專利名稱：可承載大電流且連續可調的微電感裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種高頻感應加熱領域使用的電感裝置，特別是一種可承載 大電流且連續可調的微電感裝置。
背景技術：
在高頻感應加熱領域，大功率感應加熱高頻電源中諧振元件一般由電感 和電容組成，通過電感和電容諧振來產生所需的高頻交變電流，其特點是設
備功率大，諧振頻率高，功率可達1000KW, 1200KW甚至1600KW，當用于高 頻焊管領域時，諧振頻率一般可達到400KHz,甚至600KHz，最低也要150KHz。 由于設備功率大且諧振頻率高，現有技術面臨如下技術難題
(1) 高頻電流的集膚效應會導致導體表面有效載流面積縮小，由此產生 很大損耗，不僅使機箱發熱，而且導致整機效率下降。
(2) 高頻設備在工作中，為適應各種負載的變化，需要調整設備的負載 阻抗。在電容數量基本確定時，頻率越高，電感越小。小功率設備中電感容 易實現連續調節，而大功率設備中，尤其是高頻設備，幾千安培的電感調節 很難實現，大電流微亨級d、電感的連續可調則更難。
發明內容
本發明的目的是提供一種可承載大電流且連續可調的微電感裝置，有效 解決現有技術微電感裝置面臨損耗大、整機效率低和很難實現電感連續調節 等技術難題。
為了實現上述目的，本發明提供了一種可承載大電流且連續可調的微電 感裝置，包括由左輸入銅排和右輸入銅排構成的輸入匯流排，由左輸出銅排和右輸出銅排構成的輸出匯流排，所述左輸入銅排和左輸出銅排之間、所述 右輸入銅排和右輸出銅排之間各連接一塊由二塊水冷銅板并排構成的水冷導 電條，二塊可移動的屏蔽銅板位于所述水冷導電條的二側且與所述水冷銅板 間的距離相等。
所述左輸入銅排和左輸出銅排之間連接的水冷導電條可以是上水冷導電 條，而所述右輸入銅排和右輸出銅排之間連接的水冷導電條則為下水冷導電 條。所述左輸入銅排和左輸出銅排之間連接的水冷導電條也可以是下水冷導 電條，而所述右輸入銅排和右輸出銅排之間連接的水冷導電條則為上水冷導 電條。
在上述技術方案中，所述水冷導電條包括并排設置的二塊水冷銅板，所 述二塊水冷銅板的二個端部連接有導電銅排。進一步地，所述二塊水冷銅板
之間間i 巨為25mm~ 35mm。
所述左輸入銅排包括依次連接的主板、端板和折板，所述右輸入銅排包 括依次連接的主板、端板和折板，左輸入銅排的主板與右輸入銅排的主板并 排設置。所述左輸出銅排包括依次連接的主板、端板和折板，所述右輸出銅 排包括依次連接的主板、端板和折板，左輸出銅排的主板與右輸出銅排的主 板并排設置。
所述屏蔽銅板包括屏蔽主板和屏蔽折板，所述屏蔽主板與所述水冷導電 條相對，二塊屏蔽折板設置在所述屏蔽主板的兩側形成兩側彎折的構形。
所述屏蔽主板與屏蔽折板之間的夾角為120。~150。，優選地，所述屏蔽 主板與屏蔽折板之間的夾角為130。。
本發明利用高頻電流的鄰近及互感作用，提出了一種新型結構的可承載 大電流且連續可調的微電感裝置。在本發明技術方案中，通過采用上下分置 的上水冷導電條和下水冷導電條連接輸入匯流排和輸出匯流排，使流經上水 冷導電條和下水冷導電條中的高頻電流大小相等，方向相反，形成磁場回路， 大幅度降低了整套裝置的系統電感量，且結構簡單、效率較高。上水冷導電條和下水冷導電條均采用二塊并排設置的水冷銅板，形成了 4個導通高頻電
流的導電面，二塊水冷銅板之間間距為25mm ~ 35mm，該間距減弱了兩水冷銅 板之間同向電流的相斥作用，使得高頻電流能夠沿每塊水冷銅板的兩面均勻 流動。與現有技術通常采用的2個導電面相比，本發明可使高頻電流沿兩板 面均勻流動，不僅顯著增加有效導電面積，減小了電能損耗，還使每個導電 面單獨與其外側可水平移動的屏蔽銅板相對，加大了與外側屏蔽銅板的互感
