專利名稱：插件式共模電感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電感器，更具體地說(shuō)，涉及一種插件式共模電感器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有插件式共模電感器的主要構(gòu)成部件是線圈和導(dǎo)磁體，其中的導(dǎo)磁體
可以是磁芯、鐵芯或銅芯?，F(xiàn)有的插件式共模電感器產(chǎn)品中，導(dǎo)磁體102的 形狀通常為圓柱形、工字形、環(huán)形(如圖1)等；漆包線被繞制于導(dǎo)磁體102 的外面以形成線圈103，線圈103的末端有4個(gè)電極105，然后用膠水101 將線圈103和導(dǎo)磁體102 —起粘接到底座106上，電極105從底座106下面 伸出，構(gòu)成如圖l所示的環(huán)形插件式共模電感器；上述三種插件式共模電感 器的共同特征是線圈繞制于導(dǎo)磁體102的外部。
上述現(xiàn)有插件式共模電感器中，線圈與導(dǎo)磁體不是一體成型的構(gòu)造，無(wú) 法緊密結(jié)合，而且，上述插件式共模電感器的線圈的層數(shù)只有一層，從而會(huì) 造成電感值偏低、共模效果差、抗直流飽和特性差、容易受到電磁干擾等電 氣性能差問(wèn)題。另外，這種電感器，其線圈通常是以人工方式繞制在導(dǎo)磁體 上的，此類傳統(tǒng)加工方法的生產(chǎn)效率低、且無(wú)法保證產(chǎn)品性能參數(shù)的一致性。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述電感器的電氣 性能差，制造效率低的缺陷，提供一種插件式共模電感器。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種插件式共模 電感器，包括導(dǎo)磁體和漆包線線圈，所述線圈包括主體和延伸部，所述導(dǎo)磁 體與線圈之間為一體成型結(jié)構(gòu)，構(gòu)成所述導(dǎo)磁體的材料緊密填充于所述主體 的內(nèi)部、并緊密包覆于所述主體的外部；在同一個(gè)導(dǎo)磁體內(nèi)有至少兩個(gè)獨(dú)立繞制線圈的主體，所述至少兩個(gè)線圈的延伸部均從所述導(dǎo)磁體的底面伸出， 形成插件式共模電感器的至少四個(gè)電極。
在本實(shí)用新型所述的插件式共模電感器中，所述線圈具有N層纏繞結(jié)構(gòu)，
所述N為大于零的正整數(shù)。
在本實(shí)用新型所述的插件式共模電感器中，所述電極上焊接有與導(dǎo)磁體 緊貼的電極端片。
在本實(shí)用新型所述的插件式共模電感器中，所述延伸部為扁平結(jié)構(gòu)，分 別從所述導(dǎo)磁體的相對(duì)兩側(cè)面伸出，并分別被彎折至緊貼所述導(dǎo)磁體的底面。 由于采取了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的插件式共模電感器具有以下優(yōu)占."、、■
(1) 、構(gòu)成導(dǎo)磁體的粉料緊密填充了線圈主體的內(nèi)部、并緊密包覆于線
圈主體的外部；與傳統(tǒng)電感器相比緊密度高得多，并且為封密式結(jié)構(gòu)。
(2) 、導(dǎo)磁體會(huì)形成封閉式的磁路結(jié)構(gòu)，磁力線被限制在導(dǎo)磁體內(nèi)部， 所以對(duì)環(huán)境的電磁干擾會(huì)比傳統(tǒng)電感器小得多。
(3) 、可最大化地使用其導(dǎo)磁體空間，所以其體積可做得比傳統(tǒng)電感器 小，具有小型化的優(yōu)勢(shì)。
(4) 、由于導(dǎo)磁體的完全填充，所以能在使用較少漆包線線圈的情況下 達(dá)成同樣電感值的要求，也就是可以降低線圈的圈數(shù)；當(dāng)然也可采用多層纏 繞結(jié)構(gòu)的線圈，使電感器的電感值較大，濾波效果更好，而且其直流內(nèi)阻特 性會(huì)比傳統(tǒng)電感器小。
(5) 、本實(shí)用新型電感器能在高達(dá)100兆赫的頻率下有效運(yùn)作。
