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一種磁膠絕緣包覆的絕緣電線以及集成電感濾波器和電感器的制作方法

文檔序號:12861821閱讀:344來源:國知局
一種磁膠絕緣包覆的絕緣電線以及集成電感濾波器和電感器的制作方法與工藝

本實用新型涉及電纜領(lǐng)域,具體涉及一種磁膠絕緣包覆的絕緣電線以及集成電感濾波器和電感器。



背景技術(shù):

在導線外圍均勻而密封地包裹一層不導電的材料,如:樹脂、塑料、硅橡膠、PVC等,形成絕緣層,防止導電體與外界接觸造成漏電、短路、觸電等事故發(fā)生的電線叫絕緣導線。而漆包線是繞組線的一個主要品種,由導體和絕緣層兩部組成,裸線經(jīng)退火軟化后,再經(jīng)過多次涂漆,烘焙而成。屏蔽線就是在導線外面包了一層金屬保護層(一般為網(wǎng)狀),將金屬層一端接地后可以有效形成電氣屏蔽腔外界對導線中傳輸信號的干擾。屏蔽線作用就是消除外界對內(nèi)部的噪聲干擾。(電磁差模噪聲和共模噪聲對電器設備的危害,不僅會使得設備工作異常,而且會降低設備內(nèi)部元器件的使用壽命。噪聲進入電網(wǎng)后會影響和危害其它正常工作的設備。所以必須按相關(guān)國家標準進行有效進行降低至消除其影響和危害。)

因為屏蔽體對來自導線、電纜、元部件、電路或系統(tǒng)等外部的干擾電磁波和內(nèi)部電磁波均起著吸收能量(渦流損耗)、反射能量(電磁波在屏蔽體上的界面反射)和抵消能量(電磁感應在屏蔽層上產(chǎn)生反向電磁場,可抵消部分干擾電磁波)的作用,所以屏蔽體具有減弱干擾的功能。

(1)當干擾電磁場的頻率較高時,利用低電阻率的金屬材料中產(chǎn)生的渦流,形成對外來電磁波的抵消作用,從而達到屏蔽的效果。

(2)當干擾電磁波的頻率較低時,要采用高導磁率的材料,從而使磁力線限制在屏蔽體內(nèi)部,防止擴散到屏蔽的空間去。

(3)在某些場合下,如果要求對高頻和低頻電磁場都具有良好的屏蔽效果時,往往采用不同的金屬材料組成多層屏蔽體。

對于電磁屏蔽有一種錯誤理解是:只要用金屬做一個箱子,然后將箱子接地,就能夠起到電磁屏蔽的作用。其實電磁屏蔽與屏蔽體接地與否并沒有關(guān)系。

綜上所述現(xiàn)有技術(shù)基礎上還不能簡單地做到電磁屏蔽,因此有待對這一技術(shù)進行進一步改進。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供結(jié)構(gòu)簡單,電磁屏蔽效果好的磁膠絕緣包覆的絕緣電線。

為達到上述目的,本實用新型是這樣實現(xiàn)的:一種磁膠絕緣包覆的絕緣電線,包括導體和包覆在導體外的絕緣層,所述絕緣層為用于產(chǎn)生電氣屏蔽腔體,吸收電磁能量的帶有磁性材料的電磁屏蔽層。

優(yōu)選地,所述磁性材料為鐵氧體粉體或帶軟磁特性的合金粉末。

優(yōu)選地,所述鐵氧體粉體為FeSiAl、FeSi或FeNi。

優(yōu)選地,所述合金粉末為NiZn或MnZn。

一種集成電感濾波器,包括濾波器本體,所述濾波器本體中的繞線電纜采用上述任一項所述的磁膠絕緣包覆的絕緣電線。

一種電感器,包括電感器本體,所述電感器本體中的繞線電纜采用上述任一項所述的磁膠絕緣包覆的絕緣電線。

本實用新型的有益效果:本實用新型采用在導體外包覆一層產(chǎn)生電氣屏蔽腔體,吸收電磁能量的帶有磁性材料的電磁屏蔽層,整體結(jié)構(gòu)簡單,同時不需要屏蔽接地處理就可以做到很好的電磁屏蔽效果。

附圖說明

圖1是本實用新型一種磁膠絕緣包覆的絕緣電線的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型一種濾波器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是現(xiàn)有濾波器和本實用新型一種濾波器的工作磁密將的對比圖。

圖4是現(xiàn)有技術(shù)濾波器性能圖(N,15A)。

圖5是本實用新型一種濾波器的性能圖(N,15A)。

圖6是現(xiàn)有技術(shù)濾波器性能圖(L,15A)。

圖7是本實用新型一種濾波器的性能圖(L,15A)。

圖8是現(xiàn)有技術(shù)濾波器性能圖(N,0A)。

圖9是本實用新型一種濾波器的性能圖(N,0A)。

圖10是現(xiàn)有技術(shù)濾波器性能圖(L,0A)。

圖11是本實用新型一種濾波器的性能圖(L,0A)。

圖12是本實用新型一種電感器的俯視圖。

圖13是本實用新型一種電感器的側(cè)視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步說明。

如圖1所示,一種磁膠絕緣包覆的絕緣電線3,包括導體1和包覆在導體外的絕緣層2,所述絕緣層2為用于產(chǎn)生電氣屏蔽腔體,吸收電磁能量的帶有磁性材料的電磁屏蔽層。所述磁性材料為鐵氧體粉體和/或帶軟磁特性的合金粉體。具體地,所述鐵氧體粉體為FeSiAl、 FeSi或FeNi等,所述的合金粉末為NiZn、MnZn等。

