一种电感器及功率控制装置制造方法及图纸

本申请提供一种电感器及功率控制装置，电感器包括：线圈，以及包裹线圈的磁芯。线圈包括：导线，以及包裹导线的复合绝缘层。复合绝缘层至少包括：第一绝缘层和第二绝缘层。第一绝缘层包裹于导线的表面，第二绝缘层包裹于第一绝缘层的表面。第一绝缘层与第二绝缘层的材料不同或结构不同。本申请实施例中，通过在线圈中设置包裹导线的复合绝缘层，复合绝缘层至少包括两层绝缘层，可以提高线圈内导线与磁芯中磁性粉体之间的绝缘性能，进而提高电感器的耐压性能，提高电感器的可靠性。提高电感器的可靠性。提高电感器的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种电感器及功率控制装置


[0001]本申请涉及功率控制
，尤其涉及一种电感器及功率控制装置。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术的快速发展，电感器广泛应用于各种功率控制装置中。电感器在功率控制装置中可以起到储能、升压、滤波、消除电磁干扰等作用，是功率控制装置中不可或缺的部件。随着新兴数字产业(例如人工智能、大数据、云计算等)和新能源产业(例如光伏、电动汽车等)的快速发展，功率控制装置对电感器的感量、饱和电流、直流电阻、直流/交流耐压和匝间耐压等性能的要求越来越高。
[0003]在相关技术中，电感器是通过将线圈植入模具并填充磁性粉体压铸而成，然而，受限于线圈内导线与磁性粉体之间的绝缘性能，相关技术中的电感器的耐压性能较差，例如，相关技术中电感器可承受的电压约为50V～60V，难以满足新型功率控制装置的需求。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种电感器及功率控制装置，用以提高电感器的耐压性能。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种电感器，该电感器可以包括：线圈，以及包裹线圈的磁芯。线圈可以包括：导线，以及包裹导线的复合绝缘层。复合绝缘层至少可以包括：第一绝缘层和第二绝缘层，第一绝缘层包裹于导线的表面，第二绝缘层包裹于第一绝缘层的表面，第一绝缘层与第二绝缘层的材料不同或结构不同。其中，线圈中的导线在通电后可以产生磁场，导线可以采用金属等导电材料制作，例如，导线可以为铜线，在具体实施时，线圈的两端可以不被磁芯包裹，或者，也可以采用引线将线圈的两端引出，从而可以通过线圈的两端，向线圈提供电流。复合绝缘层可以起到绝缘导线与磁芯的作用，在本申请实施例中，以复合绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层为例进行说明，在具体实施时，复合绝缘层也可以包括三层、四层或更多层绝缘层，此处不对复合绝缘层中绝缘层的层数进行限定。
[0006]本申请实施例提供的电感器中，通过在线圈中设置包裹导线的复合绝缘层，复合绝缘层至少包括两层绝缘层，可以提高线圈内导线与磁芯中磁性粉体之间的绝缘性能，进而提高电感器的耐压性能，提高电感器的可靠性。例如，本申请实施例中的电感器适用的交流工作电压范围可以为50V～5000V，适用的功率范围可以为10W～500kW，因而，本申请实施例提供的电感器可以满足各种类型的功率控制装置的耐压需求。
[0007]在本申请实施例中，上述磁芯的材料可以为金属软磁粉末。或者，上述磁芯的材料可以为金属磁性粉末与高分子粘结剂构成的造粒粉末，该高分子粘结剂的添加量可以在金属粉末重量的0.5％～5.0％之间。此外，还可以在造粒粉末中加入相关的稀释剂、偶联剂、增韧剂等，以辅助形成粉末以及改善相应的特性。
[0008]其中，金属软磁粉末材料可以但不限于羰基铁粉、还原铁粉、雾化铁粉、铁硅铝粉、铁硅铬粉、铁基非晶磁粉、铁基纳米晶粉、铁镍磁粉、钼坡莫合金粉的其中一种或一种以上的混合物。高分子粘结剂可以是环氧树脂系列、酚醛树脂系列、硅树脂系列等树脂及其相关
的改性物。
[0009]本申请实施例中的线圈可以为立绕的扁线或圆线，即线圈的截面可以为矩形或圆形。当然，线圈的截面也可以为其他形状，此处不做限定。
[0010]在制作过程中，可以在导线上形成复合绝缘层中的各绝缘层，并将包裹复合绝缘层的导线围绕为线圈，之后，将线圈和磁芯材料置于模具中，并采用压制工艺将线圈和磁芯材料一体成型为电感器，压制工艺的压强可以小于或等于400MPa。其中，压制工艺可以包括线圈摆放、合模、预热、送粉、压制、脱模等工艺。
[0011]在本申请实施例中，复合绝缘层可以具有多种实现方式，以下对本申请实施例中的复合绝缘层的实施方式进行详细说明。
[0012]实现方式一：
[0013]第一绝缘层和第二绝缘层均为条状的有机薄膜，第一绝缘层紧密缠绕于导线的表面，第二绝缘层紧密缠绕于第一绝缘层的表面，第一绝缘层的缠绕路径与第二绝缘层的缠绕路径不同。在实现方式一中，以复合绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层为例，在具体实施时，也可以在第二绝缘层的表面再缠绕有机薄膜，此处不对复合绝缘层中绝缘层的层数进行限定。
