功率校正电感器及其磁体的制作方法

本实用新型涉及电子、电器领域，具体涉及一种功率校正电感器。

背景技术：

参见图1，传统的一种电源包括电容输入型电路，该电路为具有由四个二极管组成的全桥整流电路，其电压电流波形图参见图2，由于这种电路的电压和电流之间的相位差会造成交换功率的损失，并同时产生大量的谐波电流，使电网产生谐波污染，造成谐波压降，正弦电压波形畸变，从而产生电路故障，使变电设备损坏。此时需要应用功率校正技术，将输入电流校正成与输入电压同相位的正弦波，将功率因数的PF值提高到接近1，同时让总谐波失真率（简称THD）为0。

参见图3，现有的功率校正电感器具有驱动模块1，PWM比较器2，电流误差放大器3，乘法器4以及电压误差放大器5，图中虚线部分为功率校正电路（简称PFC电路），PFC电路中多采用PWM比较器，当开关S闭合时，流经电感器L的电流线性上升，此时电感器L储存能量，同时电容C放电，为负载供电；当开关S断开时，电感L中的电流和电压突降，电感L释放能量，为负载供电，同时为电容C充电，完成一个周期的工作。

功率校正电感器（简称PFC电感器）由气隙磁芯和漆包线绕制的线圈组成，制作PFC电感器的磁芯有软磁铁氧体和POWDER CORES, POWDER CORES的磁芯材质主要有MPP, HIGH FLUX和铁硅铝，通常使用环形POWDER CORE, 再在环形POWDER CORE上绕漆包线。POWDER CORES 制作的PFC电感器的抗电磁干扰（Electromagnetic Interference，EMI）效果好，但MPP和HIGH FLUX的磁芯价格昂贵，铁硅铝制作的出PFC电感器的损耗比软磁铁氧体要高，所以使用软磁铁氧体制作出的PFC电感器越来越受到业界的欢迎。

通常用于制作PFC电感器的软磁铁氧体磁芯有PQ系列，RM系列，和QP系列,因为这类磁芯有更大的中柱截面积，在同样的伏秒积的情况，得到更少的线圈圈数，有效的降低了铜损，从而提高了电源的效率。

EMI是电子电器产品经常会遇到的问题，通俗来讲，EMI就是一个电子元件产生的电磁波对另一个电子元件作用后而产生的干扰现象，它是一种干扰电磁信号并降低信号完好性的电子噪音。PFC电感器通常采用开气隙的软磁铁氧体，在使用通电的过程中，由于气隙的存在，会在气隙的边缘产生一个发散的磁场，同时也会产生一个电场。在高频状态下，很容易产生电磁干扰，影响其它电子元器件。对于RM和PQ系列的PFC电感器，由于磁芯结构不是全封闭结构，通常在电感器的外围加屏蔽铜箔的方式处理EMI问题，这样使电感器的成本增加。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的提供一种低损耗、高电源效率以及很好EMI效果的功率校正电感器。

本实用新型的另一目的是提供一种上述功率校正电感器使用的磁体。

为了实现上述的主要目的，本实用新型的功率校正电感器包括多个磁芯围成一个磁体，磁体内形成一个内部空腔，线圈的主体部设置在磁体内，且磁体上设有至少一个开口；线圈的主体部的外侧设有引脚座，至少一根引脚设置在引脚座上，引脚座设置在开口处，且引脚座的侧壁与开口的侧壁贴合，主体部位于磁体与引脚座围成的空间内。

可见，将线圈设置在多个磁芯围成的磁体的内部空腔中，线圈的引脚座堵住磁体的开口，磁芯的磁路结构是封闭式的，空间磁散少，磁屏蔽效果好，电感器的损耗低，电源效率高，EMI效果好。

一个优选的方案是多个磁芯包括两块对接的EP型磁芯和一块I型磁芯，两块对接的EP型磁芯和I型磁芯合围形成内部空腔，线圈的主体部设置在内部空腔内，两块对接的EP型磁芯上设有开口。两块对接的EP型磁芯结构相同，且两块EP型磁芯对称布置。EP型磁芯包括一个第一底面和多个第一侧面，第一底面和多个第一侧面形成一个第一侧面开口和一个第一顶面开口。

