[發明專利]電抗器和制造電抗器的方法

有效

• 申請號: 201080064835.3
• 申請日: 2010-12-08
• 公開（公告）號: CN102782783A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 稻葉和宏;北島未規;山本伸一郎;川口肇
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: H01F37/00
• 分類號: H01F37/00;H01F27/24;H01F27/255;H01F41/02
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 丁業平;張天舒

技術領域

本發明涉及用于諸如車載直流-直流（DC-DC）轉換器等電源轉換器的部件的電抗器。

背景技術

混合動力汽車、插電式混合動力汽車和電動汽車等均需要轉換器，其用于在驅動移動電動機或對電池進行充電時進行升壓操作和降壓操作。甚至對于燃料電池汽車，燃料電池的輸出也被升壓。轉換器的部件之一為電抗器。例如，電抗器具有其中一對線圈平行設置的形態，所述線圈的每一個都具有O型磁性芯體以及在磁性芯體的外周纏繞的導線。

專利文獻1（PTL1）公開了一種電抗器，其包括具有E型截面的磁性芯體，該磁性芯體為所謂的壺形芯體（pot?core）。所述磁性芯體包括插入一個線圈中的圓柱狀內側芯部，覆蓋該線圈外周而設置的圓筒狀外側芯部，以及在該線圈的兩個端面設置的一對圓盤狀的連接芯部。在壺形芯體中，連接芯部將同心設置的內側芯部和外側芯部彼此連接，從而形成閉合磁路。PTL1還公開了一種小型電抗器，該小型電抗器可以通過提高內側芯部的飽和磁通密度，使其高于外側芯部和連接芯部的飽和磁通密度，從而使內側芯部的截面面積減少而獲得。

引用列表

專利文獻

PTL1：日本未經審查專利申請公開No.2009-033051

發明內容

技術問題

諸如車載部件等安裝空間狹小的部件期望為小型的。PTL1公開了其中多個分割片通過粘合劑而結合從而一體化的磁性芯體。但是，考慮到進一步減小尺寸，甚至期望省略粘合劑。PTL?1公開了這樣一種構造，其中因為磁性芯體整體為粉末成形體，并且通過將線圈連同粉末材料一起設置在模型中而使磁性芯體成形，因此不需要粘合劑。但是，如果由粉末成形體形成了其中飽和磁通密度部分不同的磁性芯體，就需要根據磁性芯體的形狀通過多步進行加壓步驟。這樣可能會導致生產性的降低。

為了提供小型且生產性優異的電抗器，申請人和其他人提出用由磁性材料和樹脂的混合物形成的露出芯部來覆蓋線圈的外部。如果磁性芯體以這樣的方式由磁性材料和樹脂的混合物形成，則當磁性材料硬化時，所述混合物的密集度可能不同?？赡茈y以使電感達到設計值。

為了解決此問題，本發明提供了一種電抗器，即使在覆蓋線圈外部的外側芯部由磁性材料和樹脂的混合物形成時，所述電抗器也可以容易地獲得期望的電感值，并且具有良好的散熱性。

解決問題的方法

本發明所提供的電抗器包括線圈、芯體、以及收納所述線圈和芯體的殼體，所述芯體包括設置在線圈內部的內側芯部，以及部分或完全覆蓋線圈外部的外側芯部，外側芯部由磁性材料和樹脂的混合物形成。設置所述線圈使得該線圈的軸向大體上與殼體的底面平行。所述外側芯部的在線圈軸向上的磁性材料的密集度差小于所述外側芯部的在沿殼體側壁的方向上的磁性材料的密集度差。

關于該電抗器，設置所述線圈使得該線圈的軸向大體上與殼體的底面平行，并且外側芯部的在線圈軸向上的磁性材料的密集度差小于外側芯部的在沿殼體側壁的方向上的磁性材料的密集度差。因此，磁性材料的在磁通方向上的密集度差變小。磁性材料更多地分布在殼體的底面側，并且在此區域以集中方式形成磁路。然而，對于電抗器整體，易于使電感達到設計值。

此外，由于所述線圈被設置為使得該線圈的軸向大體上與殼體的底面平行并且線圈的端面朝向殼體的側壁，因此線圈的外周面朝向殼體的底面。因此，與其中線圈被設置為使得線圈的端面朝向殼體的底面的情況相比，更容易從殼體底面散熱。

需要指出的是，磁性材料的密集度是表示分散在磁性材料和樹脂的混合物中的磁性材料的分散密度（不是磁性材料的密度，而是磁性材料在混合物中所占的比率）的量。代表性的是利用混合物的密度來表示磁性材料的密集度。另外，磁性材料的密集度也可以用磁性材料與樹脂的體積比來表示，或者用截面中磁性材料的面積比來表示。另外，殼體的底面是指，在對應于殼體底部的方向上，當磁性材料和樹脂的混合物被填充并硬化時處于下側的表面，并且側壁是指以大體上垂直的方向豎直設置在底面上的面。