CN120221243A 一種多層堆疊式5s電感器的復合繞組結構_第1頁
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(普通合伙)35330專利代理師李春榮H01F27/32(2006.01)一種多層堆疊式5S電感器的復合繞組結構本發(fā)明公開了一種多層堆疊式5S電感器的2其特征在于:所述電感器(1)內(nèi)部通過螺栓固定安裝有絕緣架體(11);所述絕緣架體(11)頂部中側鐵芯的外側設置有具備兼顧低頻和高頻性能的混合繞組(12);所述絕緣架體(11)頂部左側鐵芯的外側設置有高頻繞組(13);所述絕緣架體(11)頂部右側鐵芯的外側設置有低頻繞組(14);所述絕緣架體(11)頂部后側通過螺栓固定安裝有切換組件(15);所述絕緣架體(11)下方通過螺栓固定安裝有具備散熱作用的導流件(16);所述混合繞組(12)內(nèi)部由螺旋繞組和平面繞組交替堆疊組成,且高頻繞組(13)以及低頻繞組(14)內(nèi)部的一線圈(121)頂部堆疊放置有磁性吸波材料(123);所述磁性吸波材料(123)固定設置在第圈(126)側面的接電孔內(nèi)部均插接固定有導電體(122);所述磁性吸波材料(123)內(nèi)部固定設置有自適應結構(124);所述第一線圈(121)、第二線圈(125)和第三線圈(126)在導電體適應結構(124)包括粘黏固定安裝在磁性吸波材料(123)上下側的氮化鋁陶瓷片(1241);所述磁性吸波材料(123)上下側的兩組氮化鋁陶瓷片(1241)相對面均粘黏固定安裝有用于導電的壓電陶瓷(1242);所述氮化鋁陶瓷片(1241)內(nèi)側的兩組壓電陶瓷(1242)之間固定設置性吸波材料(123)上下側的兩組氮化鋁陶瓷片(1241)之間固定設置有具備防護作用的絕緣材料膜(1244);所述壓電陶瓷(1242)側面通過線纜與控制元件換組件(15)包括通過螺栓固定安裝在絕緣架體(11)上的導電板(151),且所述導電板(151)緣柱(154)滑動設置在隔磁外殼(155)側面通槽處,且所述隔磁外殼(155)內(nèi)部上下側均設置有線圈(156),所述隔磁外殼(155)內(nèi)部滑動設置有滑動柱(157);所述絕緣柱(154)與滑流件(16)包括固定安裝在絕緣架體(11)底部的隔熱殼體(161);所述隔熱殼體左側固定設壁固定設置有線圈板(163);所述線圈板(163)左端焊接固定有彈簧(164);所述彈簧(164)左端固定設置有永磁體(165);所述永磁體(165)左端固定安裝有隔熱板(166);所述隔熱殼體(161)內(nèi)部左側粘黏設置有多孔橡膠體(167);所述線圈板(163)通過線纜與供能器(168)3氣流方向梯度縮小,形成文丘里效應以增強散熱風道的氣流流速。8.根據(jù)權利要求7所述一種多層堆疊式5S電感器的復合繞組結構,其特征在于:所述混合繞組(12)的螺旋繞組與平面繞組的交替堆疊比例為1:1至3:1,且每層螺旋繞組的匝數(shù)由內(nèi)向外逐層遞減,平面繞組的導體寬度由底層向頂層逐層增加。9.根據(jù)權利要求8所述一種多層堆疊式5S電感器的復合繞組結構,其特征在于:所述自適應結構(124)的記憶合金(1243)為鎳鈦合金,記憶合金(1243)拉伸壓縮壓電陶瓷(1242)調(diào)節(jié)導電體(122)與外接件(127)的接觸壓力。10.