CN101071673B - 磁元件的间隙铁心结构 - Google Patents
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Abstract
公开一种不使用绝缘间隔材料和粘结材料形成磁元件的单片铁心结构。磁元件包括：一单一铁心结构，其由磁材料形成基本为矩形的本体，所述本体由相对的端面限定，相对侧边在端面之间延伸，以及顶面和底面和侧边和端面互连；与每个端面、顶面和底面间隔的第一导体开孔，所述第一导体开孔延伸整体穿过本体；整体形成在本体中并横向延伸到导体开孔的第一间隙，所述间隙延伸不完全穿过本体；以及穿过第一导体开孔建立导电通道的第一导体元件，所述第一导体元件配置为表面安装端。
Description
相关申请的交叉引用
本申请是US10/736,059专利申请的后续部分，并且要求在先申请US60/435,414的权利，申请日为2002年12月19日，其公开的内容在此一并作为参考。
技术领域
本申请一般涉及电子元件的制造，特别涉及磁元件，例如感应器的制造。
背景技术
各种磁元件，包括但不限于感应器和变压器，具有至少一个线圈布置成环绕磁场铁心。在一些元件中，铁心组件由间隔并粘结的铁氧体磁心构成。在使用中，铁心之间的间隙要求在铁心中储存能量，以及间隙的导致的磁特性，包括但不限于开路电感和直流偏移特性。特别在微型元件中，铁心之间的均匀的间隙的制造，对于可靠的、高质量的生产磁元件是有重要意义的。
例如，环氧材料被用于粘结铁氧体磁心以生产磁元件的粘结磁心组件。为了铁心间隙的一致性，非磁性的小圆珠，特别是玻璃球，有时被参杂在绝缘粘合材料中，并分布在铁心之间形成间隙。加热时，环氧材料粘结铁心，同时小圆珠分开铁心以形成间隙。粘结，仍然主要依靠环氧材料的粘合和铁心间分布的粘合混合剂中环氧材料和小圆珠的比例。注意到，在一些应用中，由于特殊的原因，不能使用粘结铁心，以及粘结混合剂环氧材料和玻璃球的比例控制也是很困难的。
在其他类型的磁元件中，非磁的间隔材料用于两个磁半铁心之间，并且两个半铁心相互压紧保持间隔材料。间隔材料通常使用纸或聚酯绝缘材料。特别的，半铁心和间隔与被卷绕在半铁心外的带可靠相互固定，粘合剂保证半铁心之间的固定，或者，夹具保证半铁心的固定并保持半铁心之间的间隙。个别时候，使用多(2以上)片间隔材料，这是由于保证结构的整体变得复杂、困难和昂贵。
其他类型的磁元件包括一个间隙底到半铁心的一部分，并保持半铁心的部分采用前述的任意技术压紧另外的半铁心。
目前，在铁心结构中产生间隙的其他方法是先制造单片铁心，从铁心(典型的为环形铁心)上切下薄片材料。间隙通常被粘合剂或环氧材料填充以保持铁心的强度和形状。
近来，合成磁性陶瓷环，包括和非磁层分离以形成间隙的分层磁结构得到了发展。例如，参见专利US6,162,311。因此，可以省去粘结材料(例如，粘合剂)和磁心结构的外部间隙材料(例如，间隔)。
在任一种前述的装置中，导体被通常置于穿过铁心，以磁通的形式耦合能量，磁力线穿过并环绕间隙，在铁心中形成磁路。如果导体插入磁通线，导体中会有环流。由于环流，导体中的电阻产生热量，这降低了磁元件的效率。导体远离磁通线的移动可以减少耦合到导体的能量，因此可以提高元件的效率，但这会导致元件尺寸的增大，这在制造上是不希望的。
同时，现有的磁元件通常组装成单一铁心结构。例如，当使用多个感应器时，铁心必须物理分离以防止工作中相互干扰。元件的分离占用了印刷电路板上的有效空间。
因此，希望提供一种磁元件，可以提高效率改进工艺性用于电路板，而不需要增加元件的尺寸或者占用印刷电路板的空间。
附图说明
图1是用于制造磁元件的示例性间隙铁心结构的透视图。
图2是图1中所示装配有感应器的铁心的侧视图。
图3是图2中所示铁心结构和感应器剖视图。
图4是图3的局部剖视图，显示了铁心结构的磁力线。
图5是间隙铁心结构的第二实施例。
图6是间隙铁心结构的第三实施例。
图7是间隙铁心结构的第四实施例的侧视图。
图8是图7所示的铁心的底视图。
图9是图8所示的铁心结构的剖视图。