(6) 、本實(shí)用新型電感器為一體成型的整體結(jié)構(gòu)，不需要人工繞制線圈， 可提高生產(chǎn)效率，并保證產(chǎn)品性能的一致性。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中 圖1是現(xiàn)有的圓環(huán)形插件式共模電感器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圓形漆包線線圈的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是扁平漆包線線圈的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圓形兩組漆包線線圈的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是具有多層纏繞結(jié)構(gòu)的漆包線線圈的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是具有多層纏繞結(jié)構(gòu)的漆包線線圈的剖視圖； 圖7是具有多層纏繞結(jié)構(gòu)的漆包線線圈的俯視圖； 圖8是具有多層纏繞結(jié)構(gòu)的漆包線線圈的外部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9是將圓形漆包線線圈的兩個(gè)延伸部加工為扁平電極的示意圖； 圖10是本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中插件式電感器的制造流程示意圖； 圖11是本實(shí)用新型的插件式共模電感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖12是本實(shí)用新型的插件式共模電感器的外部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖13是本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中有兩組漆包線線圈的插件式共 模電感器的制造流程示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的插件式共模電感器包括導(dǎo)磁體和漆包線線圈，其中，線圈 包括主體和延伸部，所述導(dǎo)磁體與線圈之間為一體成型結(jié)構(gòu)，構(gòu)成所述導(dǎo)磁 體的材料緊密填充于所述線圈主體的內(nèi)部、并緊密包覆于所述線圈主體的外 部；所述線圈的延伸部伸出到所述導(dǎo)磁體外部形成該電感器的電極。詳細(xì)的 制造流程及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，詳見(jiàn)下文。 一、導(dǎo)磁體粉料的制備
本實(shí)用新型中的其中的導(dǎo)磁體主要由兩種合金磁粉組成(高磁通合金磁 粉、低磁通合金磁粉)，通常還含有絕緣劑(聚酯樹(shù)脂Polyester resin)、環(huán) 氧樹(shù)脂(Epoxy)、以及潤(rùn)滑劑(例如硬脂酸鋅)等材料。其中，兩種合金磁粉均 由羰基鐵粉(Carbonyl Iron Powder)制成，不同的是高磁通合金磁粉的顆粒 大小為7 y 9 P m，而低磁通合金磁粉的顆粒大小為3 n m 5 u m。
由于兩種合金磁粉的顆粒大小不相同，原則上，顆粒大的，其導(dǎo)磁率高、 鐵損較大、應(yīng)用頻率較低；反之，顆粒小的，其導(dǎo)磁率低、鐵損較小、應(yīng)用 頻率較高。因此，利用上述的特性，適當(dāng)調(diào)整兩種合金磁粉的混合比例，即
5可制成具有電子產(chǎn)業(yè)所需求的最佳電氣特性電感器。測(cè)試表明，本實(shí)用新型
所制成的電感器的導(dǎo)磁率比傳統(tǒng)電感器高出約1. 5 3倍，而其耐電流特性則 可提升約30 40%。
具體制造時(shí)，先取上述的兩種合金磁粉，并根據(jù)所需的電氣特性當(dāng)調(diào)整 其相關(guān)比例；例如，對(duì)于10微亨(uH)以上的電感值，取粉料時(shí)，高磁通合金 磁粉占80%，低磁通合金磁粉占20%;對(duì)于10微亨(uH)以下的電感值，取粉 料時(shí)，高磁通合金磁粉和低磁通合金磁粉各占50%。