根據(jù)權利要求9所述一種多層堆疊式5S電感器的復合繞組結構,其特征在于:所述混合繞組(12)的螺旋繞組與平面繞組的導體表面分別鍍覆銀層和納米晶軟磁合金層,且相鄰層間通過絕緣膠膜粘合固定,所述絕緣膠膜內(nèi)摻雜氮化硼顆粒以提升導熱性;所述磁性吸波材料(123)由鐵硅鋁粉末與環(huán)氧樹脂按3:1質(zhì)量比混合固化而成,且其內(nèi)部均勻分布碳納米管網(wǎng)絡,所述碳納米管網(wǎng)絡兩端與導電體(122)電性連接以形成渦流耗散通路。4一種多層堆疊式5S電感器的復合繞組結構技術領域[0001]本發(fā)明涉及繞組結構技術領域,具體是一種多層堆疊式5S電感器的復合繞組結背景技術[0002]隨著電子設備高頻化、高功率密度化發(fā)展,傳統(tǒng)電感技術面臨多重瓶頸:繞線式電感因趨膚效應和體積限制難以適配GHz頻段;平面電感受限于層數(shù)與電流容量;多層陶瓷電感(MLCC)則存在散熱差、功率密度低等缺陷;現(xiàn)有多層堆疊技術雖通過PCB疊層或磁性材料集成提升了集成度,但層間耦合損耗、高頻寄生電容及磁芯熱阻等問題仍制約性能,尤其在5G通信、電動汽車等高需求場景中,電感器需同時滿足小型化、大電流承載、低損耗與高效散熱。發(fā)明內(nèi)容[0003]因此,為了解決上述不足,本發(fā)明在此提供一種多層堆疊式5S電感器的復合繞組結構。[0004]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的,構造一種多層堆疊式5S電感器的復合繞組結構,該裝置包括電感器;所述電感器內(nèi)部通過螺栓固定安裝有絕緣架體;所述絕緣架體頂部中側鐵芯的外側設置有具備兼顧低頻和高頻性能的混合繞組;所述絕緣架體頂部左側鐵芯的外側設置有高頻繞組;所述絕緣架體頂部右側鐵芯的外側設置有低頻繞組;所述絕緣架體頂部后側通過螺栓固定安裝有切換組件;所述絕緣架體下方通過螺栓固定安裝有具備散熱作用的導流件;所述混合繞組內(nèi)部由螺旋繞組和平面繞組交替堆疊組成,且所述混合繞組和高頻繞組以及低頻繞組內(nèi)部的繞組件均包括第一線圈。[0005]優(yōu)選的,所述第一線圈頂部堆疊放置有磁性吸波材料;所述磁性吸波材料固定設置在第二線圈和第三線圈的上下兩側;所述第一線圈、第二線圈和第三線圈側面的接電孔內(nèi)部均插接固定有導電體;所述磁性吸波材料內(nèi)部固定設置有自適應結構;所述第一線圈、第二線圈和第三線圈在導電體一側夾持固定安裝有外接件。[0006]優(yōu)選的,所述自適應結構包括粘黏固定安裝在磁性吸波材料上下側的氮化鋁陶瓷片;所述磁性吸波材料上下側的兩組氮化鋁陶瓷片相對面均粘黏固定安裝有用于導電的壓電陶瓷;所述氮化鋁陶瓷片內(nèi)側的兩組壓電陶瓷之間固定設置有記憶合金。[0007]優(yōu)選的,所述磁性吸波材料上下側的兩組氮化鋁陶瓷片之間固定設置有具備防護作用的絕緣材料膜;所述壓電陶瓷側面通過線纜與控制元件固定安裝。[0008]優(yōu)選的,所述切換組件包括通過螺栓固定安裝在絕緣架體上的導電板,且所述導電板底側與電感器接電片固定安裝;所述導電板內(nèi)部滑動設置有彈性件;所述彈性件前側末端滾動設置有觸點滾珠,且所述彈性件具體為銅合金;所述彈性件側面插接固定設置有絕緣柱。5[0009]優(yōu)選的,所述絕緣柱滑動設置在隔磁外殼側面通槽處,且所述隔磁外殼內(nèi)部上下側均設置有線圈,所述隔磁外殼內(nèi)部滑動設置有滑動柱;所述絕緣柱與滑動柱側面固定連接,且所述滑動柱上下側固定設置有鑄鐵體。