脉冲变压器磁芯制造技术

一种脉冲变压器磁芯，它包括一个由厚度为２５微米（μｍ）或更小的软磁合金带制成的磁芯主体，当输入０．１伏（Ｖ）电压时，该磁芯主体在１０千赫（ｋＨｚ）下的ＡＬ值为４．０微亨／牛顿↑［２］（μＨ／Ｎ↑［２］）或更大。该磁芯主体的外径为１０毫米（ｍｍ）或更小，厚度为１．２毫米（ｍｍ）或更小。该磁芯主体可以通过将软磁合金带卷绕成盘形，或通过将圆环层叠或是将冲压软磁合金带制成的各个Ｅ－形薄片和Ｉ－形薄片层叠构成。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
脉冲变压器磁芯本专利技术涉及一种具有优越的阻抗频率特性和优越的脉冲传递特性的脉冲变压器磁芯。近来，电子设备领域的发展趋势是力求达到微型化、薄型化和高性能。具体地说，用于ISDN(集成服务数字网络)等的界面的脉冲变压器必需满足由一些严格的标准(例如ITU-T建议I.430等)所规定的电气特性。根据这样一种标准规定的电气特性，脉冲变压器的初级绕组所要求的阻抗，在10千赫(kHz)时至少应为1,250欧(Ω)，而在100千赫(kHz)时至少应为2,500欧(Ω)。这些阻抗分别相应于电感为20毫亨(mH)和40毫亨(mH)。输出脉冲电压波形必需在上述标准规定的脉冲屏蔽(pulse mask)范围内。另外，希望初级绕组的电感特性最好尽可能平坦。为了组装PC卡等，非常需要脉冲变压器的微型化。例如，当将一个脉冲变压器封装在一个PCMCIA卡(一种笔记本个人电脑的界面标准卡)的内部板上时，由于该卡本身的厚度大约为5毫米(mm)，因此，脉冲变压器的高度必需不大于3毫米(mm)。在这种情况下，一般封装的面积必需为14.0毫米(mm)×14.0毫米(mm)或更小。目前，在这种情况下，主要使用高导磁率的铁氧体作为ISDN的脉冲变压器的磁芯材料。脉冲变压器具有EI-或EE-形状的磁芯，磁芯的对接表面经过镜面抛光。EI-形磁芯是将E-形的磁芯材料和I-形的磁芯材料通过对接成一整体而制成的，而导线则缠绕在E-形磁芯材料上，从而构成一个变压器。EE-形磁芯是将二个E-形的磁芯彼此对接成一整体而制成的。虽然，用于ISDN的脉冲变压器的磁芯的高导磁率铁氧体的初始导磁率的公认值为10,000至12,000，但是，铁氧体的初始导磁率随温度变化而剧烈变化。在-20℃时，铁氧体的初始导磁率的值比其公认值大约低40％。因此，当必需保证该脉冲变压器在-40℃至100℃的温度范围内工作时，在设计使用铁氧体磁芯的变压器时，必需考虑比公认值大大降低的初始导磁率值。为了使脉冲变压器达到ISDN所要求的电感，磁芯的有效横截面积或线圈的匝数必需增加。然而，在通常结构的脉冲变压器中，由于线圈匝数的增加，缠绕线圈中具有不同电压的部分(例如绕组的起点和终点)不可避免地-->相互接近，因此导致漏电感和寄生电容增加。这样，变压器的可传递频率区域变窄，并且波形传递的保真度降低。另一方面，磁芯有效横截面积的增加与脉冲变压器本身的微型化是不相容的。因此，很难生产出带有高度为3毫米(mm)或更小，并且具有优越的传递特性的铁氧体磁芯的脉冲变压器，而该优越的传递特性在上述的脉冲变压器封装面积的限制范围内，却要符合ISDN的要求。某些脉冲变压器通过使用薄的铁氧体磁芯和将线圈匝数增加至100或更多，可以在极小程度上满足所要求的特性。然而，当线圈匝数减小至小于100时，这种脉冲变压器就不能满足所要求的特性了。本专利技术的一个目的是要提供一种高度为3毫米(mm)或更小，并且线圈匝数较少的脉冲变压器，该变压器在大的温度变化范围内具有优越的频率-阻抗特性和优越的传递特性。