一种无空气隙的变压器及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种无空气隙的变压器及其制造方法，变压器包括磁芯和线圈，所述磁芯至少包括两个磁芯单体，每个磁芯单体至少包括一个与其他磁芯单体接触的接触面，制造方法包括以下步骤：S1：将磁性材料流延形成至少一个磁芯单体的磁体胚体；S2：在至少一个所述磁体胚体的一个表面，流延至少一层弱磁性氧化物层以形成间隙层胚体；S3：烧结步骤S2的产品得到磁体和间隙层一体化的磁芯单体，该磁芯单体以所述间隙层作为接触面；S4：将所述磁芯单体与带有线圈的骨架相固定，或者线圈直接绕制在磁芯上，磁芯单体直接相固定。与现有技术相比，本发明专利技术可以实现磁芯间的各种尺寸的间隙，且生产的变压器的电感值稳定，损耗小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变压器，尤其是无空气隙的变压器及其制造方法。
技术介绍
在很多功率型磁性元器件中，例如反激变压器，为了防止磁性材料饱和，即随着所加的电流的增加，磁场强度会随之增加，没有气隙的磁性器件的磁感应强度会增加很快，达到磁性材料的饱和磁感应强度值,在这个过程中,器件的磁导率下降的很快，即电感值下降很快，丧失了变压器的功能，同时会引起其它元器件的功能丧失或者损坏。防止变压器饱和的方法可以通过增大气隙或弱磁性材料的间隙。在其它因素均相同的情况下，气隙或者通过弱磁性材料的间隙对电感值和饱和特性影响很大，气隙或者间隙大时，电感值小，饱和特性好；气隙或者间隙小时，电感值增大，饱和特性变差。一种常见的方法是通过加工磁芯的中柱来获得气隙，如EE磁芯。这种方法的磁芯需要二次加工，容易损伤磁芯，同时难以保证较高的尺寸要求。气隙较大和较小时，加工磁芯的中柱来获得气隙的方法存在很多问题。对于大尺寸的气隙，易造成漏磁大，从而使产品在高频下的损耗大；对于小尺寸的气隙，例如几十个微米，此种方法不易实现。另一种常见的方法是通过在磁芯的接触面垫胶带、陶瓷板等弱磁性材料形成间隙。胶带和瓷板等材料都需要二次加工，增加了胶带和瓷板的制作工序，并且组装的工序也比较麻烦，花费较多的人力、物力。当胶带等有机材料在漏磁区域高温状态下工作，材料的性质(包括材料的厚度)随温度变化而变化，对电性有较大的影响；长期工作会随着时间的增加而明显老化、变形，有的甚至脱落。同加工磁芯中柱来获得气隙方法一样，在磁芯的接触面垫胶带、陶瓷板的方法难以生产较大和较小间隙的变压器。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供，使得变压器的电感值稳定，损耗小，可靠性高，易于批量生产。本专利技术的技术问题通过以下技术手段予以解决: 一种无空气隙的变压器的制造方法，所述变压器包括磁芯和线圈，所述磁芯至少包括两个磁芯单体，每个磁芯单体至少包括一个与其他磁芯单体接触的接触面，所述制造方法包括以下步骤: S1:将磁性材料流延形成至少一个磁芯单体的磁体胚体； S2:在至少一个所述磁体胚体的一个表面，流延至少一层弱磁性氧化物层以形成间隙层胚体； S3:烧结步骤S2的产品得到磁体和间隙层一体化的磁芯单体，该磁芯单体以所述间隙层作为接触面； S4:将所述磁芯单体与带有线圈的骨架相固定，或者将线圈直接绕制在一个磁芯单体上后与其他磁芯单体相固定。优选地: 所述步骤S2包括以下步骤:在至少一个所述磁体胚体的一个表面，交替流延弱磁性氧化物层与磁性材料层以形成所述间隙层胚体。所述弱磁性氧化物层的材料按质量比包括=Fe2O3 30-70%、ZnO10-30%和Cu01-10%，烧结后的相对磁导率值范围为广5。每层所述弱磁性氧化物层的厚度介于6 ii m至200 ii m间。一种无空气隙的变压器，包括磁芯，所述磁芯至少包括两个磁芯单体，每个磁芯单体至少包括一个与其他磁芯单体接触的接触面，其特征在于: 至少一个所述的磁芯单体上包括通过流延、共烧结形成的作为接触面的间隙层，所述间隙层包括弱磁性氧化物层；所述磁芯单体与其它磁芯单体，可能有其它绝缘材料(例如:骨架)通过夹具、胶带或胶水固定形成所述变压器。优选地: 所述间隙层包括交替叠置的弱磁性氧化物层与磁性材料层。所述弱磁性材料按质量比包括:Fe203 30-70%、Zn010-30%和Cu01-10%，烧结后的相对磁导率值范围为广5。每层所述弱磁性氧化物层的厚度介于6 ii m至200 ii m间。