影響屏蔽體屏蔽效能有兩個因素:一個是整個屏蔽體表面必須是導電連續(xù)的;另一個是不能有直接穿透屏蔽體的導體。

屏蔽體上有很多導電不連續(xù)點,最主要的一類是屏蔽體不同部分結(jié)合處形成的不導電縫隙。這些不導電的縫隙就產(chǎn)生了電磁泄漏,如同流體會從容器上的縫隙上泄漏一樣。解決這種泄漏的一個方法是在縫隙處填充導電彈性材料,消除不導電點。這就像在流體容器的縫隙處填充橡膠的道理一樣。這種彈性導電填充材料就是電磁密封襯墊。

在許多文獻中將電磁屏蔽體比喻成液體密封容器,其認為當用導電彈性材料將縫隙密封到滴水不漏的程度才能夠防止電磁波泄漏,實際上這是不確切的。

縫隙或孔洞是否會泄漏電磁波,取決于縫隙或孔洞相對于電磁波波長的尺寸。當波長遠大于開口尺寸時,并不會產(chǎn)生明顯的泄漏。因此,當干擾的頻率較高時,這時波長較短,就需要使用電磁密封襯墊。具體說,當干擾的頻率超過10MHz時,就要考慮使用電磁密封襯墊。凡是有彈性且導電良好的材料都可以用做電磁密封襯墊。

本實用新型就是基于以上原理分析的基礎上做出的改進,采用在導體外包覆一層產(chǎn)生電氣屏蔽腔體,吸收電磁能量的帶有磁性材料的電磁屏蔽層,整體結(jié)構(gòu)簡單,同時不需要屏蔽接地處理就可以做到很好的電磁屏蔽效果。

如圖5,7,9和11所示,一種集成電感濾波器,包括濾波器本體4,所述濾波器本體4 中的繞線電纜采用上述所述的磁膠絕緣包覆的絕緣電線3。

在現(xiàn)有產(chǎn)品中,對濾波器高效率/高功率密度模塊的要求不斷提高,實際勘測,G2濾波器體積將近占總體積的25%-30%,不適用于高功率密度。這25%-30%中,共模電感和X電容占了很大部分,因此,追求模塊的高功率密度,必須減少共模電感和X電容占用體積。另外,差模電感分量和共模電感分量保持較高數(shù)值,也是非常困難,也有些采用差共模集成,若要二分量不產(chǎn)生相互作用,會導致體積增大,若二分量產(chǎn)生相互作用,在高溫或大功率下會導致性能變差。

共模電感的原理如下:

由于整個磁路過程中的Hl(磁壓降)與NI(磁動勢)之差不可能完全為0,必然產(chǎn)生漏磁通,形成差模分量存在的共模電感。

采用了本實用新型磁膠絕緣包覆的絕緣電線代替漆包線后,差模分量由原來的15uH增至到約20uH,在進行干擾測試結(jié)果如下:

通過分析,225kHz噪聲主要是主變壓器空間輻射至輸入端,通過屏蔽輸入濾波器就能解決,200kHz是PFC差模噪聲源產(chǎn)生,需要濾波器過濾。從傳導測試結(jié)果可以看出,200kHz 處的裕量比較大,模塊在差模部分改進空間很大,可以減小濾波器里面共模電感或者X電容的數(shù)值,從而達到減小體積的效果。

同時從測試結(jié)果上看,200kHz處差模噪聲抑制得比較干凈。比漆包線制作的原電感改善超過10dB。

如圖12-13所示,一種電感器,包括電感器本體5,所述電感器本體5中的繞線電纜采用上述任一項所述的磁膠絕緣包覆的絕緣電線3。

采用了磁膠絕緣包覆的絕緣電線的電感器,其空芯線圈的自感量增加10%~20%;這是由于電磁屏蔽層在導線外獨立形成磁路,將電磁的磁通密度有效收攏,不僅有效降低于自身對外界的電磁干擾,而且對外界電磁噪聲干擾有效進行渦流吸收,大大降低了外界對設備的影響。

其他磁芯代替空心線圈時時,磁芯結(jié)合導線外部的電磁屏蔽層形成磁路,完成帶磁芯的外磁路部份,無需采用磁膠電感和帶屏蔽罩類的電感元件。

同樣的,本實用新型帶有電磁屏蔽層的絕緣電線還可以應用變壓器,電機等各種電子設備,同時還可以推廣應用到其他各行各業(yè)需要電纜的設備中。

本實用新型采用在導體外包覆一層產(chǎn)生電氣屏蔽腔體,吸收電磁能量的帶有磁性材料的電磁屏蔽層,整體結(jié)構(gòu)簡單,同時不需要屏蔽接地處理就可以做到很好的電磁屏蔽效果。

根據(jù)上述說明書的揭示和教導,本實用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此,本實用新型并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式,對實用新型的一些修改和變更也應當落入本實用新型的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。此外,盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語,但這些術(shù)語只是為了方便說明,并不對本實用新型構(gòu)成任何限制。

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