作用，進一步地，高頻電流流通路徑與上水冷導電條和下水冷導電條走向一 致，可顯著增加有效導電面積，最大限度地減小電能損耗，防止機箱發熱，
位置改變二者間的相對距離，進而調整二者的相對高頻互感量，從而達到整 套裝置對系統電感量的微小調整。由于兩側相對的屏蔽銅板距上水冷導電條 和下水冷導電條距離一致， 一方面可提高兩側高頻感應電流的一致性，調節 變化更明顯，另一方面使屏蔽銅板上下感應相同，避免了局部發熱過大，降 低了損耗。此外，屏蔽銅板兩側形成彎折的構形，符合磁路走向，有效防止 磁場逸散。利用本發明高頻電源中功率電感可承載大電流，實現大電流微亨 級小電感的連續可調，損耗小，機箱不會發熱，整機效率高，使本發明在高 頻感應加熱領域具有很好應用前景。
下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
圖1為本發明結構示意圖； 圖2為本發明上水冷導電條的結構示意圖； 圖3為本發明下水冷導電條的結構示意圖； 圖4為本發明輸入匯流排的結構示意圖； 圖5為本發明屏蔽銅板的結構示意圖。 附圖標記說明l一輸入匯流排； 3—輸出匯流排； 12 —右輸入銅排; 201 —水冷銅板； 102 —端板； 402 —屏蔽折板。
21 —上水冷導電條 4一屏蔽銅板； 31 —左輸出銅排； 202 —導電銅排； 103—折板；
22 —下水冷導電條; ll一左輸入銅排； 32—右輸出銅排； IOI —主板； 401—屏蔽主板；
具體實施例方式
圖1為本發明結構示意圖。如圖1所示，本發明可承載大電流且連續可 調的微電感裝置主體結構包括輸入匯流排1、上水冷導電條21、下水冷導電 條22、輸出匯流排3和可移動的屏蔽銅板4，上水冷導電條21和下水冷導電 條22連接在輸入匯流排1和輸出匯流排3之間，且上下設置，二塊可移動的 屏蔽銅板4分別設置在上水冷導電條21和下水冷導電條22的二側。具體地， 輸入匯流排1包括緊并在一起的左輸入銅排11和右輸入銅排12,輸出匯流 排3包括緊并在一起的左輸出銅排31和右輸出銅排32，左輸入銅排11和左 輸出銅排31與上水冷導電條21連接，右輸入銅排12和右輸出銅排32與下 水冷導電條22連接，使高頻電流在流動時， 一側的高頻電流通過左輸入銅排 11、上水冷導電條21和左輸出銅排31流動，而另一側的高頻電流被迫通過 右輸出銅排32、下水冷導電條22和右輸入銅排12流動，在上水冷導電條21 和下水冷導電條22中，上述兩電流大小相等，方向相反。二塊屏蔽銅板4安 裝在上水冷導電條21和下水冷導電條22兩側，所形成的二相對面距離相等， 且可水平移動，使由上水冷導電條21、下水冷導電條22和輸入匯流排1、輸 出匯流排3組成的單壓電感產生的磁通與兩側的屏蔽銅板4交鏈，通過調整 屏蔽銅板4與上水冷導電條21和下水冷導電條22之間的相對距離，可以調 節二者的相對高頻互感量，即可微調單匝電感的電感量，從而達到整套裝置 系統電感量的微小調整。本發明上述技術方案提出了一種新型結構的微電感裝置，通過利用高頻 電流的鄰近及互感作用，實現了大電流小電感的連續調節，且結構簡單、效 率較高。在上述技術方案中，本發明釆用上下設置的上水冷導電條和下水冷 導電條連接輸入匯流排和輸出匯流排，使流經上水冷導電條和下水冷導電條 中的高頻電流大小相等，方向相反，形成磁場回路，大幅度降低了整套裝置 的系統電感量。由于高頻電流流通路徑與上水冷導電條和下水冷導電條走向 一致，可顯著增加有效導電面積，最大限度地減小電能損耗，防止機箱發熱， 提高了整機效率。與上水冷導電條和下水冷導電條相對的屏蔽銅板通過移動 位置改變二者間的相對距離，進而調整二者的相對高頻互感量，從而達到整 套裝置對系統電感量的微小調整。由于兩側相對的屏蔽銅板距上水冷導電條 和下水冷導電條距離一致， 一方面可提高兩側高頻感應電流的一致性，調節 變化更明顯，另一方面使屏蔽銅板上下感應相同，避免了局部發熱過大，降 低了損耗，使本發明在高頻感應加熱領域具有很好應用前景。