然后在這兩種合金磁粉中加入絕緣劑及稀釋劑以進(jìn)行絕緣處理，具體是 將這些混合材料經(jīng)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，再置入烘烤爐中，烘烤溫度100°C 150 °C，烘烤時(shí)間90 120分鐘，使絕緣劑得以完全硬化并在磁粉表面形成一層 絕緣膜，其中的稀釋劑采用丙酮(Acetone)。
然后，在經(jīng)過(guò)上述絕緣處理的混合材料中加入環(huán)氧樹(shù)脂(Epoxy)，充分 攪拌使其成為泥糊狀。
利用造粒機(jī)進(jìn)行造粒處理，再用篩粉機(jī)過(guò)篩，以生成微細(xì)顆粒，顆粒大 小范圍在38 u m 48 u m之間，其目的是在成型時(shí)令這些材料具有所需流動(dòng)性 的需求。
再將該通過(guò)造粒處理的混合材料置入烘烤爐，烘烤溫度100 120 °C， 烘烤時(shí)間30 40分鐘，并于烘烤完成后將硬脂酸鋅潤(rùn)滑劑加入該混合材料 中，混合均勻，即可得到用于構(gòu)成導(dǎo)磁體的粉料。
具體制造時(shí)，設(shè)已取的兩種合金磁粉為100公斤，則在后續(xù)步驟中，需 加入的絕緣劑為50 60公斤、稀釋劑為100 120公斤、環(huán)氧樹(shù)脂為40 50 公斤、潤(rùn)滑劑為0. 3 0. 5公斤。 二、漆包線線圈的制備
圖2所示的是已制備完成的一組圓形漆包線線圈Al，該線圈的兩個(gè)延伸 部是朝同一方向延伸的。將兩個(gè)這樣的線圈Al封裝到同一個(gè)電感器中，即可 得到共模電感器。
圖3所示為一個(gè)扁平漆包線線圈A2。該線圈中漆包線的斷面為扁平結(jié)構(gòu)， 其中間段形成環(huán)形線圈主體，兩端則分別向環(huán)形線圈主體的外側(cè)延伸，形成兩個(gè)延伸部，將兩個(gè)這樣的線圈A2封裝到同一個(gè)電感器中，即可得到共模電感器。
圖4所示是己制備完成的兩組圓形漆包線線圈A3，該兩組線圈的四個(gè)延 伸部是朝同一方向延伸的。該線圈A3可用于制造在同一個(gè)導(dǎo)磁體內(nèi)有至少兩 組獨(dú)立繞制線圈主體的插件式共模電感器，參見(jiàn)下文中對(duì)圖13的說(shuō)明。
圖5所示是已制備完成的具有N層纏繞結(jié)構(gòu)的漆包線線圈A4， N為大于 零的正整數(shù)。圖5中，N等于3，即漆包線線圈A4的層數(shù)為3層。這種具有 多層纏繞結(jié)構(gòu)的漆包線線圈A4，適用于制造電感值較大的主要用于電源濾波 的共模電感器。
圖6所示是具有N層纏繞結(jié)構(gòu)的漆包線線圈A4的剖視圖。線圈A4的各 層之間相連續(xù)纏繞，每層線圈均為螺旋狀。
圖7所示是具有N層纏繞結(jié)構(gòu)的漆包線線圈A4的俯視圖。圖7中，線 圈A4的層數(shù)為3，每層線圈均為螺旋狀，且其最內(nèi)層的線圈部分的內(nèi)徑為A。
圖8所示是具有N層纏繞結(jié)構(gòu)的漆包線線圈A4的外部結(jié)構(gòu)示意圖。圖8 中，線圈A4的漆包線繞成多層螺旋狀，其漆包線的直徑為B，其兩個(gè)電極之 間的距離為C，從最內(nèi)層線圈引出的那個(gè)延伸部的長(zhǎng)度為D。
圖9所示是將圓形漆包線線圈的兩個(gè)延伸部加工為扁平電極的示意圖， 其中先將圓形漆包線線圈原型Bl置于一下模具中B3，并予以固定；隨后， 可移動(dòng)的上模具B2施壓于下模具B3，進(jìn)而將圓形漆包線線圈(Bl)的兩個(gè)延 伸部由圓形壓制成扁平狀斷面，也就是加工為扁平電極；最后得到具有扁平 電極的線圈B4。
三、單線圈插件式電感器的制造
插件式電感器的制造流程如圖10所示，圖中的大箭頭方面示出了加工 的順序，即第一行從左至右、轉(zhuǎn)到第二行從右至左、再轉(zhuǎn)到第三行從左至右。 其中，先將該漆包線線圈A1置入下模具D1中，該線圈度的兩個(gè)延伸部分別 被固定在可移動(dòng)模棒柱體D2的兩個(gè)插孔中；然后加入經(jīng)前述步驟制備好的導(dǎo) 磁體粉料Il (顯然，實(shí)施時(shí)，也可將線圈A1替換為圖9中的線圈B4)。
