一种非晶磁芯立绕式电感器制造技术

本发明专利技术属于电感器领域，具体涉及一种非晶磁芯立绕式电感器，包括环形非晶磁芯及扁平线圈，扁平线圈均匀立式绕制在环形非晶磁芯上，其中，环形非晶磁芯，包括护盒和置于护盒中的铁基非晶磁粉芯，且铁基非晶磁粉芯与护盒相对的各面之间填充有有机树脂；上述环形非晶磁芯是由至少二个磁芯段组合而成，还可以通过金属钢带将各所述磁芯段捆绑成在一起，各个相邻磁芯段之间为非导磁的气隙。本发明专利技术提供的非晶磁芯立绕式电感器可以有效降低非晶磁粉芯在大电流下工作时产生的较大噪音，同时可改善电感器的散热效果和电路的EMC效果，并实现电感器的自动化绕线。

An amorphous core vertical wound inductor

The invention belongs to the field of the inductor, in particular relates to a vertical winding type amorphous magnetic core inductor includes a ring-shaped amorphous core and flat coil, flat coil wound on the annular vertical uniform amorphous core, wherein, the annular amorphous cores, including Fe based amorphous magnetic powder core is placed in the leading and the organic resin filling between the surface and the Fe based amorphous magnetic core and the opposite; the annular amorphous core is composed of at least two core sections, but also through the metal strip will be bundled into each of the core segments together, the air gap between the adjacent cores for non magnetic. The amorphous core provided by the invention can effectively reduce the vertical winding inductor and high noise generated amorphous powder core work in the current time, the cooling effect and also can improve the circuit inductor of the EMC effect, and realize the automatic winding inductor.

