CN214956341U - 铜圈电感 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种铜圈电感，包括：至少一个磁芯，磁芯具有至少一个绕线柱；至少一个铜圈，铜圈缠绕所述绕线柱，铜圈具有缺口，在所述缺口处，铜圈设置有相对的第一端部和第二端部，第一端部和所述第二端部位于垂直于所述绕线柱的轴向的同一平面上，第一端部和第二端部电性连接在PCB板上，当铜圈为至少两个时，至少两个铜圈通过所述PCB板导通。一个铜圈能实现一匝线圈的电感量，因此，相对于现有技术的螺旋形电感，本实用新型的铜圈占地面积减小，并且当所述铜圈为至少两个时，铜圈通过所述PCB板连通。铜圈之间是相互独立的，铜圈可以做成任何形状，任意厚度，灵活性大，散热性更好。

Description

铜圈电感

技术领域

本实用新型涉及磁性元器件技术领域，尤其是涉及一种铜圈电感。

背景技术

随着社会需求的增加和半导体器件的发展，开关电源在通信、新能源汽车、光伏逆变、医疗电子等方面都有非常广泛的应用和广阔的发展，开关电源也朝着更大功率和更高功率密度的方向迅猛发展。在开关电源中，大功率电感往往是不可或缺的磁元件，它起着储能，平滑纹波等重要功能。例如在新能源汽车中，高压直流变换器(DCDC)是一个重要的模块，功率在2kW～3kW左右，DCDC从高压电池或电网取电，给车载低压设备或低压电池供电。高压直流变换器(DCDC)通常是用移相全桥电路实现，如图1所示。在高压直流变换器(DCDC)中，通常有一个大功率电感L，因为感量的需求，通常圈数超过1圈，而因为功率的要求，线圈要承担100A到250A的大电流，因而线圈铜厚较厚。

现有技术中，业内通常使用螺旋型铜圈来做这个电感线圈，即，直接将铜扁线卷绕成圈，套入磁芯，再和主板连接。使用螺旋型铜圈有几个不利的方面：1、体积的浪费，如果要实现n匝线圈的电感，由于出线的关系，需要占据n+1匝线圈的磁芯窗口面积，而这种线圈铜厚又比较厚，会造成较大的体积浪费，例如图2，图2是螺旋线圈电感的正面图，1磁芯，其中2是磁芯的绕线柱，3是螺旋型铜圈，4是电感入线(或出线)，5是电感出线(或入线)，由于螺旋线圈的特性，图2实现了3匝线圈的电感，但占据了四个铜厚的尺寸；2、螺旋型铜圈设计灵活度差，铜卷绕成铜圈，往往有铜片宽厚比、成型形状等要求，比如宽厚比往往希望<15，一般希望内圈是圆形，否则绝缘层容易损坏，不能随心所欲的设计；3、散热较差，多圈的螺旋型铜圈堆叠，热会比较集中，散热方面也比较难以有所特殊的设计。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种铜圈电感，可以减少占用的磁芯窗口的面积。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种铜圈电感，包括：

至少一个磁芯，所述磁芯具有至少一个绕线柱；

至少一个铜圈，所述铜圈缠绕所述绕线柱，所述铜圈具有缺口，在所述缺口处，所述铜圈设置有相对的第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端部位于垂直于所述绕线柱的轴向的同一平面上，所述第一端部和所述第二端部电性连接在PCB板上。

可选的，在所述的铜圈电感中，当所述铜圈为至少两个时，所述铜圈沿着所述绕线柱的轴向堆叠，并且，所述铜圈通过所述PCB板导通。

可选的，在所述的铜圈电感中，所述铜圈的数量为两个，所述绕线柱的数量为一个，两个所述铜圈均缠绕所述绕线柱，两个所述铜圈电性连接PCB板，通过所述PCB板连通。

可选的，在所述的铜圈电感中，所述铜圈的数量为多个，所述绕线柱的数量为一个，多个所述铜圈均缠绕所述绕线柱，两个所述铜圈电性连接PCB板，通过所述PCB板连通。

可选的，在所述的铜圈电感中，所述铜圈包括内圈和外圈，所述内圈的纵截面为圆弧形或者方形。

可选的，在所述的铜圈电感中，所述绕线柱的轴向与所述内圈的径向相互垂直。

可选的，在所述的铜圈电感中，所述外圈的纵截面为不规则多边形。

可选的，在所述的铜圈电感中，所述外圈具有与所述绕线柱的轴向相垂直的延伸部。

可选的，在所述的铜圈电感中，所述外圈具有沿内圈的径向向外凸起的凸起部。

可选的，在所述的铜圈电感中，所述外圈具有沿内圈的轴向弯折的折起部。

可选的，在所述的铜圈电感中，所述铜圈表面具有屏蔽层。

在本实用新型提供的一种铜圈电感中，包括：至少一个磁芯，所述磁芯具有至少一个绕线柱；至少一个铜圈，缠绕所述绕线柱，所述铜圈具有缺口，在所述缺口处具有第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端部位于垂直于所述绕线柱的同一平面上，所述第一端部和所述第二端部连接在PCB板上，相对于现有技术的螺旋形电感，本实用新型中，一个铜圈就能实现一匝线圈的电感量，因此，铜圈占地面积减小，并且，铜圈独立的，铜圈可以做成任何形状，任意厚度，因此，灵活性大，散热性更好。

