磁芯组件及其制程制造技术

一种最佳化磁芯组件(100)及其制程，包括主磁性合金(101)和至少一个补充磁性合金(102)，由预涂覆有电绝缘层(90C)的磁性材料(90)制成；所述最佳化开放式磁芯组件(100)具有叠片磁芯(110)的一对端部，所述最佳化磁芯组件(100)的一对端部中的个别端部是相向的(111)和平坦的(113)，或相向的(111)和起伏的(114)，或共平面的(112)和平坦的(113)，或共平面的(112)和起伏的(114)之中的一者；生产过程是基于包卷的制程一(30)或基于冲压的制程二(40)中的一种，被接续在磁性能处理(50)之后；最佳化磁芯(100)是混合芯，其中叠片被组合和/或被交错叠片(70)。或被交错叠片(70)。或被交错叠片(70)。

Magnetic core assembly and its manufacturing process

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁芯组件及其制程
[0001]优先权请求
[0002]所述申请要求于2019年12月18日提交的印度临时专利申请案第201921052501号的优先权，其标题为“最佳化磁芯组件及其制程”。


[0003]本专利技术涉及磁芯，尤其涉及用于电流测量的磁芯。更具体地，本专利技术涉及用于紧凑型应用的高效磁芯。

技术介绍

[0004]已知用于电流测量的磁芯的使用，其中，由待测量的电流产生的磁场以直接比例产生能量，并且测量这样的能量。这种用于间接测量电流的概念具有能够电隔离此类测量的若干益处，以能够测量大电流等。
[0005]已知在这种间接测量中存在转换误差。磁芯的饱和，由于磁场的堆叠引起的误差，其他磁场在附近的影响是一些挑战。此外，任何能量转换中的损失能量导致热能的产生以及随后不期望的温度升高。
[0006]BE1002498A6公开了一种使用连续金属带的磁芯的制程。CN103475170B、US80485092B2和CN1439163A公开了使用冲压件制造磁芯的方法。
[0007]此外，不同的工业应用需要量身订制的解决方案，然而由于更高的订制工具和/或制造成本而变得昂贵。JP2015050290A公开了一种用于高频应用的混合磁芯负载功率电感器，其中所述混合磁芯负载功率电感器包括基板，形成在所述基板上的第一磁性层，导电图案形成在所述第一磁性层上、所述导电图案的至少一上表面和第二磁性层。
[0008]很好地理解的是，虽然叠片或多层分层是制造磁芯的不可缺少的步骤，但是相关的制造问题在批量生产具有最佳化和一致的磁行为的磁芯中继续提出挑战。
[0009]本专利技术有效且经济地解决了这样的工业需求。
[0010]目的
[0011]专利技术一种有效地管理高磁场的磁芯组件。
[0012]专利技术一种适用于宽范围电流的磁芯组件。
[0013]专利技术一种具有最小化涡电流的磁芯组件。
[0014]专利技术一种磁芯组件被设计用于在一外壳或模制中进行规定的处置，用于一致的输出。
[0015]专利技术一种磁芯组件为稳定且适于在从直流到约为50000Hz的高频电流的电流范围内运行。
[0016]专利技术一种磁芯组件在构造上有利于配置在包覆式模制和/或嵌入式模制中。
[0017]专利技术一种磁芯组件被创造性地设计用于大批量制造/组装和/或自动化。
[0018]专利技术一种磁芯组件可配置在汽车产品中，产品寿命大于15年。
[0019]专利技术一种磁芯组件当作为废品时具有最小的材料浪费。
[0020]专利技术一种磁芯组件可用作屏蔽件或通量集中器。
[0021]专利技术一种方法来达到上述目的。