本专利技术的另一个目的是要提供一种磁芯横截面积增加，而其应力被树脂涂层抑制的脉冲变压器。根据本专利技术的脉冲变压器磁芯包括一个由厚度为25微米(μm)或更小的软磁合金带制成的磁芯主体。当输入0.1伏(v)电压时，在10千赫(kHz)下，该磁芯主体的AL值为4.0微亨/牛顿2(μH/N2)或更大。该磁芯主体可以包括多个叠层圆环。这些叠层圆环由软磁合金带制成，其外径为10毫米(mm)或更小，其厚度为1.2毫米(mm)或更小。该磁芯主体可以包括一个E-形磁芯和一个I-形磁芯，一个U-形磁芯和一个I-形磁芯及二个U-形磁芯的任何一种组合方式，其中，该E-形磁芯，该I-形磁芯和该U-形磁芯分别为由软磁合金带制成的E-形薄片，I-形薄片和U-形薄片堆积构成，而该磁芯主体的厚度为1.2毫米(mm)或更小。该磁芯主体可以包括一个螺旋管形圆环，它是通过将宽度为1.2毫米(mm)或更小的软磁合金带绕成盘形而构成的，该环形磁芯主体的外径为10毫米(mm)或更小。该螺旋管形圆环最好封装在由树脂制成的盖内，其封装率为50％或更多。该软磁合金带的磁致伸缩的绝对值最好为1×10-6或更小。在-40℃至100℃的温度范围内，该脉冲变压器磁芯的AL值对室温下的AL值的偏离量可以在±20％以内。该磁芯主体最好用硅酮橡胶浸渍。该硅酮橡胶固化前的粘度为1帕·-->秒(Pa·S)或更小，通过固化作用，硅酮橡胶可以被胶凝起来。该磁芯主体还最好用固化前粘度为1.5帕·秒(Pa·S)或更小，而JISA硬度为10或更小的硅酮橡胶浸渍。该硅酮橡胶起到将该磁芯主体固定在磁芯壳体上的粘接剂的作用。将磁芯主体固定在磁芯壳体上的粘接剂最好为固化前粘度为2帕·秒(Pa·S)或更小，而固化后的JISA硬度为25或更小的硅酮橡胶。该粘接剂最好涂在该磁芯壳体底面上的二个至四个部分上。该软磁合金的特点是，50％或更多的软磁合金基本上由许多体心立方细晶粒构成，晶粒的平均尺寸为30纳米(nm)或更小。该软磁合金包括铁(Fe)作为主要成份，另外，至少有一个元素是从由Ti(钛)、锆(Zr)、铪(Hf)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、钼(Mo)、钨(W)和硼(B)组成的元素组中选出的。根据本专利技术的第二方面的脉冲变压器的磁芯包括：一个由绕成圆环形的软磁合金带构成的磁芯主体和一个具有固定该磁芯主体的开口的磁芯壳体。该磁芯壳体的内壁和外壁的两端最好具有0.05毫米(mm)至0.4毫米(mm)的曲率半径。该磁芯主体最好以50％或更大的封装率(packing rate)封装在该磁芯壳体中。该磁芯壳体的外径可为10毫米(mm)或更小，内径为3.5毫米(mm)或更大，高度为1.3毫米(mm)或更小。而当在输入0.1伏(V)电压时，其在10千赫(kHz)下的AL值为6.0微亨/牛顿2(μH/N2)或更大。图1为一个变压器的装配图，该变压器具有根据本专利技术的、包括多个由软磁合金带冲压而成的叠层圆环的磁芯；图2为一个变压器的装配图，该变压器具有根据本专利技术的、由软磁合金带卷绕形成的磁芯；图3为根据本专利技术的脉冲变压器的磁芯的装配图；图4为沿着图3所示的磁芯容器的A-A线所取的横截面图；图5为当具有Fe86Nb3.25Zr3.25B6.5Cu1成份的软磁合金圆环封装在壳体中时，封装率和阻抗之间的相关关系的图形；图6为表示当具有Fe86Nb3.25Zr3.25B6.5Cu1成份的软磁合金圆环封装在壳体中时，导磁率和阻抗之间的相关关系的图形；-->图7为表示在10千赫(kHz)和100千赫(kHz)下，AL值相对于软磁合金圆环厚度的变化图形；图8为表示当分别具有Fe86Nb3.25Zr3.25B