電感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種電感器，所述電感器包括線圈及環(huán)形磁芯，所述線圈圍繞所述環(huán)形磁芯繞制，所述環(huán)形磁芯包括第一磁芯段及第二磁芯段，所述第一磁芯段與第二磁芯段的交接面之間設(shè)有粘合層，所述第一磁芯段與第二磁芯段的交接面為凸凹不平面。本實用新型以掰斷的方式形成環(huán)形磁芯分離的兩段，不會造成磁芯材料額浪費，并提升電感器的性能。
【專利說明】
電感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型涉及電感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及電感器的磁芯的制作技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有電感器制作過程中，通常先用模具制作出一完整的磁芯，如環(huán)形磁芯，再用電 鋸對磁芯進行切割以將磁芯切割成不同的兩段以方便電感器線圈的安裝，在磁芯上套設(shè)繞 制好的線圈后再將分離的兩段磁芯進行粘合以合成完整的磁芯，再將線圈的每匝均勻排布 于磁芯上，從而完成電感器的制作。使用電鋸切割磁芯的方式，兩段磁芯的交接面基本為平 面，但是，在電鋸的鋸片與磁芯摩擦時會產(chǎn)生大量的碎肩和細末，造成磁芯材料的浪費，而 且切割后的兩段磁芯粘合時因為在兩段磁芯的交接面處摩掉了部分碎肩和細末，導(dǎo)致粘合 后的磁芯的內(nèi)外壁不再是標準的圓柱面，而且因為兩段磁芯的交接面為平面可能會導(dǎo)致粘 合時兩段磁芯對位上發(fā)生偏差，造成電感器的漏磁等不利影響。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 有鑒于此，有必要提供一種減少漏磁的電感器。
[0004] 本實用新型的實施例提供一種電感器，包括：
[0005] 線圈；
[0006] 環(huán)形磁芯，所述線圈圍繞所述環(huán)形磁芯繞制，所述環(huán)形磁芯包括第一磁芯段及第 二磁芯段，所述第一磁芯段與第二磁芯段的交接面之間設(shè)有粘合層，所述第一磁芯段與第 二磁芯段的交接面為凸凹不平面。
[0007] 作為一種優(yōu)選方案，所述粘合層為凸凹不平面。
[0008] 作為一種優(yōu)選方案，所述環(huán)形磁芯的內(nèi)壁及外壁均為標準的圓柱面。
[0009] 作為一種優(yōu)選方案，所述第一磁芯段與第二磁芯段的交接面的上緣為直線。
[0010] 作為一種優(yōu)選方案，所述第一磁芯段與第二磁芯段的交接面的下緣及兩側(cè)緣中至 少有一條邊緣為非直線。
[0011] 作為一種優(yōu)選方案，繞制所述線圈的導(dǎo)線的橫截面包括寬度不相等的頂邊及底 邊，且所述導(dǎo)線的左右兩側(cè)邊由所述底邊向頂邊漸漸縮合。
[0012] 作為一種優(yōu)選方案，該電感器包括一個或多個線圈。
[0013] 作為一種優(yōu)選方案，所述導(dǎo)線的橫截面為等腰梯形。
[0014]作為一種優(yōu)選方案，所述等腰梯形的底角的范圍為85至89度。
[0015] 作為一種優(yōu)選方案，所述頂邊至底邊的距離為7.5~8毫米，所述底邊的寬度為1~ 1.2毫米，所述頂邊的寬度為0.45~0.6毫米。
[0016] 本實用新型實施例中，以掰斷的方式形成環(huán)形磁芯分離的兩段，不會造成磁芯材 料額浪費，兩段磁芯的交接面呈凸凹不平面，在粘合成完整環(huán)形磁芯時根據(jù)凸凹結(jié)構(gòu)能夠 使兩段磁芯很好的對接，而且凸凹不平面能增大兩段磁芯之間的接觸面積，提升電感器的 性能。
【附圖說明】 [0017] 附圖中：
[0018] 圖1示出本實用新型第一實施例的電感器的立體分解圖；
[0019] 圖2示出本實用新型第一實施例的導(dǎo)線的示意圖；
[0020] 圖3示出實用新型第一實施例的電感器的部分橫截面的示意圖；
[0021 ]圖4示出本實用新型第二實施例的導(dǎo)線的示意圖；
[0022]圖5示出本實用新型第三實施例的導(dǎo)線的示意圖；