技术实现思路

[0022]本专利技术是一种最佳化开放式磁芯组件最佳化了其叠片磁芯的一对端部。叠片磁芯的一对端部是相向的或共平面的，并且是平坦的或起伏的。术语起伏的一对端部也包括所述对端部具有多个平面。已知的，在开放式磁芯中的磁链与位于或被保护在所述对端部之间的感测器相互作用，因此所述对端部的构造对于上述大多数目的具有重要意义。
[0023]所述最佳化开放式磁芯组件包括主磁性合金和一个或多个补充磁性合金，具有一对端部是相向的和平坦的，或者一对端部是相向的和起伏的，或者一对端部是共平面的和平坦的，或者一对端部是共平面的和起伏的。最佳化开放式芯组件的叠压因数为96
‑
99％。
[0024]满足磁性要求的最佳化电阻率的薄板材被选定。在此描述的实施例以具有48％NiFe的0.2mm薄板材作为主磁性合金。以SiFe的0.2mm薄板材使用作为补充磁性合金。这些板材的初始硬度为420至480Hv(在维氏量表上)。根据本专利技术，一种较低厚度和较高硬度的组合有利于产生包括纵切和剪切在内的无毛边加工，这使涡电流最小化。
[0025]格规如以上推导的应用输入和水平一以及包括
[0026]‑
磁性材料，
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叠片厚度，
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硬度，
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基于感测器和精度的叠片形状，
[0030]‑
磁极形状，和
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核芯尺寸。
[0032]所导致对制程一或制程二的选择，随后的是磁性能增强处理。
[0033]所述磁性材料预涂覆有电绝缘层。所述电绝缘层具有“流动特性”，即，所述电绝缘层流到所述磁性材料的剪切边缘和剪切表面上，使得所述剪切边缘和所述剪切表面的50％至100％仍保持覆盖所述电绝缘层。
[0034]一种制造有共平面和平坦的一对端部，或者具有相向的和平坦的一对端部的最佳化磁芯组件的制程一，是通过包卷方法。
[0035]已知的，叠片的使用在叠片之间引入不需要的气隙，不利地影响磁芯的磁导率。所述气隙被有效减小如下：
[0036]捕获起始边缘，其中所述主磁性合金的所述磁性材料的所述板材的卷的所述起始边缘被折叠和锁定地接合在芯轴中的槽。
[0037]为了达到目标叠压因数，所述磁性材料的板材当所述芯轴旋转时被拉伸力Ft所保持。所述拉伸力Ft显著低于且相称于所述板材的拉伸强度。另外，通过暂时停止正交平面中的芯轴而间歇地施加压缩力Fc。
[0038]在达到如此卷芯的所需宽度时，所述板材是开缝的，并且由此产生的板材的最后边缘永久地设置在卷芯上，优选地通过多点焊接固定(未示出)。当这样的卷芯从芯轴上拆卸时，总体上观察到拱形在周围。校正夹具包括插入器和被配置的壳体，并且通过拱形校正的所述制程获得所述主磁性合金的经校正的卷芯。
[0039]在完全相同的步骤之后所述补充磁性合金的经校正的卷芯产生了，所述补充磁性合金的经校正的卷芯的外部宽度和外部高度倾向于等于所述主磁性合金的所述经校正的芯的内部宽度和内部高度。将补充磁性合金的校正后的卷芯进行干涉插接于主磁性合金的校正后的卷芯，得到了混合校正芯。
[0040]所述混合校正芯被开槽然后切片，以获得裸最佳化磁芯组件，其被封装在非磁性树脂或非磁性工程塑料体中，在磁性增强处理之后。
[0041]作为变型，所述主要/补充磁性合金的选定的磁性材料的板材的卷的起始边缘设置有多个孔口，并且每个孔口与弹簧设置在第二芯轴中的弹簧加压的销接合。为了从第二芯轴上拆卸这样的卷芯，所述弹簧加压的销被拉回以释放这样的卷芯。
[0042]现在描述一种制造具有相向的和起伏的一对端部，或者具有共平面的和波形面的最佳化开放式磁芯组件的方法二。优选实施例是通过冲压方法生产的。所述冲压方法被配置以产生具有特定于具有最佳化和所需磁链的感测器装置的轮廓的磁芯，提供唇缘半径和避免尖角，因为先前描述的包覆制程产生的最佳化芯部为平面而带有尖锐端部。
[0043]订制冲压工具被配置以产生所需数量的主磁性合金的主冲压件和所需数量的补充磁性合金的补充冲压件，它们之后被堆叠在一起。所述主冲压件和所述补充冲压件通过设置在每个冲压件上的接合手段被压缩和不可分离地彼此附接。由此，得到了一种裸磁芯。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种最佳化开放式磁芯组件(100)，其特征在于：主磁性合金(101)和至少一个补充磁性合金(102)，由预涂覆有电绝缘层(90C)的磁性材料(90)制成；其中，所述最佳化开放式磁芯组件(100)由多个叠片磁芯(110)制成；其中，所述最佳化磁芯组件(100)具有叠片磁芯(110)的一对端部，一所述最佳化磁芯组件(100)的所述对端部中的个别端部是相向的(111)和平坦的(113)、或相向的(111)和起伏的(114)、或共平面的(112)和平坦的(113)，或共平面的(112)和起伏的(114)之中的一者；以及其中，制造所述最佳化磁芯组件(100)的过程是基于包卷的制程一(30)或基于冲压的制程二(40)中的一者，随后是磁性能处理(50)，根据所述对端部，规格的应用输入(10)和水平一(20)包括磁性材料、叠片厚度、硬度、叠片形状、磁极形状，和核芯尺寸。2.根据权利要求1所述的最佳化开放式磁芯组件(100)，其中，所述最佳化芯组件(100)具有96
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99％的叠压因数。3.根据权利要求1所述的最佳化开放式磁芯组件(100)，其中，所述磁性材料(90)具有420至480HV的初始硬度(在维氏量表上)。4.根据权利要求1所述的最佳化开放式磁芯组件(100)，其中，所述电绝缘层(90C)流到所述磁性材料(90)的剪切边缘和剪切表面(89)上。5.根据权利要求1所述的最佳化开放式磁芯组件(100)，其中，所述制程一(30)包括以下步骤：a.通过折叠和锁定地接合在芯轴(64)中的槽(63)，捕获在所述主磁性合金(101)的选定的磁性材料(90)的板材的卷的起始边缘(62)；b.在所述芯轴(64)旋转的同时通过拉伸力Ft(65)拉动所述选定的磁性材料的板材；c.通过暂时停止正交平面(67)中的所述芯轴(64)而间歇地施加压缩力Fc(66)；d.在如此卷芯(91)达到所需宽度(68)时裁切所述板材；e.永久地设置所述板材的最后边缘在所述卷芯(91)上；f.通过将所述卷芯(91)滑出所述芯轴(64)中的所述槽(63)而拆卸所述卷芯(91)；g.使所述卷芯(91)通过所述校正夹具(31)；h.用补充磁性合金(102)重复以上步骤；i.将所述补充磁性合金的经校正的卷芯(92S)插入到所述主磁性合金的校正卷芯(92)中，以获得混合校正芯(93)；j.对所述混合校正芯(93)切开并切片以获得裸磁芯组件(94)；k.生长所述裸磁芯组件(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙拉德，
申请(专利权)人：玛格实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：