圖2為本發明上水冷導電條的結構示意圖。如圖2所示，上水冷導電條 21包括并排設置的二塊水冷銅板201， 二塊水冷銅板201的端部連接二塊導 電銅排202，形成橫斷面為矩形狀的空盒體。導電銅排202外表面的左側設 置凸臺，用于與左輸入銅排11和左輸出銅排31連接。二塊水冷銅板201之 間間距為25mm 35mm，優選為30mm。由于該兩塊水冷銅^反201流過相同方向 的高頻電流，高頻電流具有同向相斥，異向相吸的特性，該間距減弱了兩水 冷銅板之間同向電流的相斥作用，使得高頻電流能夠沿每塊水冷銅板的兩面 均勻流動，增大了銅板的有效導電面積，有利于減d、損耗，提高整機效率。水冷 銅板201的厚度為1. 5mm - 2. 5mm，優選為2腿。導電銅排202的厚度為8隱~ 12mm， 優選為10mm。
圖3為本發明下水冷導電條的結構示意圖，如圖3所示，下水冷導電條 22包括并排設置的二塊水冷銅板201, 二塊水冷銅板201的端部連接二塊導 電銅排202,形成橫斷面為矩形狀的空盒體。導電銅排202外表面的右側設置凸臺，用于與右輸入銅排12和右輸出銅排32連接。下水冷導電條22的各 參數設置與圖2所示的上水冷導電條相同，不再贅述。
本發明圖2、圖3所示技術方案通過采用二塊并排設置的水冷銅板，形 成了 4個導通高頻電流的導電面，與現有技術通常采用的2個導電面相比， 本發明可使高頻電流沿兩板面均勻流動，不僅顯著增加有效導電面積，減小 了電能損耗，還使每個導電面單獨與其外側可水平移動的屏蔽銅板等距離相 對，加大了與外側屏蔽銅板的互感作用。顯然，上述技術方案也可以是左輸 入銅排11和左輸出銅排31與下水冷導電條22連接，右輸入銅排12和右輸 出銅排32與上水冷導電條21連接，使上水冷導電條21和下水冷導電條22 中電流大小相等，方向相反。
圖4為本發明輸入匯流排的結構示意圖。如圖4所示，輸入匯流排1包 括緊并在一起的左輸入銅排11和右輸入銅排12，其中左輸入銅排11包括依 次連接的主板101、端板102和折板103，左輸入銅排11和右輸入銅排12的 主板101并排設置，連接于高頻逆變電容，端板102用于與上水冷導電條或 下水冷導電條連接，折板103設置在外側，形成兩側彎折的構形，以符合不茲 路走向，有效防止磁場逸散。端板102與折板103間形成的夾角a可以為 120°~150°,優選為130°，保證邊緣效應逐步減弱，避免了機箱發熱。右輸 入銅排12結構與左輸入銅排11結構相同，對稱位于左輸入銅排11的右側。 輸出匯流排3的結構與輸入匯流排1的結構相同，對稱位于另一端，不再贅 述。
圖5為本發明屏蔽銅板的結構示意圖。如圖5所示，屏蔽銅板4包括屏 蔽主板401和屏蔽折板402,屏蔽主板401與上水冷導電條和下水冷導電條 相對，二塊屏蔽折板402連接在屏蔽主板401的兩側，形成兩側彎折的構形， 以符合磁路走向，有效防止磁場逸散。屏蔽主板401與屏蔽折板402間形成 的夾角卩可以為120。 ~ 150°,優選為130°，保證邊緣效應逐步減弱，避免了 機箱發熱。本發明屏蔽主板401為一平面，上水冷導電條和下水冷導電條形成與屏蔽主板401相對的另一平面，二平面之間各處的距離相等，使屏蔽主 板401上下感應相同，因此避免了局部發熱過大，同時通過調整二平面間的 距離，可以實現微亨級小電感的連續可調。本發明當屏蔽銅板4距離上、下 水冷導電條較近時，電感最小；當距離較遠時，電感最大。