[0010]優(yōu)選的,所述導流件包括固定安裝在絕緣架體底部的隔熱殼體;所述隔熱殼體左側固定設置有聚熱板,且所述聚熱板表面設置有蜂窩狀導流孔;所述隔熱殼體內(nèi)右壁固定設置有線圈板;所述線圈板左端焊接固定有彈簧;所述彈簧左端固定設置有永磁體;所述永磁體左端固定安裝有隔熱板;所述隔熱殼體內(nèi)部左側粘黏設置有多孔橡膠體;所述線圈板通過線纜與供能器固定連接,且所述供能器固定安裝在隔熱殼體內(nèi)壁上;所述導流件的永磁體振動頻率與供能器輸出的脈沖電流頻率同步,且所述蜂窩狀導流孔的孔徑沿氣流方向梯度縮小,形成文丘里效應以增強散熱風道的氣流流速。[0011]優(yōu)選的,所述混合繞組的螺旋繞組與平面繞組的交替堆疊比例為1:1至3:1,且每層螺旋繞組的匝數(shù)由內(nèi)向外逐層遞減,平面繞組的導體寬度由底層向頂層逐層增加。[0012]優(yōu)選的,所述自適應結構的記憶合金為鎳鈦合金,記憶合金拉伸壓縮壓電陶瓷調(diào)節(jié)導電體與外接件的接觸壓力。[0013]優(yōu)選的,所述混合繞組的螺旋繞組與平面繞組的導體表面分別鍍覆銀層和納米晶軟磁合金層,且相鄰層間通過絕緣膠膜粘合固定,所述絕緣膠膜內(nèi)摻雜氮化硼顆粒以提升導熱性;所述磁性吸波材料由鐵硅鋁粉末與環(huán)氧樹脂按3:1質(zhì)量比混合固化而成,且其內(nèi)部均勻分布碳納米管網(wǎng)絡,所述碳納米管網(wǎng)絡兩端與導電體電性連接以形成渦流耗散通路。[0014]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:本發(fā)明通過改進在此提供一種多層堆疊式5S電感器的復合本發(fā)明所述一種多層堆疊式5S電感器的復合繞組結構,通過混合繞組、高頻繞組和低頻繞組的復合繞組集成,在簡化部件復雜度的同時兼容低頻與高頻電磁特性;利用氮化鋁陶瓷片導熱特性與壓電陶瓷、記憶合金的形變響應,構建熱-力耦合智能調(diào)控系統(tǒng),動態(tài)調(diào)節(jié)磁性吸波材料層間距以優(yōu)化感量并加速散熱,并通過絕緣材料膜實現(xiàn)關鍵組件的絕緣防護;基于磁場驅(qū)動的滑動柱觸點切換機制,實時調(diào)整混合繞組有效匝數(shù),賦予電感參數(shù)動態(tài)可調(diào)性;進一步結合永磁體與多孔橡膠體的磁-彈交互作用,通過間歇性擠壓產(chǎn)生氣流,協(xié)同聚熱板實現(xiàn)循環(huán)式強制風冷散熱。附圖說明[0015]圖1是本發(fā)明結構示意圖;圖2是本發(fā)明的電感器內(nèi)部結構示意圖;圖3是本發(fā)明的混合繞組分解結構示意圖;圖4是本發(fā)明的自適應結構剖視結構示意圖;圖5是本發(fā)明的切換組件軸側結構示意圖;圖6是本發(fā)明的切換組件分解結構示意圖;圖7是本發(fā)明的導流件分解結構示意圖。線圈-125、第三線圈-126、外接件-127、氮化鋁陶瓷片-1241、壓電陶瓷-1242、記憶合金-6具體實施方式[0017]以下結合附圖1~圖7對本發(fā)明的原理和特征進行描述,所舉實例只用于解釋本發(fā)明,并非用于限定本發(fā)明的范圍。在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。需要說明的是,附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例,僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。