6.5Cu1，Fe84Nb3.5Zr3.5B8Cu1和Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1成份的每一个软磁合金圆环封装在壳体中时，封装率和阻抗之间的相关关系图形；图9为表示图8中所述的每一个样品的导磁率与封装率之间的相关关系图形；图10为表示图8所述的每一个样品的AL值与封装率之间的相关关系图形；图11为表示图8中所述的每一个样品和铁氧体材料的导磁率变化和温度之间的相关关系图形；图12为表示根据本专利技术的样品和比较样品的AL值随温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲变压器磁芯，其特征为它包括一个由厚度为２５微米（μｍ）或更小的软磁合金带制成的磁芯主体，当输入０．１伏（Ｖ）电压时，在１０千赫（ｋＨｚ）下的所述磁芯主体的ＡＬ值为４．０微亨／牛顿↑［２］（μＨ／Ｎ↑［２］）或更大。

【技术特征摘要】
JP 1996-3-6 050545/961.一种脉冲变压器磁芯，其特征为它包括一个由厚度为25微米(μm)或更小的软磁合金带制成的磁芯主体，当输入0.1伏(V)电压时，在10千赫(kHz)下的所述磁芯主体的AL值为4.0微亨/牛顿2(μH/N2)或更大。2.如权利要求1所述的脉冲变压器磁芯，其特征为，所述磁芯主体包括由所述软磁合金带制造的多个层叠圆环，并且所述磁芯主体的外径为10毫米(mm)或更小，厚度为1.2毫米(mm)或更小。3.如权利要求1所述的脉冲变压器磁芯，其特征为，所述磁芯主体包括一个E-形磁芯和一个I-形磁芯，一个U-形磁芯和一个I-形磁芯以及二个U-形磁芯中的任何一种组合方式，所述E-形磁芯，所述I-形磁芯和所述U-形磁芯是分别将由所述软磁合金带制成的E-形薄片，I-形薄片和U-形薄片堆叠构成的，所述磁芯主体的厚度为1.2毫米(mm)，或更小。4.如权利要求1所述的脉冲变压器磁芯，其特征为，所述磁芯主体包括将宽度为1.2毫米(mm)或更小的软磁合金带卷成盘形而构成的圆环，所述圆环形磁芯主体的外径为10毫米(mm)或更小。5.如权利要求2所述的脉冲变压器磁芯，其特征为，所述圆环以50％或更大的封装率封装在由树脂制成的盖中。6.如权利要求1所述的脉冲变压器磁芯，其特征为，所述软磁合金带的磁致伸缩的绝对值为1×10-6或更小。7.如权利要求1所述的脉冲变压器磁芯，其特征为，在-40℃～+100℃的温度范围内，所述脉冲变压器磁芯的AL值对室温下的AL值的偏离量在±20％以内。8.如权利要求1所述的脉冲变压器磁芯，其特征为，所述磁芯主体用固化前粘度为1帕·秒(Pa·s)或更小，可通过固化而胶凝起来的硅酮橡胶浸渍。9.如权利要求1所述的脉冲变压器磁芯，其特征为，所述磁芯主体用固化前粘度为1.5帕·秒(Pa·s)或更小，JISA硬度为10或更小的硅酮橡胶浸渍，所述硅酮橡胶可起粘接剂作用，用于将所述磁芯主体固定在磁芯壳体上。10.如权利要求9所述的脉冲变压器磁芯，其特征为，所述用于将所述磁芯主体固定在所述磁芯壳体上粘接剂为固化前粘度为2帕·秒(Pa·s)或更小，固化后JISA硬度为25或更小的硅酮橡胶。11.如权利要求10所述的脉冲变压器磁芯，其特征为，所述粘接剂涂敷在所述磁芯壳体底面的2～4个部分上。12.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：内藤丰，半谷胜章，畑内隆史，牧野彰宏，和田真治郎，齐藤雄一，井上明久，增本健，
申请(专利权)人：阿尔卑斯电气株式会社，科学技术振兴事业团，井上明久，增本健，
类型：发明
国别省市：JP[日本]