可见，通过设置两块结构相同的EP型磁芯和一块I型磁芯，磁芯的制造方便，只需要一套EP型磁芯的模具和一套I型磁芯的模具，且磁路的封闭效果好。

进一步的方案是EP型磁芯的第一底面中心位置设有第一凸柱，线圈套在第一凸柱上，EP型磁芯的第一底面在侧面开口的位置向外形成第一凸起。

由此可见，线圈套在凸柱上防止线圈随意移动，线圈的位置固定。

另一优选的方案是多个磁芯包括两块对接的回型磁芯，两块回型磁芯对接形成内部空腔，线圈的主体部设置在内部空腔内，回型磁芯上设有开口。

可见，通过设置两个回型磁芯，不需要设置I型磁芯，同样能实现磁芯的封闭磁路结构，结构更加简单。

进一步的方案是两块对接的回型磁芯结构相同，且两块回型磁芯对称布置。回型磁芯包括一个第二底面和多个第二侧面，第二底面和第二侧面形成一个第二顶面开口。回型磁芯的底面中心位置设有第二凸柱，线圈套在第二凸柱上。

由此可见，回型磁芯结构相同，只需一套模具。将线圈套在凸柱上防止线圈随意移动，线圈的位置固定。

更进一步的方案是磁芯由软磁材料制成，磁芯通过组装、粘接或焊接连接在一起。

为实现上述的另一目的，本实用新型提供的磁体包括多个磁芯，多个磁芯围成该磁体，磁体内形成一个内部空腔，且磁体上设有至少一个开口，一线圈的主体部位于磁体的内部空腔内；每一磁芯均包括一个底壁以及多个侧壁，磁体的四周均包括一个壁。

由上述方案可见，磁体的四周均包括一个壁，线圈的主体部设置在磁体内时，通过线圈的引脚座堵住磁体的开口，磁芯的磁路结构是封闭式的，空间磁散少，磁屏蔽效果好，电感器的损耗低，电源效率高，EMI效果好。

附图说明

图1是一种现有的电容输入型电源的原理图。

图2是现有的电容输入型电源的电压、电流波形图。

图3是PFC电路的原理图。

图4是本实用新型第一实施例的PFC电感器结构图。

图5是本实用新型第一实施例的PFC电感器的结构分解图。

图6是本实用新型第一实施例的PFC电感器的EP型磁芯的结构图。

图7是本实用新型第一实施例的PFC电感器的EP型磁芯和I型磁芯的结构分解图。

图8是本实用新型第一实施例的PFC电感器的线圈的结构图。

图9是本实用新型第二实施例的PFC电感器结构图。

图10是本实用新型第二实施例的PFC电感器的结构分解图。

图11是本实用新型第二实施例的PFC电感器的回型磁芯的结构图。

图12是本实用新型第二实施例的PFC电感器的回型磁芯的另一视角结构图。

图13是本实用新型第二实施例的PFC电感器的两个回型磁芯对称设置的分解图。

图14是本实用新型第二实施例的PFC电感器的两个回型磁芯对称设置的结构图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

第一实施例

参见图4、图5，本实施例的PFC电感器包括两个结构相同的第一EP型磁芯10和第二EP型磁芯20，还包括一个I型磁芯40和线圈30。第一EP型磁芯10和第二EP型磁芯20结构相同，且对称设置，线圈30的主体部设置在第一EP型磁芯10和第二EP型磁芯20形成的内部空腔中，I型磁芯40设置在第一EP型磁芯10和第二EP型磁芯20的一侧。第一EP型磁芯10、第二EP型磁芯20和I型磁芯40均由软磁材料制成，通过组装、粘结或焊接的方式连接在一起。

参见图6，本实施例的第二EP型磁芯20包括底壁22和侧壁24、侧壁25、侧壁26，底壁22和侧壁24、侧壁25、侧壁26形成一个侧面的开口和一个顶面的开口，底壁22在侧面开口的位置向外形成一梯形的凸起23，底壁22的中心位置还设有方形的凸柱21，凸柱21的高度不大于侧壁24、侧壁25和侧壁26的高度，线圈30套在凸柱21上。第一EP型磁芯10的结构与第二EP型磁芯20的结构相同，不再赘述。