附图说明

图1是高压直流变换器的结构示意图；

图2是现有技术的电感的结构示意图；

图3a至3b是本实用新型实施例的铜圈电感的结构示意图；

图4是本实用新型实施例一的铜圈的结构示意图；

图5是本实用新型实施例二的铜圈的结构示意图；

图6a至6b是本实用新型实施例三的铜圈的结构示意图；

图7是本实用新型实施例四的铜圈的结构示意图；

图中：1-磁芯、2-绕线柱、3-螺旋形电感、4-电感入线、5-电感出线、10-磁芯、20-绕线柱、30-铜圈、31-延伸部、32-凸起部、33-折起部。

具体实施方式

下面将结合示意图对本实用新型的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

在下文中，术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。

本实用新型提供了一种铜圈电感，包括：

至少一个磁芯，所述磁芯具有至少一个绕线柱；

至少一个铜圈，所述铜圈缠绕所述绕线柱，所述铜圈具有缺口，在所述缺口处，所述铜圈设置有相对的第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端部位于垂直于所述绕线柱的轴向的同一平面上，所述第一端部和所述第二端部电性连接在PCB板上，当所述铜圈为至少两个时，至少两个所述铜圈通过所述PCB板导通。

本实用新型实施例以一个磁芯为例，磁芯的形状可以为类E型或者U型。在这里，以类E型的磁芯为例，磁芯的中间部分具有一个绕线柱，绕线柱上缠绕有两个铜圈，铜圈是以单片形式存在的，两个铜圈均具有缺口，在所述缺口处，所述铜圈设置有相对的第一端部和第二端部，例如，第一铜圈在缺口处具有第一端部和第二端部，第二铜圈在缺口处具有第三端部和第四端部，可以将第一端部、第二端部、第三端部和第四端部焊接在PCB板上或者通过插卡的方式***PCB板上，通过PCB板上的线路将第二端部和第三端部导通，这样两个铜圈就相当于两个线圈。如果是多圈铜圈30的形式，可以采用类似的连接方法，将多圈铜圈30连接。例如，三圈铜圈的情况，请参照图3a和图3b，磁芯10的中间部分具有一个绕线柱20，绕线柱20上缠绕有三个铜圈30，铜圈30是以单片形式存在的，三个铜圈30均具有缺口，并且均在缺口处具有两个端部。例如，第一铜圈在缺口处具有第一端部和第二端部，第二铜圈在缺口处具有第三端部和第四端部，第三铜圈在缺口处具有第五端部和第六端部，可以将第一端部、第二端部、第三端部、第四端部、第五端部和第六端部焊接在PCB板上或者通过插卡的方式***PCB板上，通过PCB板上的线路将第二端部和第三端部连通，同时，通过PCB板上的线路将第四端部和第五端部连通，这样三个铜圈就相当于三个线圈。除了将线圈通过插在PCB板上进行连通的方式，在本实用新型的其他实施例中还可以是其他的连接方式，例如，通过导线直接将第二端部和第三端部或者第四端部和第五端部导通，以使得两个铜圈或三个铜圈导通。而在这其中，铜圈包括内圈和外圈，内圈的纵截面可以是圆弧形或者方形，外圈的纵截面为任何形状，即铜圈30可以以任何形状存在。

接下来，通过多个实施例对本实用新型的铜圈电感进行进一步讲解。

实施例一

请参照图4，为铜圈的纵截面(与绕线柱的轴向相垂直的面)的示意图，本实用新型实施例的铜圈30的内圈的纵截面为圆弧形状，外圈为不规则多边形的形状，同时，本实用新型实施例的铜圈30也具有缺口，在缺口处，铜圈设置有相对的第一端部和第二端部，两个端部可以***PCB板(图中未示出)，以将多个铜圈30导通。在铜圈30上非缺口的部位，例如与缺口相对的部位有长方形或正方形的延伸部31，延伸部31的面积较大，可以用来散热，同时，延伸部31的延伸方向与绕线柱的轴向相垂直，不会影响到相邻的铜圈，可以实现高功率密度的磁件。