【技术实现步骤摘要】
一种非晶磁芯立绕式电感器
本专利技术涉及电感器领域，尤其涉及一种非晶磁芯立绕式电感器。
技术介绍
Fe-Si-B非晶磁粉芯因其具有高频损耗低、抗直流叠加特性好等优异软磁特性而作为开关电源和逆变电源中的电感器优选的一种磁芯材料，但目前市场上应用的非晶磁粉芯普遍采用Fe-Si-B非晶带材破碎后的粉末制备，因Fe-Si-B非晶合金软磁性能对应力非常敏感，从而导致非晶磁粉芯对涂层树脂要求很高，大多数情况下，涂层后的非晶磁粉芯磁芯损耗同未涂层的非晶磁粉芯相比普遍上升20％左右，在某些极端情况下甚至高出30％以上，产品的一致性较差。此外，在制备电感的过程中，由于绕线匝数较多，同样也会对涂层后的非晶磁粉芯产生应力，从而进一步增大磁芯损耗。并且由于Fe-Si-B非晶磁粉芯的强度较差，在倒角涂装过程中会产生大量外观不良品，良品率较低。此外，Fe-Si-B非晶合金具有较大的饱和磁致伸缩系数，这导致Fe-Si-B非晶磁粉芯在部分大电流应用场合会产生很大的噪音，影响整个系统的工作的稳定性。同时，现有的磁粉芯绕线工艺为了有效降低高频电感闭合磁路中漏磁场而产生的电磁干扰，以及绕组因漏磁场而产生的涡流损耗，普遍采用圆形导线均匀密绕，为了满足电感的要求，绕制匝数在数十匝到数百匝之间，此外，为了获得大电流下的高电感，还要采取多股圆形导线并联且多层绕制的方式，这样就必须采用人工绕制，增加了绕线难度，加工成本高。并且采用多层绕制，必然使得绕组的寄生杂散电容加大，会给电流波形带来的很大的尖峰，加重电磁干扰。圆铜线的密集叠层绕制，使得导体和外部空气的总接触面积变小，并包围磁芯，影响电感散热效果。而且对于磁环内孔绕制占积率高的产品，难以实现自动化绕线，影响产品的一致性。
技术实现思路
针对现有技术不足，本专利技术的目的是提供一种非晶磁芯立绕式电感器，其可以有效降低非晶磁粉芯在大电流下工作时产生的较大噪音，同时可改善电感器的散热效果和电路的EMC效果，并实现电感器的自动化绕线。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种环形非晶磁芯，包括护盒和置于所述护盒中的铁基非晶磁粉芯，所述铁基非晶磁粉芯与所述护盒相对的各面之间填充有有机树脂层。上述环形非晶磁芯中，作为一种优选实施方式，所述有机树脂为环氧树脂、有机硅树脂和聚氨酯中的一种或几种。上述环形非晶磁芯中，作为一种优选实施方式，所述有机树脂层厚度为0.1mm-0.3mm。上述环形非晶磁芯中，作为一种优选实施方式，所述铁基非晶磁粉芯是Fe-Si-B非晶磁粉芯，优选地，所述铁基非晶磁粉芯是未涂层的Fe-Si-B非晶磁粉芯；所述护盒材质为塑料。一种非晶磁芯立绕式电感器，包括上述环形非晶磁芯及扁平线圈，所述扁平线圈均匀立式绕制在所述环形非晶磁芯上。一种非晶磁芯立绕式电感器，作为一种优选实施方式，所述立式绕制是指：所述扁平线圈中的各匝线圈沿所述环形非晶磁芯的圆周方向均匀分布，且形成所述扁平线圈的扁平线的宽面垂直于所述环形非晶磁芯的表面，形成所述扁平线圈的扁平线的窄面与所述环形非晶磁芯的表面平行。上述非晶磁芯立绕式电感器中，作为一种优选实施方式，所述环形非晶磁芯是由至少二个磁芯段组合而成，各个相邻所述磁芯段之间为非导磁的气隙；优选地，通过金属钢带将组合后的各所述磁芯段固定在一起。上述非晶磁芯立绕式电感器中，作为一种优选实施方式，所述扁平线圈材质为金属铝或者金属铜或者为二者的组合。一种上述非晶磁芯立绕式电感器的制备方法，包括如下操作步骤：环形非晶磁芯切割步骤，沿所述环形非晶磁芯的轴向将磁芯切割成至少两个磁芯段；扁平线圈立绕步骤，按照扁平线的宽面与立绕工装的待缠绕面垂直的方式将扁平线绕制在所述立绕工装上，得到所述扁平线圈；线圈与磁芯组装步骤，首先将所述扁平线圈套设在所述磁芯段上同时将各个所述磁芯段拼合成环状磁芯；然后采用金属钢带将拼合后的各个磁芯段捆紧在一起；最后利用所述扁平线圈本身的弹性自动分开各匝线圈，所述扁平线圈均匀立式绕制在所述环形非晶磁芯上，即得到所述非晶磁芯立绕式电感器。上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述环形非晶磁芯切割步骤中采用砂轮切割的方法；优选地，所选用的砂轮切割片厚度为0.1mm～2mm，更优选的厚度为0.5～1mm。上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述环形非晶磁芯的制备方法包括如下步骤：首先，往所述护盒中注入一定量的有机树脂；其次，将未涂层的铁基非晶磁粉芯装入所述护盒内；然后，往所述护盒继续注入有机树脂直至有机树脂充满所述铁基非晶磁粉芯与所述护盒之间的空隙且覆盖所述铁基非晶磁粉芯的上表面；最后，在所述护盒的顶端盖上护盒盖，室温下固化处理，从而制得所述环形非晶磁芯。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)在本专利技术中，借助护盒树脂灌封的方法，可省去常规非晶磁粉芯制备过程中倒角和涂装的工艺环节，降低倒角和涂装环节中产品外观的不良率，更容易控制非晶磁芯产品的外观。同时，所采用的灌封树脂较软，具有一定弹性，可有效降低封装工艺和绕线工艺对未涂层非晶磁粉芯产生的应力，从而大幅减少封装和绕线后磁芯损耗上升的幅度，提高产品的一致性和良品率。此外，所采用的灌封树脂具有优异的吸音特性，可有效降低Fe-Si-B非晶磁粉芯在大电流工作下的噪音。(2)在本专利技术中，非晶磁芯经切割分成至少两个磁芯段后，便于实现磁芯与立绕线圈的组装工艺，实现了扁平线圈的自动化立绕工艺；这种扁平线圈立绕工艺，使得相邻导线匝间为单一的线接触或点接触，绕组所形成的寄生电容为所有匝数的串联，EMC效果得到大幅改善；并且，线圈采用截面为矩形的扁平导线立绕，每匝线圈可紧贴磁芯内外圆周，对于特定的磁环截面，绕组的单匝周长最短，降低了绕组内阻，减少了用线重量，可降低线圈成本。此外，由于采用了截面为矩形的扁平导线立绕，与常规漆包线绕组相比，可以提升绕组匝数，从而提升电感量。最后这种扁平线圈立绕的结构，使得导线的所有表面直接和空气接触，非常利于散热，降低温升，因此对于相同的功率的应用，可以采用比较高的导线的电流密度的设计，使得电感的绕线匝数进一步得到改善；而且单层绕组的线圈设计，彻底消除了线圈内的高频临近效应，减小了电感的损耗。附图说明图1为本专利技术优选实施例中非晶磁芯立绕式电感器整体效果示意图；图2为本专利技术优选实施例中非晶磁芯立绕式电感器组装后的纵向剖面示意图；图3为未涂层的Fe-Si-B环形非晶磁粉芯示意图；图4为开顶缝的环形塑料护盒示意图；图5为Fe-Si-B非晶磁粉芯与护盒装配效果示意图；图6为环形非晶磁芯切割成两个磁芯段示意图；图7为环形非晶磁芯切割成三个磁芯段示意图；图8为图7中所示环形非晶磁芯由扁平线圈立绕效果示意图；图9为在工装上自动绕制的扁平线圈示意图；图10为切割后的各个磁芯段与立绕扁平线圈的装配效果示意图；其中，10-电感器，20-环形非晶磁芯，21-磁粉芯，22-有机树脂，23-护盒，24,25-磁芯段，30-扁平线圈。具体实施方式以下结合附图通过实例对本专利技术的技术方案作进一步详细说明。本专利技术提供一种非晶磁芯立绕式电感器，参见图1-图2，电感器10包括：环形非晶磁芯20及扁平线圈30，其中，扁平线圈30均匀立式绕制在环形非晶磁芯20上，即每匝线圈均为宽面相对而立，以确保扁平线圈30的每一匝线圈均立式绕制在环形非晶磁粉芯20上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环形非晶磁芯，其特征在于，包括护盒和置于所述护盒中的铁基非晶磁粉芯，所述铁基非晶磁粉芯与所述护盒相对的各面之间填充有有机树脂层。

