Индуктивный элемент Советский патент 1984 года по МПК H01F17/06 

Изобретение относится к радиоэлектронной промышленности и может быть использовано для изготовления миниатюрных трансформаторов и дросселей исто 1ников вторичного электропитания. Известна обмотка 1 представляющая собой спираль, навитую на кольцевую поверхность. Такая обмотка создает поле вйутри кольца, которое не рассеивается во внешнее пространство (при условии плотной и равномерной намотки), и поле во внешнем пространстве, обусловленное тем, что спиральная обмотка представляет собой объемны виток. Поле во внешнем пространстве имеет прямо пропорциональную з симость от числа слоев обмотки, поскольку каждый слой образует сво объемный виток. Учитывая, что поле объемного витка во внешнем пространстве эквивалентно полю кругового контура, совпадающего с осью кольца, можно примерно оценить величину индуктивности рассеяния по формуле За -гал1КС2а-вУ4Й(2а-К1 L UoN ai-NRl.Za-R проницаемость вакуума; число слоев обмотки; а - радиус средней линии кол ца; R - радиус обмотки. Отсюда видно, что индуктивные элементы, изготовленные на кольце вых сердечниках, имеют поля рассея ния и при размещении этих индуктивных элементов в МСБ или ГИС эти поля могут оказывать достаточно большие воздействия на близлежащи элементы. Известна катушка индуктивности содержащая 0-образный ферритовый магнитопровод с расположенной на нем обмоткой, для уменьшения инду тивного потока рассеяния, обмотка вьтолнена из двух встречно соединенных секций, размещенных с зазо рами одна относительно другой 2J Недостатком такой катушки индуктивности является усложнение конструкции и технологии изготовления. Кроме того,, наблюдается только частичное уменьшение того, наблюдается только частичное умен ние индуктивного потока рассеяния 19 Наиболее близкими к изобретению по технической сущности и достигаемому результату являются накопительные дроссели, работающие с подмагничиванием постоянным током для ключевых схем электропитания, сердечники которых вьтолнены в виде торроидов из порошкового магнитного материала, на которых располагаются обмотки и покрытия из эпоксидных компаундов .3J . Недостаток известного устройства заключается в больших индуктивных потоках рассеяния вследствие недостаточно высокой магнитной проницаемости материала сердечника. Покрытие компаундами в данном случае приводит к увеличению габаритов и веса индуктивного элемента, однако не уменьшают индуктивного потока рассеяния. Цель изобретения - уменьшение индуктивных потоков рассеяния. Поставленная цель достигается тем, что в катушке индуктивности, содержащей обмотку с покрытием, размещенную на кольцевом сердечнике из порошкового магнитного материала, покрытие выполнено из магнитодиэлектрического материала, причем толщина покрытия определяется по формуле .1 ia -2a4R 2o-RURC2a-R) a + (2a-RУ толщина покрытия; относительная магнитная проницаемость магнитоди электрического материал, а - радиус средней линии кольца R - радиус обмотки. На чертеже представлена конструкция индуктивного элемента. Индуктивный элемент .включает кольцевой сердечник 1 из порошкового ферромагнитного материала, обмотку 2 и покрытие 3 из магнитодиэлектрического материала. В отличие от известных индуктивных элементов уменьшение индуктивного потока рассеяния происходит потому, что магнитные линии объемных витков замыкаются в магнитодиэлектрическом материале покрытия. При этом образуется дополнительная индуктивность LO |( которая определя

ется числом слоев N , поперечным сечением магнитодиэлектрического материала QC и длиной средней линии магнитодиэлектрического материала 2(;д

(UolMg.

(3)

Выражая величины Q ск и через геометрическ1 е параметры индуктивного элемента

П

)

e,.2n(R + 0.5S,

подставив уравнения (4) (3), получаем

. (

Ч т- Учитывая,что L bg- приравнивая (1), и (6), определяем толщину магнитодиэлектрического покрытия по формуле (2).

Пример. На кольцевой сердечник К-26-15-5,5 мм из Мо-пермаллоя наматьтают две обмотки из четырех параллельно соединенных проводов диаметром 0,41 мм марки ПЭ.В-2 по 60 витков. Индуктивный элемент покрывают слоем магнитодиэлек1177194

трического материала, имеющего относительную, магнитную проницаемость 11,5 Гс/Э, удельное сопротивление 10 Ом м. Минимальная тол5 щина слоя покрытия определена по формуле (2) и равна 0,92 мм. Индуктивность индуктивного элемента при параллельном включении обмоток измеряют на частоте 100 кГц при то10 ке подмагничивания 10А и составляет 37,-5 мкГн, а индуктивность известного устройства 35,8 мкГн. Индуктивное поле рассеяния измеряют с помощью микротесламетра Г79. На

15 предлагаемый элемент и известный дроссель подают переменное напряжение равное 8В на частоте 100 кГц при токе подмагничивания 10А. На расстоянии 10 мм от поверхности образ20 цовизмеряют индукцию рассеяния. Для предлагаемого индуктивного элемента, покрытого магнитодиэлектрическим материалом, она составляет 0,35мкТл, а для известного объекта 1,22 мкТл.

25 Следовательно, предлагаемая конструкция при тех же весогабаритных показателях имеет в 3,5 раза меньпий индуктивньй поток рассеяния.Кроме того, индуктивность предлагаемого

30 индуктивного элемента возрастает примерно на 4%, улучшается теплопроводность, так как температура перегрева снижается в 2 раза.

ИНДУКТИВНЫЙ.ЭЛЕМЕНТ, содержащий обмотку с покрытием, размещенную на кольцевом сердечнике из порошкового магнитного материала, ОТличающийс я тем, что, с целью уменьшения индуктивного потока рассеяния, покрытие выполг нено из магнитодиэлектрического материала, причем тоЛщина покрытия определяется по формуле л ( 3a -2a- RUQ-R1tR