用于MRI梯度功率放大器的高频大功率电感器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112466629A(43)申请公布日2021.03.09(21)申请号202011429405.9(22)申请日2020.12.07(71)申请人上海辰光医疗科技股份有限公司地址201707上海市青浦区华青路1269号(72)发明人徐建黄捷(74)专利代理机构上海唯源专利代理有限公司31229代理人曾耀先(51)Int.Cl.H01F27/24(2006.01)H01F27/26(2006.01)H01F27/28(2006.01)H01F27/34(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图7页(54)发明名称用于MRI梯度功率放大器的高频大功率电感器(57)摘要本发明公开了一种用于MRI梯度功率放大器的高频大功率电感器，包括功率铁氧体磁芯(4)、箔形导体绕组(2)和非晶铁芯(5)；若干块非晶铁芯(5)同轴且等间隔排列，形成非晶铁芯组件，相邻两块非晶铁芯(5)之间相互绝缘且留有铁芯气隙(52)；非晶铁芯组件设置在功率铁氧体磁芯(4)的气隙(3)内，箔形导体绕组(2)绕置在功率铁氧体磁芯(4)上并环绕在非晶铁芯组件的外部。本发明能显著减少高频磁芯线圈的散磁通，从而减小铜箔线圈导体的涡流损耗、周围电路电磁干扰和电路损耗，且不增大电感器的体积。CN112466629ACN112466629A权利要求书1/1页1.一种用于MRI梯度功率放大器的高频大功率电感器，其特征是：包括功率铁氧体磁芯(4)、箔形导体绕组(2)和非晶铁芯(5)；若干块非晶铁芯(5)同轴且等间隔排列，形成非晶铁芯组件，相邻两块非晶铁芯(5)之间相互绝缘且留有铁芯气隙(52)；非晶铁芯组件设置在功率铁氧体磁芯(4)的气隙(3)内，箔形导体绕组(2)绕置在功率铁氧体磁芯(4)上并环绕在非晶铁芯组件的外部。2.根据权利要求1所述的用于MRI梯度功率放大器的高频大功率电感器，其特征是：所述的功率铁氧体磁芯(4)位于气隙(3)处的第一横截面(41)的面积大于非晶铁芯(5)的第二横截面(51)的面积。3.根据权利要求1所述的用于MRI梯度功率放大器的高频大功率电感器，其特征是：所述的第一横截面(41)的面积S1至少为第二横截面(51)的面积S2的4倍，即S1≥4*S2。4.根据权利要求1所述的用于MRI梯度功率放大器的高频大功率电感器，其特征是：所述的非晶铁芯(5)投影在第一横截面(41)上的图形是与第一横截面(41)同心设置的矩形结构，且该图形的四个边缘分别与第一横截面(41)的四个边缘平行设置。5.根据权利要求1所述的用于MRI梯度功率放大器的高频大功率电感器，其特征是：所述的铁芯气隙(52)的长度小于3mm，即d＜3mm。6.根据权利要求1所述的用于MRI梯度功率放大器的高频大功率电感器，其特征是：所述的非晶铁芯组件的长度方向垂直于主磁路磁通量横截面。2CN112466629A说明书1/3页用于MRI梯度功率放大器的高频大功率电感器技术领域[0001]本发明涉及一种梯度放大器的输出滤波电感，尤其涉及一种用于MRI梯度功率放大器的高频大功率电感器。背景技术[0002]梯度放大器是MRI(MagneticResonanceImaging，即磁共振成像)系统的核心部件之一，它负责给梯度线圈供电，使得梯度线圈在成像空间产生一个线性变化的梯度磁场，由此使成像区域内各处的磁场各不相同，实现磁场空间编码。为获得高质量的图像，要求梯度放大器能对电感负载提供精度高、变化快的电流脉冲。因此对梯度放大器的输出滤波电感提出非常高的要求，尤其对于这种高频、大电流高功率应用场合。由于功率铁氧体价格低廉，材质和磁芯规格齐全，高频性能好，且箔形(如铜箔、铝箔、铜包铝箔)导体绕组工艺简单，载流能力大，容易绕制且散热方便，功率铁氧体磁芯和箔形导体绕组组成的电感器是一个非常不错的选择。[0003]请参见附图1，在现有技术的功率铁氧体1和箔形导体绕组2组成的高频、大功率电感器中，功率铁氧体1的饱和磁通密度低，为了减小电感器的体积，功率铁氧体1的气隙3比较大，气隙3越大，边缘磁通占端面磁通的比例越大，如附图2所示。[0004]边缘磁通扩展的范围越大，可能引起气隙附近的铜箔线圈导体涡流，减少导体有效截面积，从而增加导体损耗，或引起导体局部过热。同时，散磁通还会引起周围电路的电磁干扰和电路损耗。为了减小边缘磁通的影响，现有技术的解决方案是：扩大箔形导体绕组与气隙之间的距离，但是这样也会导致电感器的体积增大。发明内容[0005]本发明的目的在于提供一种用于MRI梯度功率放大器的高频大功率电感器，通过非晶铁芯将大气隙变成若干个小气隙，能显著减少高频磁芯线圈的散磁通，从而减小铜箔线圈导体的涡流损耗、周围电路电磁干扰和电路损耗，且不增大电感器