实施例二

请参照图5，为铜圈的纵截面(与绕线柱的轴向相垂直的面)的示意图，本实用新型实施例的铜圈30的内圈为圆弧形，内圈的径向与绕线柱的轴向相互垂直；外圈也为圆弧形，但是外圈具有沿内圈径向向外(内圈向外圈延伸的方向)突出的凸起部32，此凸起部32可以用来将铜圈30固定住，也可以将凸起部32与其他散热元件连接，凸起部32可以在与缺口相对的地方，也可以是缺口外的铜圈30的其他地方，凸起部32的凸起方向与绕线柱的轴向相垂直，不会影响到相邻的铜圈。凸起部32也可以与其他散热原件连接，方便将铜圈30的热量导出，同时凸起部32增加了铜圈30的表面积，可以增加散热。

实施例三

请参照图6a和图6b，图6a为铜圈的纵截面(与绕线柱的轴向相垂直的面)的示意图，图6b为铜圈的横截面(与绕线柱的轴向相平行的面)的示意图，铜圈30的内圈为圆弧形，外圈的部分形状跟随内圈的形状为圆弧形，外圈也具有缺口。在和缺口相对的部位或者非缺口外的其他位置有沿着圆弧的轴向的折起部33，折起部33的折起方向可以沿着内圈的轴向的任意方向。折起部33可以占据更小的体积，达到很好的导热目的。

实施例四

请参照图7，本实用新型实施例的铜圈30的内圈为多边形形状，外圈也为多边形形状，多边形可以是规则的多边形也可以是不规则的多边形，外圈可以和内圈的多边形形状一致，也可以不一致。这种多边形的情况现有技术的螺旋形电感是无法做到的，现有技术的螺旋形电感要求内圈必须是圆形，而本实用新型实施例的铜圈通过形成可以是任何形状。并且形状不影响产生电感。

以上各种特征可以任意组合形成多种形式的铜圈，例如，可以将不规则部位、凸起部或者折起部全部或部分集成在一个铜圈。

综上，在本实用新型实施例提供的一种铜圈电感中，包括：至少一个磁芯，所述磁芯具有至少一个绕线柱；至少一个铜圈，缠绕所述绕线柱，所述铜圈具有缺口，在所述缺口处具有第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端部位于垂直于所述绕线柱的同一平面上，所述第一端部和所述第二端部连接在PCB板上，相对于现有技术的螺旋形电感，本实用新型中，一个铜圈就能实现一匝线圈的电感量，因此，铜圈占地面积减小，并且，铜圈独立的，铜圈可以做成任何形状，任意厚度，因此，灵活性大，散热性更好。

上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种铜圈电感，其特征在于，包括：

至少一个磁芯，所述磁芯具有至少一个绕线柱；

至少一个铜圈，所述铜圈缠绕所述绕线柱，所述铜圈具有缺口，在所述缺口处，所述铜圈设置有相对的第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端部位于垂直于所述绕线柱的轴向的同一平面上，所述第一端部和所述第二端部电性连接在PCB板上。

2.如权利要求1所述的铜圈电感，其特征在于，当所述铜圈为至少两个时，所述铜圈沿着所述绕线柱的轴向堆叠，并且，所述铜圈通过所述PCB板导通。

3.如权利要求1所述的铜圈电感，其特征在于，所述铜圈的数量为两个，所述绕线柱的数量为一个，两个所述铜圈均缠绕所述绕线柱，两个所述铜圈电性连接PCB板，通过所述PCB板连通。

4.如权利要求1所述的铜圈电感，其特征在于，所述铜圈的数量为多个，所述绕线柱的数量为一个，多个所述铜圈均缠绕所述绕线柱，两个所述铜圈电性连接PCB板，通过所述PCB板连通。

5.如权利要求1所述的铜圈电感，其特征在于，所述铜圈包括内圈和外圈，所述内圈的纵截面为圆弧形或者方形。

6.如权利要求5所述的铜圈电感，其特征在于，所述绕线柱的轴向与所述内圈的径向相互垂直。

7.如权利要求5所述的铜圈电感，其特征在于，所述外圈的纵截面为不规则多边形。

8.如权利要求5所述的铜圈电感，其特征在于，所述外圈具有与所述绕线柱的轴向相垂直的延伸部。

9.如权利要求5所述的铜圈电感，其特征在于，所述外圈具有沿内圈的径向向外凸起的凸起部。

10.如权利要求5所述的铜圈电感，其特征在于，所述外圈具有沿内圈的轴向弯折的折起部。

11.如权利要求1所述的铜圈电感，其特征在于，所述铜圈表面具有屏蔽层。

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