参见图7，对称设置的第一EP型磁芯10和第二EP型磁芯20的侧面形成开口12，I型磁芯40设置在开口12的前端。第一EP型磁芯10、第二EP型磁芯20和I型磁芯40合围成一个磁体，磁体的相邻两个角部位置形成开口15和开口16。

参见图8，线圈30包括主体部38和引脚座，主体部38为方形结构，主体部38的中心设有方形通孔31，主体部38的相邻两个角上设有第一引脚座33和第二引脚座34，第一引脚座33上设有第一引脚32，第二引脚座34上设有第二引脚35。第一引脚座33的下方设有与第一引脚座结构相同的第三引脚座36，第二引脚座34的下方设有与第二引脚座结构相同的第四引脚座37。回看图4和图7，第一引脚座33的侧壁和第三引脚座36的侧壁与开口15的侧壁贴合，第二引脚座34的侧壁和第四引脚座37的侧壁与开口16的侧壁贴合，这样一来使得线圈30与第一EP型磁芯10和第二EP型磁芯20紧密配合，进一步减少了线圈30的空间散磁现象，本实施例的PFC电感器的损耗低，电源效率高，EMI效果好。

第二实施例

参见图9和图10，本实施例的PFC电感器包括两个结构相同的第一回型磁芯50、第二回型磁芯60以及线圈70，线圈70设置在第一回型磁芯50和第二回型磁芯60形成的内部空腔内。线圈70与第一实施例中的线圈30的结构相同，不再赘述。第一回型磁芯50和第二回型磁芯60均由软磁材料制成，通过组装、粘结或焊接的方式连接在一起。

参见图11和图12，第二回型磁芯60包括底壁62和四个垂直于底壁62的侧壁63、64、65、66，其中侧壁64与侧壁66平行，侧壁65连接侧壁64和侧壁66。侧壁63与侧壁65相对设置在底壁62向前延伸的位置，侧壁63与侧壁65相比具有较小的长度尺寸。底壁62在侧壁63和侧壁64之间形成第一斜面67，底壁62在侧壁63和侧壁66之间形成第二斜面68。在底壁62的中心位置设有方形的凸柱61，凸柱61相对于底壁62的高度不大于四个侧壁的高度，在本实施例中四个侧壁相对于底壁的高度相同。

参见图13和图14，为了便于观察图中省略了线圈70。第一回型磁芯50和第二回型磁芯60对称设置，第一回型磁芯50的侧壁53和第二磁芯60的侧壁63对接，侧壁53和侧壁63对接后形成了与第一实施例中的I型磁芯相同的形状，第一回型磁芯50和第二回型磁芯60合围成一个磁体，磁体的相邻两个角部位置形成两个开口，回看图7，线圈70的引线座的侧壁与磁体上两个开口的侧壁贴合，从而减少了线圈70的空间散磁现象，本实施例的PFC电感器的损耗低，电源效率高，EMI效果好。

回看图4和图9，本实用新型的第一实施例和第二实施例的PFC电感器具有相似的结构，磁芯均在线圈的四周形成合围，大大地提高了磁芯的利用率，使得在同样的磁芯尺寸下，得到更大的磁芯Ae值，同时大大提高了电路使用的EMI效果。在磁芯工作Bm值不变的情况下，Ae值增加一个整数倍，线圈的圈数可以减少相同的倍数。采用本实用新型的磁芯设计的电感器，可以减少线圈的绕制圈数，减少电感器的功率损耗。

当然，上述实施例仅是本实用新型较佳的实施方案，实际应用时还可以有更多的变化，例如，磁芯的结构不一定是方形的，也可以是圆形的；或者磁芯底面的凸柱也可以是圆形或椭圆形，具体应根据线圈的结构进行设置；再或者第一磁芯和第二磁芯的结构不相同，第一磁芯只有底壁和凸柱，第二磁芯为回型磁芯，第二磁芯与本实用新型第二实施例的磁芯相比具有更高的侧壁。这些改变同样可以实现本实用新型的目的，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。