图10是图7所示的在其中设置感应器的铁心结构的侧视图。
图11是图10所示的结构的底视图。
图12是图11所示的铁心结构的侧视图。
图13是间隙铁心结构第五实施例的侧视图。
图14是图13所示的铁心的底视图。
图15是图14显示的铁心的剖视图。
图16是图13所示的铁其中设置感应器的心结构包括的侧视图。
图17是图16所示结构的底视图。
图18是图17所示铁心结构侧视图。
具体实施方式
图1是磁元件的示例性的间隙磁铁心结构10的透视图，磁元件可以是例如感应器、变压器和其他包括间隙铁心结构的磁元件。铁心结构10包括多个为堆叠结构的磁层12，其中非磁层14在两个磁层12之间延伸并将其分离，以形成整体间隙来中断穿过铁心结构10的磁路。
如图1所示，铁心结构10用于形成单磁元件，例如，感应器。铁心结构10由未处理(未淬火)的磁性陶瓷材料的层形成的磁层12，以及未处理的非磁性陶瓷铁心材料的层形成非磁层14合并构成。磁性陶瓷材料作为铁心，同时非磁性陶瓷材料作为间隙。
铁心结构10的分层的陶瓷材料的部分被移除以产生穿过导体元件的区域或开孔16(图1中未示)。在示例性的实施例中，开孔16基本上是矩形的并且由磁层12的外边15和非磁层14的外边18限定。侧面17从磁层12的边15延伸以及顶面19从非磁层14的边18延伸以形成穿过铁心结构10的内孔。在另一个实施例中，开孔16和/或孔可以被制造成其他的形状，而不是图3所示的矩形。
一旦磁层12和非磁层14堆叠成适当的厚度并粘结在一起，例如公知的迭片处理，开孔16根据公知的技术形成，例如冲压处理。铁心结构10接着被淬火来得到最终形状和铁心结构的特性。间隙磁铁心10因此被制成整体结构。间隙尺寸在大批生产的全部尺寸中是可控的，以得到可可靠控制的互感值。
磁铁心10的整体结构在制造上有很多优点。例如，减少了粘结外间隙材料，及其相关的费用和难度，整体结构因此不会分离。整体间隙结构可以可靠的控制互感值，以及多个小间隙(取代了传统铁心结构上一个或两个大的间隙)可以减少铁心中的导体材料在使用中的磁通损耗和热损耗。并且，间隙的引入不需要机械作用。结果，包括铁心结构10的磁元件可以保持隙宽度的坚固和可靠控制。
大范围的铁氧体材料可以作为磁媒介来形成铁心10磁层12。示例性铁氧体材料包括锰锌铁氧体，以及特别是功率铁氧体，镍锌铁氧体、锂锌铁氧体、镁锌铁氧体或者类似可以作为商业应用，以及更广泛的应用。对于非磁层14，大范围的陶瓷材料可以使用，包括例如氧化铝、氧化铝玻璃混合物、堇青石、堇青石玻璃混合物、多铝红柱石、多铝红柱石玻璃混合物、氧化锆、氧化锆玻璃混合物、钡钛酸盐、和其他钛酸盐、滑石石瓷、铁氧体混合物和非磁陶瓷和可以与铁氧体材料一起淬火的类似非磁或弱磁陶瓷材料。对非磁陶瓷中玻璃相的添加可以修改烧结温度和淬火收缩。这对于作为非磁材料必须匹配磁相的热特性是非常重要的，例如，铁氧体。如果两种材料的淬火收缩不能很好的匹配，元件不能按要求运行。
图1显示的实施例包括三个磁层12和一个非磁层14，可以预计在不背离本发明的范围的可替代实施例中可以使用或多或少的磁层12或者或多或少的非磁层14。进一步，虽然图1显示的铁心结构10基本上是矩形结构，可以理解在可提到实施例中，可以使用其他形状的铁心结构，包括但不局限与现有技术公知的环形形状。
应用在磁层12的铁氧体的类型和非磁层14的厚度影响磁心结构的10磁特性，以及最终影响其所在的磁元件的特性。功率耗散密度，例如，可以通过改变铁氧体的位置而不同，其中假定开关电压调节元件特别有利于减少功率损耗。渗透效应，另外一个重要的特性，受控于非磁层14厚度的最大部分。
图2是安装有感应器元件20的铁心结构10的侧视图。在示例性实施例中，导体元件20用已知的导体材料制成，以及在穿过导体开孔16(图1)形成或弯曲其相应的末端。在图2的示例性实施例中，铁心结构10和导体元件20非常适合形成感应器。铁心结构10和导体元件20的组件容易按需要自动装配。多个导体元件20可以插入到铁心结构10中作为单一引导架构，接着被形成或调整为最终产品。因此大量的磁元件可以以相对，例如公知的感应器，较低的价格制造。