[0023] 圖6為本實用新型第二實施例的電感器的橫截面的示意圖；
[0024] 圖7為本實用新型第二實施例的電感器的線圈的示意圖；
[0025] 圖8為本實用新型電子裝置的電路示意圖；
[0026]圖9為本實用新型第三實施例的電感器的立體分解圖。
[0027]主要元件符號說明
[0029] 如下【具體實施方式】將結(jié)合上述附圖進一步說明本實用新型。
【具體實施方式】
[0030] 下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍?？梢岳斫?，附圖僅提供參考與說 明用，并非用來對本實用新型加以限制。附圖中顯示的尺寸僅僅是為便于清晰描述，而并不 限定比例關(guān)系。
[0031] 需要說明的是，當一個組件被認為是"連接"另一個組件，它可以是直接連接到另 一個組件或者可能同時存在居中組件。除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù) 語與屬于本實用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的 說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本實用新型。
[0032] 請參考圖1，是本實用新型第一實施例的電感器50的示意圖，所述電感器50包括環(huán) 形磁芯60及線圈70,所示環(huán)形磁芯60為圓環(huán)形，所述環(huán)形磁芯60包括第一磁芯段62及第二 磁芯段64。所述線圈70為采用如圖2所示的導(dǎo)線40繞制形成。
[0033]請參考圖2,圖2示出本實用新型第一實施例的導(dǎo)線的示意圖，所述導(dǎo)線40為扁線 形狀，其由電導(dǎo)材料如銅制成，其他一些實施例中，所述導(dǎo)線40也可由鐵磁性材料制成。所 述導(dǎo)線40的外周涂覆有絕緣層，使導(dǎo)線40形成漆包線的結(jié)構(gòu)。本實施方式中，所述導(dǎo)線40的 橫截面呈等腰梯形。請一并參閱圖1，將所述導(dǎo)線40繞制成線圈70時，采用立繞的形式，即梯 形的下底形成線圈70的內(nèi)壁，梯形的上底形成線圈70的外壁，所述線圈70的內(nèi)壁尺寸與環(huán) 形磁芯60的尺寸相適配。本實施方式中，所述等腰梯形的底角A的范圍為85至89度。
[0034]請請一并參考圖3,將所述等腰梯形的上底的寬度記為d2,下底的寬度記為dl，梯 形的高記為h。環(huán)形磁芯60的內(nèi)圓半徑記為R，如果所述電感器50的線圈70采用單層繞組又 以密繞(繞制時導(dǎo)線一圈挨一圈）的形式繞制，所述環(huán)形磁芯60內(nèi)最多能夠容置的繞組匝數(shù) N滿足以下公式：N<23i(R-h)/d2。將線圈70按匝數(shù)N繞制完成后套設(shè)于其中一磁芯段如第 一磁芯段62后，將第一磁芯段62與第二磁芯段64用黏膠黏結(jié)固定成閉合磁環(huán)，即所述第一 磁芯段62與所述第二磁芯段64之間設(shè)有粘合層，再將所述線圈70中的每一匝均勻排布于所 述環(huán)形磁芯60上，梯形的下底緊貼環(huán)形磁芯60,即制成所述電感器50。
[0035]相比現(xiàn)有技術(shù)中采用橫截面為矩形（寬度為dl)的導(dǎo)線繞制的線圈，梯形上底的寬 度d2小于下底的寬度dl，環(huán)形磁芯60內(nèi)可繞制的匝數(shù)N有顯著提升，環(huán)形磁芯60的內(nèi)徑越大 可繞制線圈的匝數(shù)提升越多。本實施方式中，相比采用橫截面寬度為dl的矩形導(dǎo)線繞制的 電感器，線圈的匝數(shù)提高了6匝，因為構(gòu)成電感器的電感量與線圈匝數(shù)N的平方成正比，圖6 所示的電感器的電感量顯著提升到了采用矩形導(dǎo)線繞制的電感器電感量的140%。依據(jù)本實 用新型所示的應(yīng)用，對于原本線圈匝數(shù)就非常少的電感器來講，效果更為顯著。
[0036] 當然，采用本實用新型實施例所示的電感器，相較于現(xiàn)有技術(shù)，如果在線圈匝數(shù)不 變的情況下，可以增大導(dǎo)線的厚度，即增大底邊的寬度dl以增大導(dǎo)線的橫截面積，亦可提高 電感器的電感量。