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是:通过在磁芯的接触面上流延、烧结制作弱磁材料层，可以实现磁芯间的各种尺寸的间隙，容易制作出不同电感值的变压器产品，尤其是传统方法不能实现的间隙小的变压器，此方法可以容易实现200 以下，尤其是lOOym以下，最小6 ii m的间隙。优选方案中，对于传统方法可以实现的大气隙或者间隙的变压器，使用本专利技术的流延方法制作的相互交替的磁性材料和弱磁层的材料的磁芯，可以明显减小变压器的损耗，从而减小变压器工作时产生的温升，增加了变压器在电路工作时的效率。此方法生产的产品具有电感值稳定，可靠性高，生产工序简单，节省生产时间。尤其是在Ei和un类型的变压器产品中，更是具有容易自动化的优点。附图说明图1是本专利技术具体实施例的一个单层弱磁性氧化物层的磁芯示意 图2是本专利技术具体实施例的一个单层弱磁性氧化物层的变压器的组装部分示意 图3是本专利技术具体实施例的一个磁性氧化物层和弱磁性氧化物层多层交错结构的磁芯不意 图4是本专利技术具体实施例的一个磁性氧化物层和弱磁性氧化物层多层交错结构的变压器的组装部分的示意 图5是本专利技术具体实施例的一个减小磁性材料接触面距离的单层弱磁性氧化物层的变压器的组装部分示意图。具体实施例方式下面对照附图并结合优选的实施方式对本专利技术作进一步说明。本实施例的磁芯包括变压器的磁芯、线圈、胶水或者钢夹、绝缘胶带和/或骨架，磁芯至少包括两个磁芯单体，每个磁芯单体至少包括一个与其他磁芯单体接触的接触面。磁芯单体之间，磁芯单体与骨架之间靠胶水、胶带或者钢夹等固定。线圈之间，最外层线圈和磁芯的外部有胶带绝缘。对于有些对耐压要求低的变压器，线圈也可直接绕制在磁芯上，线圈之间的绝缘胶带也不必使用。本实施例的变压器的制备包括下述步骤: S1:将磁性材料流延形成至少一个磁芯单体的磁体胚体。S2:在至少一个所述磁体胚体的一个表面，流延一层弱磁性氧化物层以形成间隙层胚体或在至少一个所述磁体胚体的一个表面，交替流延弱磁性氧化物层与磁性材料层以形成所述间隙层胚体，两者分别用于形成以单层弱磁性氧化物层作为间隙层的磁芯和多层交错结构的间隙层的磁芯。S3:烧结步骤S2的产品得到磁体和间隙层一体化的磁芯单体，该磁芯单体以所述间隙层作为接触面； S4:将所述磁芯单体与带有线圈的骨架相固定，或者将线圈直接绕制在磁芯单体上与其它磁芯单体固定。然后进行变压器生产的其他工序，例如，变压器含浸和烘烤、测试等。其中弱磁性氧化物层的材料按质量比包括=Fe2O3 30-70%、ZnO10-30%和Cu01-10%，烧结后的相对磁导率值范围为广5。如图1所示，是具有单层弱磁性氧化物层的磁芯单体10的示意图，磁体11是磁性材料，如镍锌铁氧体。弱磁性氧化物层12是Fe203、Zn0、Cu0等成分。整个磁芯可以通过流延一个厚层磁材11，然后再在表面流延弱磁性氧化物层12，然后把磁芯放置在烧结炉中烧结而得到。通过流延方法制得的弱磁性氧化物层12的单层厚度介之间，优选6-100 y m之间，当厚度较小时，公差可以控制在I微米以内。这个尺寸精度比传统磁芯加工获得尺寸精度容易，这对需要大电感量的变压器来说是非常重要的。并且当需要的弱磁性氧化物层12的厚度比本专利技术能够制作的厚度小时，可以通过使用相对磁导率接近空气的弱磁性材料进行调节，这时12的厚度就可以增大了，使它可能达到目前生产的加工水平。如图2所示，是具有单层弱磁性氧化物层的变压器的磁芯单体10和另外一个磁芯单体30的组装局部示意图。弱磁性材料12通过胶水40和另外的磁芯单体30粘接。这个磁性器件的间隙可以认为是弱磁性材料12和胶水40组成。当材料12的厚度比胶水的厚度大很多的时候，间隙的厚度可以认为就是12的厚度；当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无空气隙的变压器的制造方法，所述变压器包括磁芯和线圈，所述磁芯至少包括两个磁芯单体，每个磁芯单体至少包括一个与其他磁芯单体接触的接触面，所述制造方法包括以下步骤：S1：将磁性材料流延形成至少一个磁芯单体的磁体胚体；S2：在至少一个所述磁体胚体的一个表面，流延至少一层弱磁性氧化物层以形成间隙层胚体；S3：烧结步骤S2的产品得到磁体和间隙层一体化的磁芯单体，该磁芯单体以所述间隙层作为接触面；S4：将所述磁芯单体与带有线圈的骨架相固定，或者将线圈直接绕制在一个磁芯单体上与其他磁芯单体直接固定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘长征，李有云，潘德政，
申请(专利权)人：深圳顺络电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：