恒磁偏置差模电感及用于制造恒磁偏置差模电感的方法

技术领域

本发明涉及差模电感技术领域，具体涉及恒磁偏置差模电感及用于制造恒磁偏置差模电感的方法。

背景技术

非晶纳米晶材料是近几年我国在电子行业出现的一种新型材料，因其有着性能优越、环保低碳、高效节能等优势，目前主要被应用在新型电感、变压器、电抗器等电子原器件上面，所以在家电、电力、军工、通讯、医疗等诸多行业被广泛采用。

差模电感是非晶纳米晶材料中最广泛应用的产品之一，因其体积比常用的硅钢片等材料小一半以上，性能比常用材料要提高20—30％以上，因此被广泛应用于大电流、抗饱和的电器电路当中，但是，用在差模电感上的纳米晶铁芯因材料磁导率较高容易使铁芯达到饱和而失效，为了解决这个问题通常采用铁芯切口办法来降低铁芯电感防止饱，即电感大小通过切口的大小来控制，但是这样的方法存在以下问题；

铁芯要切口就必须把纳米晶带材卷绕的铁芯先灌胶定型再进行切口，工艺复杂使得产品合格率和生产效率下降；而且产品质量均一性差。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的问题是提供恒磁偏置差模电感及用于制造恒磁偏置差模电感的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

恒磁偏置差模电感，包括铁芯组与励磁线圈，所述励磁线圈绕制在铁芯组上；

所述铁芯组沿竖直方向包括摞叠设置的铁芯、间隔部、恒磁块。

所述铁芯、间隔部、恒磁块同轴心设置。

所述间隔部为非磁化介质，所述非磁化介质采用塑料垫片和电木片中的一种。

所述恒磁块为永磁体。

所述间隔部的厚度满足铁芯的二分之一高度处的磁场强度为800-1200GS。

用于制造恒磁偏置差模电感的方法，包括以下步骤；

步骤一：将铁芯、间隔部、恒磁块在竖直方向上同轴心摞叠设置；

步骤二：将励磁线圈绕制在铁芯组上。

步骤一包括：所述铁芯、间隔部、恒磁块的横向截面大小相同。

步骤二包括：所述励磁线圈的缠绕方向为顺时针和逆时针方向中的一种。

本发明具有的优点和积极效果是：

励磁线圈绕制在铁芯组上，铁芯组的恒磁块与铁芯之间夹持有间隔部，相对于现有的在铁芯上切口的方式，使得铁芯本体在不被破坏的条件下，根据不同工况的需求放入相应厚度的间隔部，通过调整磁导率，从而调整电感，使得磁导率便于调试且铁芯可以重复利用，也降低了企业的生产制造成本。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的一种恒磁偏置差模电感的整体结构图；

图2是本发明的恒磁偏置差模电感隐藏部分励磁线圈的整体结构图；

图中：铁芯1、励磁线圈2、永磁体3、塑料垫片4。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图2所示，本发明提供恒磁偏置差模电感，包括铁芯组与励磁线圈2，所述励磁线圈2绕制在铁芯组上；

所述铁芯组沿竖直方向包括摞叠设置的铁芯1、间隔部、恒磁块，即铁芯1、间隔部、恒磁块在竖直方向上摞叠设置，励磁线圈2缠绕在铁芯1、间隔部、恒磁块的外部；所述的恒磁块用以产生相对铁芯的环形磁场的偏置磁场。

本技术方案中，所述铁芯1为环形铁芯，铁芯1为非晶纳米晶材质，在通电后，励磁线圈2在铁芯1内会产生环形磁力线，所述铁芯1、间隔部、恒磁块同轴心设置，所述间隔部为非磁化介质，所述非磁化介质采用塑料垫片4和电木片中的一种，本实施方式中采用较为轻质的塑料垫片4，所述恒磁块为永磁体3，即铁芯在通电时产生环形磁场，恒磁铁的设置用以产生与环形磁场垂直或基本垂直，至少与环形磁场存在一定夹角的偏置磁场，利用该偏置磁场可以平衡磁导率大和磁感应强度容易饱和的矛盾。一般来说，所述间隔部的厚度满足铁芯1的二分之一高度处的磁场强度为800-1200GS，如1000GS，永磁体3用于产生轴向的永磁场，永磁场的方向是沿铁芯1的轴向，即与铁芯1内部的环形磁场垂直，在轴向的永磁场的作用下，有一部分磁偶极子会转向轴向，导致铁芯1内环形磁力线减少(环形磁场强度表现为减弱)，使铁芯1的磁感应强度下降，根据