便于描述本發(fā)明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言,可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。下面根據(jù)本發(fā)明的整體結構,對其實施例進行說明。[0020]實施例一:[0021]請參閱圖1~圖7,本發(fā)明的一種多層堆疊式5S電感器的復合繞組結構,包括電感器1;電感器1內(nèi)部通過螺栓固定安裝有絕緣架體11;絕緣架體11頂部中側鐵芯的外側設置有具備兼顧低頻和高頻性能的混合繞組12;絕緣架體11頂部左側鐵芯的外側設置有高頻繞組13;絕緣架體11頂部右側鐵芯的外側設置有低頻繞組14;絕緣架體11頂部后側通過螺栓固定安裝有切換組件15;絕緣架體11下方通過螺栓固定安裝有具備散熱作用的導流件16。[0022]混合繞組12內(nèi)部由螺旋繞組和平面繞組交替堆疊組成,且混合繞組12和高頻繞組13以及低頻繞組14內(nèi)部的繞組件均包括第一線圈121。[0023]第一線圈121頂部堆疊放置有磁性吸波材料123;磁性吸波材料123固定設置在第二線圈125和第三線圈126的上下兩側;第一線圈121、第二線圈125和第三線圈126側面的接電孔內(nèi)部均插接固定有導電體122;磁性吸波材料123內(nèi)部固定設置有自適應結構124;第一線圈121、第二線圈125和第三線圈126在導電體122一側夾持固定安裝有外接件127。[0024]自適應結構124包括粘黏固定安裝在磁性吸波材料123上下側的氮化鋁陶瓷片1241;磁性吸波材料123上下側的兩組氮化鋁陶瓷片1241相對面均粘黏固定安裝有用于導電的壓電陶瓷1242;氮化鋁陶瓷片1241內(nèi)側的兩組壓電陶瓷1242之間固定設置有記憶合金1243;磁性吸波材料123上下側的兩組氮化鋁陶瓷片1241之間固定設置有具備防護作用的絕緣材料膜1244;壓電陶瓷1242側面通過線纜與控制元件1245固定安裝。[0025]切換組件15包括通過螺栓固定安裝在絕緣架體11上的導電板151,且導電板151底側與電感器1接電片固定安裝;導電板151內(nèi)部滑動設置有彈性件152;彈性件152前側末端滾動設置有觸點滾珠153,且彈性件152具體為銅合金;彈性件152側面插接固定設置有絕緣7柱154;絕緣柱154滑動設置在隔磁外殼155側面通槽處,且隔磁外殼155內(nèi)部上下側均設置有線圈156,隔磁外殼155內(nèi)部滑動設置有滑動柱157;絕緣柱154與滑動柱157側面固定連接,且滑動柱157上下側固定設置有鑄鐵體。[0026]混合繞組12的螺旋繞組與平面繞組的交替堆疊比例為1:1至3:1,且每層螺旋繞組的匝數(shù)由內(nèi)向外逐層遞減,平面繞組的導體寬度由底層向頂層逐層增加。[0027]自適應結構124的記憶合金1243為鎳鈦合金,記憶合金1243拉伸壓縮壓電陶瓷1242調(diào)節(jié)導電體122與外接件127的接觸壓力。[0028]混合繞組12的螺旋繞組與平面繞組的導體表面分別鍍覆銀層和納米晶軟磁合金層,且相鄰層間通過絕緣膠膜粘合固定,絕緣膠膜內(nèi)摻雜氮化硼顆粒以提升導熱性;磁性吸波材料123由鐵硅鋁粉末與環(huán)氧樹脂按3:1質(zhì)量比混合固化而成,且其內(nèi)部均勻分布碳納米管網(wǎng)絡,碳納米管網(wǎng)絡兩端與導電體122電性連接以形成渦流耗散通路。