通過(guò)可移動(dòng)的下方模棒柱體D2、以及上方模棒柱體D3進(jìn)行加壓，實(shí)施上、下均衡壓鑄，將導(dǎo)磁體粉料II、扁平漆包線線圈Al壓鑄成一完整的插
件式電感器坯件整D4;然后取出插件式電感器坯件整D4。
然后，再將該壓鑄完成的插件式電感器D4置入一烤爐，烘烤溫度100 。C 12(TC，烘烤時(shí)間60 90分鐘，即可得到成品的插件式電感器D5。
由上述實(shí)施例可以看出，其中，由模具D1、 D2、 D3圍成壓鑄腔；同樣， 線圈的主體在壓鑄腔內(nèi)，線圈的延伸部則伸出到壓鑄腔外構(gòu)成電極。
顯然，將上述的線圈Al的個(gè)數(shù)由一個(gè)更換為兩個(gè)或更多，則可制造出 具有至少4個(gè)電極的插件式共模電感器。
此外，在另外的實(shí)施例中，也可以進(jìn)一步將所述電極(采用圖9中的具 有扁平電極的線圈B4則較佳)彎折至緊貼所述導(dǎo)磁體的底面，在電極上悍上 電極端片(圖IO中未畫出電極端片)，以便于將電感器焊接到需要電極端片 的電路板上。
圖11示出了成品的插件式共模電感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。插件式共模 電感器包括由導(dǎo)磁體粉料壓鑄成形的導(dǎo)磁體102以及與之一體化成型的線圈 103，線圈103的末端為電感器的電極105。
圖12示出了成品的插件式共模電感器的外部結(jié)構(gòu)示意圖。插件式共模 電感器的四個(gè)電極105暴露在導(dǎo)磁體102之外，便于進(jìn)行插件式焊接安裝。
由上述實(shí)施例可以看出，其中，由模具Dl、 D2、 D3圍成壓鑄腔；線圈 的主體在壓鑄腔內(nèi)，線圈的延伸部則伸出到壓鑄腔外；然后在所述壓鑄腔中 加入粉料并進(jìn)行壓鑄處理，使粉料緊密填充于主體的內(nèi)部、并緊密包覆于主 體的外部;延伸部伸出到由粉料壓制而成的導(dǎo)磁體的外部形成電感器的電極。
顯然，在實(shí)施時(shí)，也可將上述實(shí)施例中的線圈A1替換成圖5至圖8所 示的具有N層纏繞結(jié)構(gòu)的線圈A4或者圖3、圖4中的線圈A2、 A3，則可得到 本實(shí)用新型的另外的優(yōu)選實(shí)施例。采用具有多層纏繞結(jié)構(gòu)的線圈A4，則線圈 匝數(shù)多，電感值大，則得到的插件式共模電感器的電感值也更大，適合在需 要對(duì)電源進(jìn)行濾波等場(chǎng)合使用。 四、含兩組線圈的插件式共模電感器的制造
本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，具有兩組漆包線線圈的插件式共模電感器的制造流程如圖13所示，其過(guò)程與前述單線圈插件式電感器的過(guò)程相同， 區(qū)別在于具有兩組獨(dú)立的線圈，從而有四個(gè)延伸部形成的電極。
其中，由模具E1、 E2、 E3圍成壓鑄腔；同樣，線圈A3的主體在壓鑄腔 內(nèi)，線圈的延伸部則伸出到壓鑄腔外，將上述延伸部彎折使之與導(dǎo)磁體底面 緊貼。然后將電極端片焊接到上述延伸部形成的電極，壓鑄得到插件式共模 電感器坯件整E4，再經(jīng)過(guò)烘烤處理。即可得到成品的插件式共模電感器E5。
本實(shí)用新型的電感器并不限于上述的具體實(shí)施例，還可在本實(shí)用新型技 術(shù)方案的基礎(chǔ)上根據(jù)需要作相應(yīng)的改動(dòng)。由上述具體實(shí)施例可以看出，本實(shí) 用新型的電感器具有以下優(yōu)點(diǎn)
(1) 、導(dǎo)磁體的粉料緊密填充了線圈主體的內(nèi)部、并緊密包覆于線圈主 體的外部；與傳統(tǒng)的圓柱形插件式共模電感器、工字形插件式共模電感器或 環(huán)形插件式共模電感器(如圖1)相比，本實(shí)用新型的電感器的緊密度高得 多，并且為封密式結(jié)構(gòu)。