[0037] 本實施方式中，所述環(huán)形磁芯60為圓環(huán)形，其他實施方式中，環(huán)形磁芯60還可為跑 道形，而且所述環(huán)形磁芯60包括的磁芯段的數(shù)量也可根據(jù)設(shè)計需要調(diào)整。所述環(huán)形磁芯60 可以由硅鋼、非晶態(tài)金屬、納米晶合金，或任何其它合適材料制成。
[0038] 圖4示出本實用新型第二實施例的導(dǎo)線42的示意圖，本實施方式與圖5所示導(dǎo)線的 橫截面的形狀不同。具體于本實施方式中，所述導(dǎo)線42具有寬度不相等的頂面420及底面 422,所述導(dǎo)線的底面422以向?qū)Ь€外突出的微弧曲面漸漸向?qū)Ь€的頂面420縮合，形成如圖 4所示的導(dǎo)線形狀。
[0039]圖5示出本實用新型第三實施例的導(dǎo)線44的示意圖，本實施方式與圖5所示導(dǎo)線的 橫截面的形狀不同。具體于本實施方式中，所述導(dǎo)線44具有寬度不相等的頂面440及底面 442,所述導(dǎo)線的底面442以向?qū)Ь€內(nèi)凹陷的微弧曲面漸漸向?qū)Ь€的頂面440縮合，形成如圖 5所示的導(dǎo)線形狀。
[0040]本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，導(dǎo)線兩側(cè)的形狀可以是對稱的，也可以是不對稱的， 例如，導(dǎo)線的橫截面還可以為不等腰梯形，也可以導(dǎo)線一側(cè)面為外突的微弧曲面，另一側(cè)面 為平面或內(nèi)凹的微弧曲面，這取決于電感器的設(shè)計需求。依據(jù)本實用新型的設(shè)計構(gòu)思，將導(dǎo) 線橫截面進行不同于圓形或方形的設(shè)計，所述導(dǎo)線包括寬度不相等的頂面及底面，且所述 導(dǎo)線的左右兩側(cè)由所述底面向頂面漸漸縮合。這樣的導(dǎo)線繞制成線圈后，于環(huán)形磁芯內(nèi)所 能繞制的匝數(shù)得到顯著提升或在匝數(shù)不變的情況下可增大導(dǎo)線的橫截面積，以盡可能地得 到電感器在大電流下的高電感量。
[0041]而且，導(dǎo)線的扁型結(jié)構(gòu)特別適用于頻繁彎曲的場合，不扭結(jié)，折疊整齊，尤其適用 于繞制電感器或電機的線圈。本實用新型對導(dǎo)線的橫截面的形狀做了不同的設(shè)計，其對導(dǎo) 線的拉伸或切削工藝的水平要求很高，比如需考慮拉線模具的制作，模具的孔型設(shè)計、對金 屬線材施加的拉力大小、拉制速度、潤滑劑的選用等各種條件配合才能制出本實用新型所 示的導(dǎo)線40、42、44。本實用新型各實施例所示的導(dǎo)線40、42、44，其根據(jù)設(shè)計需要可設(shè)置成 不同尺寸，如所述頂面至底面的距離(于圖2中所示的導(dǎo)線40,即為梯形的高h)可為7.5~8毫 米，所述底面的寬度(于圖2中所示的導(dǎo)線40,即梯形的底邊寬度dl)為1~1.2毫米，所述頂面 的寬度(于圖2中所示的導(dǎo)線40,即梯形的頂邊寬度d2)為0.45~0.6毫米。
[0042]本實用新型的其他實施例中，電感器50中線圈的數(shù)量不限于一個，可以同一個環(huán) 形磁芯上繞制兩個或多個線圈，各個線圈可以進行并聯(lián)或串聯(lián)的連接組合，以形成單一電 感或耦合電感。
[0043]請參考圖6,為本實用新型第二實施方式的電感器90的橫截面的示意圖，本實施方 式中，所述電感器包括兩個線圈92、94,該兩個線圈92、94分別由兩條形狀如圖2所示的導(dǎo)線 40并排繞制形成，繞制線圈92、94的兩條導(dǎo)線的橫截面的面積不同，兩條導(dǎo)線40的高度亦不 相同，繞制成線圈92、94后，如圖7所示，線圈92、94的外周壁形成高低起伏形狀，將如圖7所 示的線圈92、94套設(shè)至環(huán)形環(huán)形磁芯60上制成電感器90時，如圖6所示，可以看出，高度較高 的導(dǎo)線相鄰兩匝的頂面之間接觸，以在環(huán)形磁芯60內(nèi)部繞制最多的匝數(shù)，高度較矮的導(dǎo)線 設(shè)置于高度較高導(dǎo)線相鄰的兩匝之間，以充分利用環(huán)形磁芯60的環(huán)壁繞制更多的匝數(shù)?？?以看出本實施方式中，環(huán)形磁芯60上可繞制的線圈的匝數(shù)又有了顯著的提升。