本技术方案中，可以通过调整间隔部间的厚度，来改变恒磁块与铁芯1间的距离，当恒磁块离铁芯1越近，铁芯1轴向所受磁场的强度越强，铁芯1内环形方向磁感应强度下降的越大，也就是磁导率下降的越大，所以电感下降的也就越多对使铁芯处于励磁状态下不饱和状态的控制愈佳；反之，当恒磁块离铁芯1越远，电感下降的也就越少对使铁芯处于励磁状态下不饱和状态的控制愈差；在具体产品设计时，可结合具体需要，采用环形的整体恒磁块，也可以在间隔部上设置多个凹槽，将同或不同形状、大小、磁场强度等数块恒磁铁嵌入在间隔部中，更能提高该设计对不同形状铁芯的适配性，而且采用小块多组的形式，降低对异形恒磁铁的定制加工成本，使其具有更好的通用性。

这样的设计相对于现有的在铁芯上切口的方式(该方式为增大磁导率)，使得铁芯本体在不被破坏的条件下，根据不同工况的需求放入相应厚度的间隔部，通过调整偏置磁场的影响，从而调整励磁状态下铁芯的磁感应强度不饱和度，使得磁导率便于调试且铁芯1可以重复利用，也降低了企业的生产制造成本。而且整体磁场分布均匀，产品质量均一性强，在后续缠绕线圈时可以根据实际情况进行任意布局，提高产品的使用便利性。

具体的，在其中一实施方式中，永磁体3采用42H或42SH高矫顽力牌号的永磁体，在100℃以下不存在退磁问题。

具体的，本技术方案中，还提出用于制造恒磁偏置差模电感的方法，包括以下步骤；

用于制造恒磁偏置差模电感的方法，包括以下步骤；

步骤一：将铁芯1、间隔部、恒磁块在竖直方向上同轴心摞叠设置；

步骤二：将励磁线圈2绕制在铁芯组上；

步骤一包括：所述铁芯1、间隔部、恒磁块的横向截面大小相同，

步骤二包括：所述励磁线圈的缠绕方向为顺时针和逆时针方向中的一种，同时，在设计之初，要根据最大设计励磁电流，通过调整间隔部厚度、横磁体的强度或厚度等来控制其最大设计励磁电流时磁感应强度仍处于不饱和状态，为保持磁场的灵敏度，如可以设计为最大磁感应强度的95-98％。

具体的，在步骤一：先确定间隔部的厚度，间隔部的厚度满足铁芯1的二分之一高度处的磁场强度为预定值，如1000GS，可以通过高斯计或电感测量仪测量；然后将间隔部放置即塑料垫片4放在在铁芯1上，在将恒磁块放置在间隔部上，使得恒磁块即永磁体3完全覆盖铁芯1的接触端面，本技术方案中，永磁体3的厚度为2mm，铁芯1的厚度为5mm，并使得铁芯1、塑料垫片4、永磁体3同轴心，对于同系列或者相关类型的产品，可以通过调整塑料垫片的厚度来调整最终的最大设计励磁电流时的磁感应强度的不饱和度。而且仅用2mm的永磁体，其整体厚度变化不大，利于产品的小型化设计，采用同规格的永磁体，有利减少成本。

步骤二：将铁芯组放置入外壳中并固定，外壳构成了铁芯组的外部支撑，利用励磁线圈2缠绕在外壳外侧能避免缠缠绕时发生变形，以使得恒磁块与间隔部夹持在铁芯1与励磁线圈2之间，利用励磁线圈2的缠绕作用，使得铁芯1、塑料垫片4、永磁体3保持摞叠状态，所述励磁线圈的缠绕方向为顺时针和逆时针方向中的一种，根据使用的工况进行选择作用。

本发明的工作原理和工作过程如下：

铁芯1为环形铁芯，在通电后，励磁线圈2在铁芯1内会产生环形磁力线，恒磁块用于产生轴向的永磁场，永磁场的方向是沿铁芯1的轴向与铁芯1垂直，在轴向的永磁场的作用下，有一部分磁偶极子会转向轴向，导致铁芯1内环形磁力线减少，使铁芯1的磁感应强度下降，根据

在制造时，根据不同工况的磁导率需求放入相应厚度的间隔部，来改变恒磁块与铁芯1间的距离，然后在采用使用励磁线圈2缠绕，励磁线圈2的缠绕方向为顺时针和逆时针方向中的一种，根据使用的工况进行选择作用，当恒磁块离铁芯1越近，铁芯1轴向所受磁场的强度越强，铁芯1内环形方向磁感应强度下降的越大，也就是磁导率下降的越大，所以电感下降的也就越多；反之，当恒磁块离铁芯1越远，电感下降的也就越少。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。