【技术特征摘要】
1.一种环形非晶磁芯，其特征在于，包括护盒和置于所述护盒中的铁基非晶磁粉芯，所述铁基非晶磁粉芯与所述护盒相对的各面之间填充有有机树脂层。2.据权利要求1所述环形非晶磁芯，其特征在于，所述有机树脂为环氧树脂、有机硅树脂和聚氨酯中的一种或几种。3.据权利要求1所述环形非晶磁芯，其特征在于，所述有机树脂层厚度为0.1mm-0.3mm。4.根据权利要求1所述环形非晶磁芯，其特征在于，所述铁基非晶磁粉芯是Fe-Si-B非晶磁粉芯，优选地，所述铁基非晶磁粉芯是未涂层的Fe-Si-B非晶磁粉芯；所述护盒材质为塑料。5.一种非晶磁芯立绕式电感器，其特征在于，所述电感器包括权利要求1-4中任一项所述环形非晶磁芯及扁平线圈，所述扁平线圈均匀立式绕制在所述环形非晶磁芯上；优选地，所述立式绕制是指：所述扁平线圈中的各匝线圈沿所述环形非晶磁芯的圆周方向均匀分布，且形成所述扁平线圈的扁平线的宽面垂直于所述环形非晶磁芯的表面，形成所述扁平线圈的扁平线的窄面与所述环形非晶磁芯的表面平行。6.根据权利要求5所述电感器，其特征在于，所述环形非晶磁芯是由至少二个磁芯段组合而成，各个相邻所述磁芯段之间为非导磁的气隙；优选地，通过金属钢带将组合后的各所述磁芯段固定在一起。7.根据权利要求6所述电感器，其特征在于，所述扁平线圈材质为金属铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：王湘粤，唐冬冬，李广敏，刘志坚，刘天成，李德仁，卢志超，
申请(专利权)人：安泰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11