[發明專利]一種圓環形立繞電感器及其制造方法

在審

• 申請號: 201710361246.5
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107103983A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 管春楊
• 申請（專利權）人: 深圳市沐磁科技有限公司
• 主分類號: H01F27/24
• 分類號: H01F27/24;H01F27/28;H01F27/34;H01F41/02;H01F41/061;H01F41/08
• 代理公司: 深圳市智勝聯合知識產權代理有限公司44368
• 代理人: 齊文劍

技術領域

本發明涉及電感元器件技術領域，尤其涉及一種圓環形立繞電感器及其制造方法。

背景技術

環形立繞電感器的結構，是由切割的環線磁芯與立繞的方形扁平線圈組裝而成。如圖1所示，環形磁芯通過高速砂輪等工具的對稱切割，將磁環切成兩塊半圓環的磁芯1，然后將圖2所示的扁平銅線進行立繞成方形立繞線圈2，按照圖2所示的組裝方式，把兩半磁芯插入扁平線立繞線圈內部，然后在磁芯的切割面上涂敷粘接膠，對磁環進行粘接，形成電感器3。

這種電感器以其使用的磁芯材料和銅線最為經濟，散熱效果好，電感線圈的寄生電容小、電路應用中電磁兼容效果好，而深受電源工程師的青睞。

然而，采用這樣的結構組裝成的電感元件，不可避免地存在下面問題：

1)為降低加工成本，切割技術普遍采用高速砂輪片進行磨切，因砂輪片的厚度較大，切割后磁芯材料的尺寸損失大，將兩半拼回成一只磁環時，實際上磁環已經不是圓形，不單導致導磁材料的損失引起電感量的變化，更因磁環尺寸的變扁變小，致使環形內腔內排入的導線匝數下降，難以取得更大的電感量；

2)砂輪片高速旋轉切割過程中，由于砂輪轉動控制原因以及切割進給深度的不同，極易發生砂輪片的抖動，使得兩半磁芯的切割面不能夠保持平行，導致兩半被切后的磁芯組合后，出現如圖3所示的V型縫隙4，這樣的V型縫隙4，不但容易使磁路產生嚴重的漏磁現象，引起電感量的變化，并形成周邊銅線的渦流損耗和電磁兼容問題，還會嚴重影響磁芯的粘接強度，造成粘接品質問題；

3)采用半圓切割的方法組裝起來的線圈，各個導線被強行彎曲成圓形磁芯的形狀排列，導線圍繞磁芯弧狀排列擠壓變形，從而使得導線各匝由圓心向外形成如圖4和圖5所示的沿著導線向磁芯內壁的壓力，這些壓力沿著導線排列方向作用，注意力方向各不相同，但如圖4和圖5所示，這些導線作用力5被分解成了水平和垂直兩個方向的導線作用合力6，其中水平方向的導線作用合力6，作用在環形磁芯上，只要磁芯體強度足夠，則這些作用力互為抵消，水平方向導線作用合力6為零，但垂直方向的作用力則被全部作用在切割面上。而兩半磁芯是靠粘接而成一體，所以粘接面上形成了由內向外的高強度合力，這些導線作用合力6永久作用在粘接面上，形成了這種半圓切割方式的電感器的對粘接強度可靠性最為致命的持久破壞力。

4)除上述問題點外，采用半圓切割的磁芯構成的環形立繞電感器，還有一個突出致命的缺點，就是在線圈彈力的作用下，兩半磁芯間容易出現裝配錯位，電感裝配非常困難；而且，即便裝配粘接后，為了把粘接膠烘干固化，還需要采用烘干治具將兩半磁芯保持擠壓固定烘干，大量的生產治具提高了這種類型的電感器的生產成本。

發明內容

本發明針對現有技術中的上述缺點，提供了一種圓環形立繞電感器。

一種圓環形立繞電感器，包括圓環形磁芯和立繞線圈；所述立繞線圈是用扁平導線圍繞所述圓環形磁芯立繞而成的線圈；所述圓環形磁芯是由大塊磁芯段和小塊磁芯段組合而成，所述大塊磁芯段的內側圓弧弧長A與所述小塊磁芯段的內側圓弧弧長a之比大于3，即A:a>3:1。

優選地，所述小塊磁芯段的外側圓弧弧長b與小塊磁芯段的內側圓弧弧長a之比大于1.2，即b:a>1.2:1。

優選地，所述大塊磁芯段的兩個切割面之間的最小間距h大于所述立繞線圈的扁平導線的寬度W。

優選地，所述立繞線圈是用扁平導線圍繞所述圓環形磁芯立繞而成的單個線圈。

優選地，所述立繞線圈是用扁平導線圍繞所述圓環形磁芯立繞而成的復數個線圈通過串聯和/或并聯連接形成的單個繞組。

優選地，所述立繞線圈是用扁平導線圍繞所述圓環形磁芯立繞而成的復數個線圈組成的復數個繞組。

本發明還提供一種圓環形立繞電感器的制造方法，所述圓環形立繞電感器包括圓環形磁芯和立繞線圈；所述立繞線圈是用扁平導線圍繞所述圓環形磁芯立繞而成的線圈；所述制造方法包括以下步驟：

切割所述圓環形磁芯，將所述圓環形磁芯切割成一個大塊磁芯段和一個小塊磁芯段，所述大塊磁芯段的內側圓弧弧長A與所述小塊磁芯段的內側圓弧弧長a之比大于3，即A:a>3:1；

將所述立繞線圈套入所述大塊磁芯段，再將所述小塊磁芯段插入到所述大塊磁芯段的缺口處，通過在切割面涂敷粘接膠進行固定，形成所述圓環形立繞電感器。

優選地，所述圓環形磁芯的切割是采用直徑小于0.5mm的線進行切割。

優選地，所述小塊磁芯段的外側圓弧弧長b與小塊磁芯段的內側圓弧弧長a之比大于1.2，即b:a>1.2:1。