(2) 、漆包線線圈完全被粉料制成的導(dǎo)磁體所包覆，所以會(huì)形成封閉式 的磁路結(jié)構(gòu)；這使得電感器的磁力線被限制在導(dǎo)磁體內(nèi)部，所以對(duì)環(huán)境的電 磁干擾會(huì)比傳統(tǒng)電感器小得多。
(3) 、本實(shí)用新型電感器為一體成型結(jié)構(gòu)，可最大化地使用其導(dǎo)磁體空 間，所以其體積可做得比傳統(tǒng)電感器小，具有小型化的優(yōu)勢(shì)。
(4) 、本實(shí)用新型的電感器中，由于導(dǎo)磁體粉料的完全填充，所以能在 使用較少漆包線線圈的情況下達(dá)成同樣電感值的要求，也就是可以降低線圈 的圈數(shù)；當(dāng)然也可采用多層纏繞結(jié)構(gòu)的線圈，使電感器的電感值較大，濾波 效果更好，而且其直流內(nèi)阻特性會(huì)比傳統(tǒng)電感器小。測(cè)試表明，本實(shí)用新型 電感器的直流內(nèi)阻比傳統(tǒng)電感器降低約10 30%。
(5) 、本實(shí)用新型電感器的導(dǎo)磁體采用高絕緣阻抗(在電壓200V的測(cè)試 條件下，超過(guò)100兆歐姆)的導(dǎo)磁體粉料所制成，該電感器不會(huì)在表面粘著線 路之間產(chǎn)生傳感路徑，所以該電感器能在高達(dá)100兆赫的頻率下有效運(yùn)作。
(6) 、本實(shí)用新型電感器為一體成型的整體結(jié)構(gòu)，不需要人工繞制線圈， 可提高生產(chǎn)效率，并保證產(chǎn)品性能的一致性。
(7) 、本實(shí)用新型電感器還具有功率損耗小、溫升低等優(yōu)點(diǎn)。
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權(quán)利要求1、一種插件式共模電感器，包括導(dǎo)磁體和漆包線線圈，所述線圈包括主體和延伸部，其特征在于，所述導(dǎo)磁體與線圈之間為一體成型結(jié)構(gòu)，構(gòu)成所述導(dǎo)磁體的材料緊密填充于所述主體的內(nèi)部、并緊密包覆于所述主體的外部；同一個(gè)導(dǎo)磁體內(nèi)有至少兩個(gè)獨(dú)立繞制線圈的主體，所述至少兩個(gè)線圈的延伸部均從所述導(dǎo)磁體的底面伸出，形成插件式共模電感器的至少四個(gè)電極。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的插件式共模電感器，其特征在于，所述線圈 具有N層纏繞結(jié)構(gòu)，所述N為大于零的正整數(shù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的插件式共模電感器，其特征在于，所述電極 上焊接有與導(dǎo)磁體緊貼的電極端片。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的插件式共模電感器，其特征在于，所述延伸 部為扁平結(jié)構(gòu)，分別從所述導(dǎo)磁體的相對(duì)兩側(cè)面伸出，并分別被彎折至緊貼 所述導(dǎo)磁體的底面。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種插件式共模電感器，包括導(dǎo)磁體和漆包線線圈，所述線圈包括主體和延伸部，所述導(dǎo)磁體與線圈之間為一體成型結(jié)構(gòu)，構(gòu)成所述導(dǎo)磁體的材料緊密填充于所述主體的內(nèi)部、并緊密包覆于所述主體的外部；同一個(gè)導(dǎo)磁體內(nèi)有至少兩個(gè)獨(dú)立繞制線圈的主體，所述至少兩個(gè)線圈的延伸部均從所述導(dǎo)磁體的底面伸出，形成插件式共模電感器的至少四個(gè)電極。本實(shí)用新型的插件式共模電感器，其電氣性能優(yōu)良，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品性能的一致性好。
文檔編號(hào)H01F27/28GK201369206SQ20092012970
公開(kāi)日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者王向群 申請(qǐng)人:深圳感通科技有限公司