绍一个设计实例。

[0056] 设计条件

[0057] 工作频率10KHZ，工作电流300A，纹波电流60A，以及动态电感200μH。

[0058] 设计背景

[0059] 以下为两种主要磁性材料相关参数。

[0060] 铁硅铝A50(ui＝50)，磁粉心的一种，采用粉末冶金的方法制成。作为磁粉心，该材料本身具有分布气隙，因此具有“软”饱和特性。该材料的饱和磁通密度Bs在25℃时为1.05T，依据该材料的直流叠加特性，工作点H0＝80 Oe时，磁导率变化率为60％(即ui＝
30)，而工作点为H0＝120 Oe时，磁导率变化率为50％(即ui＝25)。

[0061] 功率铁氧体，属于锰锌铁氧体的一种，采用陶瓷工艺制成。该材料的磁导率ui＝3
2300。该材料的损耗小，在100KHz、200mT、100℃的情况下，其功耗密度为400mW/cm 左右。
该材料的饱和磁通密度Bs在25℃时为0.48T。即使在Bs为0.3T时，该材料的直流偏磁特性依然良好，磁导率保持不变。但是该材料具有“硬”饱和的软肋，即磁导率在准饱和区很快降落至非常小。

[0062] 设计思路

[0063] 考虑到EMC电磁兼容特性，优选采用封闭磁路结构，并通过组合磁路来使得磁路中气隙分布相对均匀。

[0064] 考虑到温升，合理分配铜损以及铁损，使得总损耗降低为最小；并采用灌封导热胶以及铝质外壳，使得散热良好，最终使得温升最小。

[0065] 磁粉心直流偏磁特性比较容易由磁心厂商目录给出的曲线查阅，并且具有“软”饱和特性，且其饱和磁通密度Bs比较大，适宜放在磁路中比较容易饱和的地方，例如截面积比较小的中心柱部分以及与中心柱接触的磁心顶部和磁心底部。

[0066] 功率铁氧体的饱和磁通密度Bs较低，磁导率大，适宜放在磁路截面积较大的磁心侧部(截面积约为中心柱的2倍～3倍，即B值为约中心柱的1/3～1/2)，并通过选择合适的截面积来将其工作点调整为远离准饱和区，以避免“硬”饱和，并且在其工作环境下，功耗非常小，由损耗引起的温升可以不考虑此部分。

[0067] 设计参数

[0068] 取磁路的主要材料铁硅铝磁导率为ue＝50，调整其工作点小于80 Oe，以保证动态电感(直流300A)大于静态电感(无直流)的一半。

[0069] 即磁粉心工作磁通密度B≤5000GS，于是设计静态电感为L0＝500μH。

[0070] 设电感匝数为N，于是根据Hdc＝(N×I)/(Le×79.6)(Oe)，可知磁路长度Le≥N×3.75(cm)。

[0071] 根据L×I＝N×Ae×B，可知磁路面积Ae≥2400/N(cm2)。

[0072] 对于面积乘积法AP＝Ae×Aw＝(L×I2)/(K×J×B)×108(cm4)，其中K为窗口占6 2 4
有率，取0.3；J为电流密度，取3.84×10(A/m)；B为工作点，取0.5T，求得AP＝8000cm。

[0073] 取二者相等，调整心柱为9cm×9cm，即81cm2。

[0074] 选择铜皮为δ0.6×130mm，即电流密度为3.84×106(A/m2)，预留安全距离15mm，所以心柱高度为160mm。

[0075] 依照计算，匝数预取30Ts，采用两层δ0.2mm的DMD纸和一层δ0.05的聚酰亚胺膜做层间绝缘，线包厚度估计为4.5cm，预估磁心内部空间为18cm×18cm，实际调整为20cm×20cm。

[0076] 底部采用30mm厚铁硅铝磁心。

[0077] 外侧部采用厚度20mm、高度160mm的功率铁氧体块形磁心组装，因为其面积约为中心柱的2倍，所以B＝2500GS，远离准饱和区，且由于其磁导率较大，缩短了磁路长度，从而易于获得要求的电感。

[0078] 最终构成一个24cm×24cm×22cm的组合磁心，依据组合磁路公式，组合磁路有2
效面积为129cm，磁路长度为40cm，所需磁路长度为112.5cm，需要增加磁路长度，气隙为
1.45cm。

[0079] 实际匝数调整为34TS，2.5-3cm长的气隙均匀分布于组合磁心之间，磁路面积为2
129cm，磁路长度为190cm，静态电感LO＝500μH。

[0080] 产品结构

[0081] 图3A、3B、3C分别示出了该设计实例所产生的扼流圈中磁心的封闭结构磁路的俯视图、侧视图和透视图。如图所示，该封闭磁路由四部分组成，分别为①顶部、②中心柱、③底部和④侧部，其中①顶部、②中心柱和③底部均采用铁硅铝A50-B3020/10和A50-B5240/15两种规格的块型磁心粘结而成，④侧部采用规格为160/20/26.5的锰锌功率铁氧体块型磁心粘结而成，并且所采用的粘结胶为环氧树脂。

[0082] 图4示出了该设计实例所产生的扼流圈中铜皮绕组的外形图。如图4所示，铜皮为δ0.6×130的退火软铜皮，层间绝缘为一层δ0.05×150的聚酰亚胺膜和两层δ0.2×150的DMD纸，并且铜皮起尾端焊接镀镍铜牌。

[0083] 图5A、5B、5C示出了该设计实例所产生的扼流圈的最终产品外观的主视图、侧视图和俯视图。产品外壳采用杜拉铝材料制作，由一整块3mm厚外壳、一块3mm厚侧板、一块7mm厚底板和四个5mm厚加强筋拼接后焊接而成，采用特殊的氩弧焊工艺对铝板拼接后内外各接触面进行牢固焊接，并对焊接后的外表主面作平滑处理，最后进行喷砂处理。引出端采用厚2.5mm、宽度30mm镀镍铜牌。

[0084] 产品性能

[0085] 静态电感LO＝500μH；

[0086] 动态电感L@≥200μH；

[0087] 工作电流Irated＝300A；

[0088] 最大工作频率fmax＝20KHz；

[0089] 最大电流Imax＝500A；

[0090] 纹波ΔI＝60A；

[0091] 温升ΔT＝65℃；以及

[0092] 直流电阻RDC≤4.2mΩ。

[0093] 在应用方面，逆变技术工艺水平的提升为高频大功率逆变电路打开了应用空间，例如光伏发电，风力发电，电力有源滤波系统，列车辅助电源系统等。高频大功率扼流圈在未来10-20年的需求处于快速增长期，这也为高频大功率扼流圈的发展奠定了基础。

[0094] 本发明通过采用不同磁性材料组合磁心来设计高频大功率扼流圈，突破了以往用单一磁心制作扼流圈的传统，有效利用各种软磁磁性材料的特点，通过合理拼接，均匀分布气隙，调整有效磁路长度，有效截面积，形成磁路，很好的解决了大功率扼流圈设计中存在的问题，兼顾电感量线性度，并使得大功率扼流圈具有良好的电磁兼容(EMC)性；同时所需磁心规格，现有工艺已经批量生产，为大规模批量化生产高频大功率扼流圈提供了条件。

[0095] 需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式仅旨在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。