[0030]請參閱圖1~圖7,本發(fā)明的一種多層堆疊式5S電感器的復合繞組結構,相較于實施例一,本實施例還包括:導流件16包括固定安裝在絕緣架體11底部的隔熱殼體161;隔熱殼體左側固定設置有聚熱板162,且聚熱板162表面設置有蜂窩狀導流孔;隔熱殼體161內(nèi)右壁固定設置有線圈板163;線圈板163左端焊接固定有彈簧164;彈簧164左端固定設置有永磁體165;永磁體165左端固定安裝有隔熱板166;隔熱殼體161內(nèi)部左側粘黏設置有多孔橡膠體167;線圈板163通過線纜與供能器168固定連接,且供能器168固定安裝在隔熱殼體161內(nèi)壁上;導流件16的永磁體165振動頻率與供能器168輸出的脈沖電流頻率同步,且蜂窩狀導流孔的孔徑沿氣流方向梯度縮小,形成文丘里效應以增強散熱風道的氣流流速。[0031]基于上述的一種多層堆疊式5S電感器的復合繞組結構的工作原理是:第一、使用本設備時,首先將本設備放置在工作區(qū)域中,然后將裝置與外部電源相連接,即可為本設備提供工作所需的電源,通過設置第一線圈121和第二線圈125以及第三線圈126的堆疊結構,部件結構相對簡單,也能形成混合繞組12的交替堆疊螺旋繞組與平面第二、通過第一線圈121和第二線圈125以及第三線圈126工作過程中產(chǎn)生熱量,此處氮化鋁陶瓷片1241的導熱性能將熱量部分轉移至壓電陶瓷1242和記憶合金1243,同時也能通過控制元件1245為壓電陶瓷1242和記憶合金1243供能,從而使壓電陶瓷1242和記憶合金1243熱量快速增高而發(fā)生部分形變動作,從而使磁性吸波材料123之間形成動態(tài)調(diào)節(jié)層間距以優(yōu)化感量和散熱,并利用絕緣材料膜1244的絕緣材料特征保護壓電陶瓷1242和記憶合金1243;第三、通過為隔磁外殼155內(nèi)部的兩組線圈156分別進行供能,從而使兩組線圈156的磁場發(fā)生改變而推動滑動柱157在隔磁外殼155內(nèi)部進行滑動,從而通過絕緣柱154帶動彈性件152和觸點滾珠153與混合繞組12和高頻繞組13以及低頻繞組14后側的外接件127相接觸并形成接電,并在彈性件152和觸點滾珠153的導電性能輔助下通過導電板151連接混合繞組12和電感器1內(nèi)部的接電片,通過調(diào)整混合繞組12的觸點位置而改變電流流經(jīng)混合繞組12的匝數(shù),進而改變混合繞組12、高頻繞組13和低頻繞組14的有效匝數(shù);第四、在電感器1工作過程中產(chǎn)生大量熱量,此處通過供能器168為線圈板163提供間歇性供能,線圈板163充能后間歇性推動永磁體165,永磁體165與線圈板163之間的磁場8效果而使彈簧164推動永磁體165在隔熱殼體161內(nèi)部滑動,并對多孔橡膠體167進行擠壓,此處多孔橡膠體167內(nèi)部的氣流被擠出而帶動電感器1內(nèi)部的氣流加速流動,幫助電感器1進行散熱,多孔橡膠體167內(nèi)部氣流流出時也會帶走聚熱板162上的熱量,永磁體165間歇性活動也會短暫停止擠壓多孔橡膠體167,多孔橡膠體167利用氣壓將外部氣流重新吸入其內(nèi)部;利用永磁體165和多孔橡膠體167之間的擠壓發(fā)生形變而推動電感器1內(nèi)部氣流流動。[0032]本發(fā)明通過改進提供一種多層堆疊

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