[0044] 請參考圖8,示出一電子裝置160,如電源裝置，包括如圖6所示的電感器90,所述電 感器90安裝于該電子裝置160內(nèi)用于對輸入的電源進行濾波處理。電子裝置160工作時，根 據(jù)電子裝置中對電感器90的設(shè)計需求，線圈92和94分別接收不同的輸入信號Inl、In2,并對 輸入信號Inl、In2進行處理產(chǎn)生對應(yīng)的輸出信號0utl、0ut2。在線圈92、94中流過不同大小 的電流，比如在橫截面面積較大的導(dǎo)線繞制的線圈92中流過小電流，在橫截面面積較小的 導(dǎo)線繞制的線圈94中流過大電流。利用電感的特性，即利用感應(yīng)電動勢對電流改變的抵御 作用，應(yīng)用所述電感器90在很大程度上避免了電源裝置160中的電源線與電源線之間產(chǎn)生 的磁場進行相互干擾，避免了電源線磁場與地磁場之間相互干擾，從而保證了電源裝置160 中電流的穩(wěn)定性。當然，電感器在電子裝置中還可以起到振蕩、延遲、陷波等作用，具體應(yīng)用 時，可根據(jù)設(shè)計需要確定電感器90中兩個線圈與電路中其他元件的連接關(guān)系。
[0045] 采用本實用新型電感器的實施方式，可以在保持導(dǎo)線的橫截面積基本不變的情況 下，對導(dǎo)線的外部形狀進行改進，可提升環(huán)形磁芯內(nèi)可繞制線圈的匝數(shù)，或在匝數(shù)不變的情 況下可增大導(dǎo)線的橫截面積以得到高電感量。而且電感器相鄰匝之間為線接觸，使線圈繞 組中形成的寄生電容為所有匝數(shù)的串聯(lián)，改善電感器的EMC效果。尤其使用兩條導(dǎo)線并排繞 制的形式時，環(huán)形磁芯內(nèi)可繞制的匝數(shù)更是顯著提升，而且線圈采用單層立繞的結(jié)構(gòu)，增大 了導(dǎo)線和空氣的接觸面積，利于電感器的散熱，也消除了線圈內(nèi)的高頻臨近效應(yīng)，減小了電 感的損耗。
[0046] 請參照圖9,為本實用新型第三實施例的電感器100的分解圖，所述電感器100包括 環(huán)形磁芯110、線圈150,所述環(huán)形磁芯110包括第一磁芯段120及第二磁芯段130,所述第一 磁芯段120具有兩端面122及124,所述第二磁芯段130具有兩端面132及134。制作該電感器 100時，先用模具制作出完整閉合的環(huán)形磁芯110;再以激光或刀具沿環(huán)形磁芯100的一直徑 進行滑槽并形成能夠掰斷的徑向縫隙;沿該徑向縫隙將該環(huán)形磁芯110掰斷，以獲得該第一 磁芯段120及第二磁芯段130。所述第一磁芯段120的端面122與所述第二磁芯段130的端面 132對應(yīng)，所述第一磁芯段120的端面124與所述第二磁芯段130的端面134對應(yīng)。從圖9中可 以看出，端面122及端面132上緣被激光或刀具切割處為平直的邊緣即呈直線狀，由于是通 過掰斷環(huán)形磁芯110形成，端面122、132、124、134的表面形成凸凹不平的形狀，如在端面122 上設(shè)有凸起，在端面132上相應(yīng)的位置處即設(shè)有凹陷。而且，端面122及端面132的下緣及兩 側(cè)緣由于掰開時的用力不同和制作環(huán)形磁性110時材料的密度不均的關(guān)系至少有一邊緣為 非直線型邊緣。