最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制， 盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當 理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技 術方案的精神和范圍。
權利要求
1.一種可承載大電流且連續可調的微電感裝置，包括由左輸入銅排和右輸入銅排構成的輸入匯流排，由左輸出銅排和右輸出銅排構成的輸出匯流排，其特征在于，所述左輸入銅排和左輸出銅排之間、所述右輸入銅排和右輸出銅排之間各連接一塊由二塊水冷銅板并排構成的水冷導電條，二塊可移動的屏蔽銅板位于所述水冷導電條的二側且與所述水冷銅板間的距離相等。
2. 如權利要求1所述的可承載大電流且連續可調的微電感裝置，其特征 在于，所述左輸入銅排和左輸出銅排之間連接的水冷導電條為上水冷導電條， 所述右輸入銅排和右輸出銅排之間連接的水冷導電條為下水冷導電條。
3. 如權利要求l所述的可承載大電流且連續可調的微電感裝置，其特征 在于，所述左輸入銅排和左輸出銅排之間連接的水冷導電條為下水冷導電條， 所述右輸入銅排和右輸出銅排之間連接的水冷導電條為上水冷導電條。
4. 如權利要求1 ~ 3任一所述的可承載大電流且連續可調的微電感裝置， 其特征在于，所述水冷導電條包括并排設置的二塊水冷銅板，所述二塊水冷 銅板的二個端部連接有導電銅排。
5. 如權利要求4所述的可承載大電流且連續可調的微電感裝置，其特征 在于，所述二塊水冷銅板之間間距為25mm 35mm。
6. 如權利要求1 ~ 3任一所述的可承載大電流且連續可調的微電感裝置， 其特征在于，所述左輸入銅排包括依次連接的主板、端板和折板，所述右輸 入銅排包括依次連接的主板、端板和折板，左輸入銅排的主板與右輸入銅排 的主板并排設置。
7. 如權利要求1 ~ 3任一所述的可承載大電流且連續可調的^:電感裝置， 其特征在于，所述左輸出銅排包括依次連接的主板、端板和折板，所述右輸 出銅排包括依次連接的主板、端板和折板，左輸出銅排的主板與右輸出銅排 的主板并排設置。
8. 如權利要求1 ~ 3任一所述的可承載大電流且連續可調的微電感裝置，其特征在于，所述屏蔽銅板包括屏蔽主板和屏蔽折板，所述屏蔽主板與所述 水冷導電條相對，二塊屏蔽折板設置在所述屏蔽主板的兩側形成兩側彎折的 構形。
9. 如權利要求8所述的可承載大電流且連續可調的微電感裝置，其特征 在于，所述屏蔽主板與屏蔽折板之間的夾角為120。 ~ 150。。
10. 如權利要求9所述的可承載大電流且連續可調的微電感裝置，其特 征在于，所述屏蔽主板與屏蔽折板之間的夾角為130°。
全文摘要
本發明涉及一種可承載大電流且連續可調的微電感裝置，包括由左輸入銅排和右輸入銅排構成的輸入匯流排，由左輸出銅排和右輸出銅排構成的輸出匯流排，所述左輸入銅排和左輸出銅排之間、所述右輸入銅排和右輸出銅排之間各連接一塊由二塊水冷銅板并排構成的水冷導電條，二塊可移動的屏蔽銅板位于所述水冷導電條的二側且與所述水冷銅板間的距離相等。本發明利用高頻電流的鄰近及互感作用，不僅顯著增加有效導電面積，減小電能損耗，而且實現了大電流小電感的連續調節，結構簡單，效率高。
文檔編號H01F21/02GK101295575SQ200710096968
公開日2008年10月29日 申請日期2007年4月23日 優先權日2007年4月23日
發明者張民柱, 耿開博, 軒宗震 申請人:保定紅星高頻設備有限公司