[0014]在制作过程中，先采用有机材料制作条状的有机薄膜，然后，在导线的表面逐圈地缠绕条状的有机薄膜，得到包裹导线的第一绝缘层，采用类似的方式，在第一绝缘层的表面逐圈的缠绕条状的有机薄膜，得到包裹第一绝缘层的第二绝缘层。在本申请实施例中，将从导线的第一端至第二端缠绕得到的绝缘层看作为同一层绝缘层，例如，在缠绕过程中，某一圈有机薄膜可能与上一圈有机薄膜之间重叠，这两圈有机膜层仍属于同一层绝缘层。
[0015]第一绝缘层的缠绕路径与第二绝缘层的缠绕路径不同。例如，第一绝缘层可以是通过将有机薄膜从导线的第一端向第二端缠绕得到的，第二绝缘层可以是通过将有机薄膜从导线的第二端向第一端缠绕得到的，也就是说，第一绝缘层的缠绕方向与第二绝缘层的缠绕方向可以不同。又如，第一绝缘层与第二绝缘层的缠绕角度可以不同。只要第一绝缘层与第二绝缘层的缠绕路径不同即可，此处不对第一绝缘层和第二绝缘层的具体缠绕方式进行限定。
[0016]在电感器的制作过程中，需要将线圈和磁芯材料置于模具中，并采用压制工艺将线圈和磁芯材料一体成型结构。若在导线的表面仅设置第一绝缘层，未设置第二绝缘层，在压制工艺过程中，在压力的作用下，磁性粉体容易通过第一绝缘层边缘进入到导线表面，从而影响导线与磁芯中磁性粉体的绝缘性能。本申请实施例中，第一绝缘层的缠绕路径与第二绝缘层的缠绕路径不同，可以使第二绝缘层可以压住第一绝缘层的边缘，这样，在压制工艺过程中，磁性粉体不容易通过第一绝缘层的边缘进入到导线表面，提高了导线与磁芯中磁性粉体之间的绝缘性能，进而提高电感器的耐压性能。并且，第二绝缘层的制作工艺与第一绝缘层的制作工艺类似，增加第二绝缘层不会增加工艺成本，便于实现量产化。
[0017]在一种可能的实现方式中，第一绝缘层和第二绝缘层的材料可以包括但不限于聚酰亚胺(Polyimide，PI)、聚酰胺6T树脂(Polyamide 6T，PA6T)、聚酰胺9T树脂(Polyamide 9T，PA9T)、聚苯硫醚(Polyphenylene sulfide，PPS)、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)、聚氧二甲苯(Polyphenylene oxide，PPE)、聚乙烯(Polyethylene，PE)、聚醚酰亚胺(Polyetherimide，PEI)、聚甲醛(Polyoxymethylene，POM)、聚酰胺12树脂
(Polyamide 12，PA12)、聚砜(Polysulfone，PSU)、聚醚醚酮(Polyether ether ketone，PEEK)等低吸水树脂材料及其改性材料。第一绝缘层的厚度可以在0.003mm～0.1mm的范围内，例如，第一绝缘层的厚度可以为0.003mm、0.05mm或0.1mm。第二绝缘层的厚度可以在0.003mm～0.1mm的范围内，例如，第二绝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电感器，其特征在于，包括：线圈，以及包裹所述线圈的磁芯；所述线圈包括：导线，以及包裹所述导线的复合绝缘层；所述复合绝缘层至少包括：第一绝缘层和第二绝缘层；所述第一绝缘层包裹于所述导线的表面，所述第二绝缘层包裹于所述第一绝缘层的表面；所述第一绝缘层与所述第二绝缘层的材料不同或结构不同。2.如权利要求1所述的电感器，其特征在于，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层均为条状的有机薄膜；所述第一绝缘层紧密缠绕于所述导线的表面，所述第二绝缘层紧密缠绕于所述第一绝缘层的表面；所述第一绝缘层的缠绕路径与所述第二绝缘层的缠绕路径不同。3.如权利要求2所述的电感器，其特征在于，所述第一绝缘层的厚度在0.003mm～0.1mm的范围内，所述第二绝缘层的厚度在0.003mm～0.1mm的范围内。4.如权利要求1所述的电感器，其特征在于，所述第一绝缘层为条状的有机薄膜，所述第一绝缘层紧密缠绕于所述导线的表面；所述第二绝缘层包括：树脂材料；所述第二绝缘层为空心管状，所述第二绝缘层套设于所述第一绝缘层的表面。5.如权利要求4所述的电感器，其特征在于，所述第一绝缘层的厚度在0.003mm～0.1mm的范围内，所述第二绝缘层的厚度在0.05mm～0.3mm的范围内。6.如权利要求1所述的电感器，其特征在于，所述第一绝缘层为漆膜，所述第一绝缘层为空心管状，所述第一绝缘层套设于所述导线的表面；所述第二绝缘层包括：树脂材料；所述第二绝缘层为空心管状，所述第二绝缘层套设于所述第一绝缘层的表面。7.如权利要求6所述的电感器，其特征在于，所述第一绝缘层的厚度在0.05mm～0.2mm的范围内，所述第二绝缘层的厚度在0.05mm～0.3mm的范围内。8.如权利要求1所述的电感器，其特征在于，所述第一绝缘层为漆膜，所述第一绝缘层为空心管状，所述第一绝缘层套设于所述导线的表面；所述第二绝缘层为条状的有机薄膜，所述第二绝缘层紧密缠绕于所述第一绝缘层的表面。9.如权利要求8所述的电感器，其特征在于，所述第一绝缘层的厚度在0.05mm～0.2mm的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子京，张浩军，陆修远，肖尧，鲁传家，景遐明，梁金坤，王志成，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：