[0047]由于所述第一磁芯段120及第二磁芯段130是通過掰斷的方式形成的，所述端面 122、124、132、134上見不到電鋸切割磁芯產(chǎn)生的磁芯材料粉末，避免了使用電鋸切割方式 造成的磁芯材料的損耗。而且，當將線圈150套設(shè)于其中一磁芯段上重新將第一磁芯段120 和第二磁芯段130通過黏膠粘合合成環(huán)形磁芯110時，兩個對應(yīng)的端面由于凸凹平面的匹 配，配合時彼此之間不會發(fā)生相對位移，使環(huán)形磁芯110的內(nèi)外壁形成標準的圓柱面，減少 了漏磁。所述黏膠形成粘合層設(shè)置于兩端面122與132之間，及端面124及134之間。粘合層 140與粘合的兩個端面的形狀相適應(yīng)，也為凸凹不平面。兩個對應(yīng)的端面為凸凹不平面還可 增加第一磁芯段120和第二磁芯段130之間的接合面積，提高第一磁芯段120和第二磁芯段 130之間的粘結(jié)力，使結(jié)合后的環(huán)形磁芯110更加牢固穩(wěn)定。所述線圈150可由如本實用新型 實施例所述的導(dǎo)線40、42、44或其他現(xiàn)有的導(dǎo)線繞制。
[0048]采用本實用新型的環(huán)形磁芯的制作方法，磁芯材料的損耗少，第一磁芯段120和第 二磁芯段130合成完整環(huán)形磁芯時的匹配度高，拼裝方便，形成的電感器的漏磁率小。
[0049] 本實用新型中，術(shù)語"第一"、"第二"僅用于描述的目的，而不能理解為指示或暗示 相對重要性。需要理解的是，術(shù)語"頂"、"底"等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方 位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置 或單元必須具有特定的方向、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此，不能理解為對實用新型的限 制。
[0050] 在本說明書的描述中，術(shù)語"一些實施例"、"具體于本實施例"等的描述意指結(jié)合 該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或特點包含于本實用新型的至少一個實施例 或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或?qū)嵗?。?且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的 方式結(jié)合。
[0051] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型 的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種電感器，包括： 線圈； 環(huán)形磁芯，所述線圈圍繞所述環(huán)形磁芯繞制，所述環(huán)形磁芯包括第一磁芯段及第二磁 芯段，所述第一磁芯段與第二磁芯段的交接面之間設(shè)有粘合層，所述第一磁芯段與第二磁 芯段的交接面為凸凹不平面。2. 如權(quán)利要求1所述的電感器，其特征在于:所述粘合層為凸凹不平面。3. 如權(quán)利要求1所述的電感器，其特征在于:所述環(huán)形磁芯的內(nèi)壁及外壁均為標準的圓 柱面。4. 如權(quán)利要求1所述的電感器，其特征在于:所述第一磁芯段與第二磁芯段的交接面的 上緣為直線。5. 如權(quán)利要求4所述的電感器，其特征在于:所述第一磁芯段與第二磁芯段的交接面的 下緣及兩側(cè)緣中至少有一條邊緣為非直線。6. 如權(quán)利要求1所述的電感器，其特征在于:繞制所述線圈的導(dǎo)線的橫截面包括寬度不 相等的頂邊及底邊，且所述導(dǎo)線的左右兩側(cè)邊由所述底邊向頂邊漸漸縮合。7. 如權(quán)利要求6所述的電感器，其特征在于:該電感器包括一個或多個線圈。8. 如權(quán)利要求6所述的電感器，其特征在于:所述導(dǎo)線的橫截面為等腰梯形。9. 如權(quán)利要求8所述的電感器，其特征在于:所述等腰梯形的底角的范圍為85至89度。10. 如權(quán)利要求6所述的電感器，其特征在于:所述頂邊至底邊的距離為7.5~8毫米，所 述底邊的寬度為1~1.2毫米，所述頂邊的寬度為0.45~0.6毫米。
【文檔編號】H01F27/24GK205487610SQ201620265521
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】張文舉, 蔡廣金
【申請人】深圳市京泉華科技股份有限公司