[發明專利]基于鐵氧體磁芯模塊化設計的磁耦合結構

在審

• 申請號: 202111310490.1
• 申請日: 2021-11-05
• 公開（公告）號: CN113871159A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 劉芳;李昊;趙楊;凌淳揚
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H01F27/26
• 分類號: H01F27/26;H01F27/30;H01F41/02
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

1.一種基于鐵氧體磁芯模塊化設計的磁耦合結構，其特征在于，所述磁耦合結構由下至上依次為鋁制底板(1)、磁芯邊框(2)、鐵氧體磁芯模塊化單元(3)、中間支撐架(4)、磁耦合線圈(5)和線圈頂蓋(6)；

所述磁耦合線圈(5)為一根利茲線串聯繞制的DD型線圈，其外部形狀呈矩形平板狀，在該矩形平板上沿長邊方向并列有DD型線圈繞制過程中形成的兩個矩形鏤空窗口(13)；

所述鐵氧體磁芯模塊化單元(3)為可拆卸磁芯結構，由一塊鐵氧體磁芯模組A(7)和四塊鐵氧體磁芯模組B(8)拼裝而成，所述鐵氧體磁芯模組A(7)和鐵氧體磁芯模組B(8)的外部形狀均呈矩形平板狀，且寬度相同；鐵氧體磁芯模塊化單元(3)拼裝完成后的外部形狀沿長邊方向呈凹形體，具體的，與磁耦合線圈(5)的兩個矩形鏤空窗口(13)對應的位置由兩塊鐵氧體磁芯模組B(8)疊加而成，與磁耦合線圈(5)的矩形鏤空窗口(13)之間部分對應的位置為一塊鐵氧體磁芯模組A(7)，將兩塊鐵氧體磁芯模組B(8)疊加而成的部分記為區域A；

鋁制底板(1)、中間支撐架(4)、線圈頂蓋(6)均為矩形板，且平面尺寸均大于磁耦合線圈(5)的平面尺寸，其中，中間支撐架(4)與區域A對應的位置為鏤空狀態；磁芯邊框(2)的內邊框尺寸與鐵氧體磁芯模塊化單元(3)的外緣尺寸相同；區域A的厚度大于磁芯邊框(2)與中間支撐架(4)的厚度之和；

磁芯邊框(2)通過螺母固定在鋁制底板(1)上，鐵氧體磁芯模塊化單元(3)以鋁制底板(1)作為底部支撐，嵌套在磁芯邊框(2)中，中間支撐架(4)嵌套在鐵氧體磁芯模塊化單元(3)上，且鏤空部分嵌套在鐵氧體磁芯模塊化單元(3)的區域A外，磁耦合線圈(5)覆蓋在中間支撐架(4)上、且兩個矩形鏤空窗口(12)嵌套在鐵氧體磁芯模塊化單元(3)的區域A外，線圈頂蓋(6)覆蓋在磁耦合線圈(5)上，中間支撐架(4)和線圈頂蓋(6)通過螺母固定在鋁制底板(1)上。

2.根據權利要求1所述的一種基于鐵氧體磁芯模塊化設計的磁耦合結構，其特征在于，所述鋁制底板1、線圈頂蓋(6)的厚度為4mm-8mm。

3.根據權利要求1所述的一種基于鐵氧體磁芯模塊化設計的磁耦合結構，其特征在于，所述述磁芯邊框(2)、中間支撐架(4)和線圈頂蓋(6)的材料均為不具備隔磁導磁作用的塑料。

4.根據權利要求1所述的一種基于鐵氧體磁芯模塊化設計的磁耦合結構，其特征在于，所述鐵氧體磁芯模組A(7)和鐵氧體磁芯模組B(8)均由數塊鐵氧體磁芯模塊(9)拼裝組成，所述鐵氧體磁芯模塊(9)為長方體，數塊鐵氧體磁芯模塊(9)的長邊對齊且依次拼裝在一起后，其外部用塑料進行封裝；所述鐵氧體磁芯模塊(9)由N個矩形鐵氧體磁芯(10)通過環氧樹脂注塑方法制作完成。

5.根據權利要求4所述的一種基于鐵氧體磁芯模塊化設計的磁耦合結構，其特征在于，所述環氧樹脂注塑方法的具體步驟如下：

步驟1，模具的制作

記矩形鐵氧體磁芯(10)的長度為a、寬度為b、厚度為c，根據N個矩形鐵氧體磁芯(10)的尺寸裁剪環氧板，并制作成無蓋空心長方體的模具(11)，模具(11)內腔的尺寸如下：長度為Na+2L+(N-1)×t，寬度為b+10mm，高度＞c+3mm，其中，L為設定距離，t為間隙；

然后在模具(11)的內表面均勻平整地粘貼一層鋁箔，并在鋁箔表面噴上一層金屬表面專用脫模劑，將模具(11)放置于干燥環境中靜置20分鐘；

靜置結束后，按照鐵氧體磁芯模塊(9)的厚度在模具(11)的內表面劃上一條限高標記線(12)，將限高標記線(12)距離模具(11)內腔底面的垂直高度記為限高d，d＝c+3mm；

步驟2，取重量比為3∶1的A型水晶硬膠環氧樹脂和B型水晶硬膠環氧樹脂，放入量杯中用攪拌棒攪拌均勻，直到看不到明顯的顆粒狀氣泡為止，將該A型水晶硬膠環氧樹脂和B型水晶硬膠環氧樹脂的混合物記為環氧樹脂混合液；

步驟3，在模具(11)內腔的底部距離兩個短邊為設定距離L、距離兩個長邊為等距的位置上各放置一個木墊片，然后沿模具(11)的長邊方向、在兩個木墊片之間的連線上均勻放置N-2個木墊片，將N個矩形鐵氧體磁芯(10)分別放置在N個木墊片上，且每兩個矩形鐵氧體磁芯(10)之間均保持一個間隙t；

步驟4，將攪拌均勻的環氧樹脂緩混合液均勻地倒入模具(11)內，直到達到限高d的90％-95％為止，然后改用滴管滴注環氧樹脂混合液，直到液面與限高標記線(12)平齊；

用玻璃罩將模具(11)蓋住防灰，放置12小時-15小時后脫模，該脫模件即為鐵氧體磁芯模塊(9)。