图3是铁心结构10和导体元件20的剖视图，显示了导体元件20和非磁层14接触并被其支撑，以及另外相对于导体开孔16基本居中。也就是说，导体元件20邻接非磁层14的顶面19，但是和开孔16内的磁材料12的侧面15相距大致相等的距离。同样，非磁间隙一直延伸到导体元件20的下面并且导体元件20与开孔16的内表面17相间隔。
如图3的示例性实施例所示，导体元件20形状和导体开孔16互补，并且在这一实施例中二者的横截面基本为矩形。但是，可以理解，导体元件20和导体开孔16的其他形状的横截面也可以用于本发明的可替代实施例中，同时至少达到本发明的有益效果之一。另一个实施例中，注意到导体20和导体开孔16不需要互补也可以实现本发明的直接的有益效果。
进一步，当图2所示的导体元件20被插入铁心结构10中时，可以预见，铁心结构10表面上的导体材料是可以替换的，或者，可替换的，可以利用公知的例如用于厚膜工艺的导体墨水，将导电材料印刷在铁心结构10上。
图4示意性的显示了铁心结构10在使用时的磁力线，以及特别的，注意到导体元件20没有进入磁力线。这样，导体元件20中的感应电流减少了，避免了相关的热损耗，磁元件的效率提高了。增加的元件效率可以在一个简单的元件尺寸中获得。
本领域技术人员可知，元件效率最取决于高的开关频率。上述结构，具有单匝导体元件20，特别适合于高频的应用。但是可以认为，类似的具有多匝的导体元件也可以用于本发明的可替代实施例中。
图5是间隙铁心结构30的第二实施例，显示了复合间隙铁心结构。如上所述的磁和非磁材料的层12、14堆叠成单一结构可以产生复合磁元件，如上所述，在单个或整体铁心结构30上。这样，两个、三个或更多磁元件，诸如感应器，例如可以构造成一个铁心结构30，如图5所示，当导点元件，诸如导体元件20(图2和3所示)被置于穿过开孔16，或当导电元件被另外形成在铁心30的表面。
利用用于复合磁元件的整体合成铁心结构30，由于封装和搬运第一部分的成本低于搬运多个部分，所以成本会降低。整体的系统成本也会减少，由于布置更少的部件降低了成本。还有另一个优点是，铁心结构30相对于独立的磁元件(诸如图2、3所示的单一感应器)使用了较少的电路板面积。复合感应器集成到单一铁心结构30相对于独立的元件和铁心占用了较少的空间，因为独立元件必须的物理间隙在集成铁心结构30中不需要。
如图5所示，铁心结构30由一系列堆叠磁层12制成，其被至少一个非磁层14分隔。磁层12水平延伸并被垂直堆叠，多个导体开孔16形成在堆叠的磁和非磁层12、14上。导体开孔16被垂直的非磁层或绝缘层32分开，以及垂直延伸的绝缘层32粘结到垂直堆叠的磁和非磁层12、14，其中有导体开孔16。这样，铁心结构30可以认为是多个铁心结构10(图1-4所示)以侧面对侧面的构造连接到一起，以形成大的铁心结构30。垂直延伸的绝缘层32可以在开孔16形成之前粘结在堆叠层12、14之间，以及铁心结构30被淬火作为单一结构形成最终形状。
一旦结束，安装有导体元件的导体开孔16，例如上述的感应器元件20，从同样的单铁心结构上形成多个磁元件。结果这样比使用独立元件，例如感应器，整体成本减少，特别当使用自动化元件装配设备的时候。铁心30上的合并感应器结构比多个独立的感应器在电路上占用的空间小，由于不需要物理间隔或者“保持在外”区域。另外，用于多导体元件的单个磁铁心结构30的应用，允许感应值相互追随，由于独立感应器的发热影响了同一结构上类似的其他感应器。
铁心结构30特别适用于复合电压调节模块(VRM)，其常用于高性能、大电流的应用中。VRM负载的整个电流是每个VRM截面的和。由于多个感应器可以用于电压调节电路，其具有合并更多的感应器到铁心结构30的单一的封装中的优点。
当铁心30的堆叠层12、14包括四个磁层12和一个非磁层14时，可以认为多于一个的非磁层14也可以用于更多或更少的磁层12而不超出本发明的范围。进一步，如上所述，对于铁心10，铁心结构30不必要是矩形，也不必要具有矩形的导体开孔来实现本发明的直接有益效果，因此在不同的实施例中，对于大多数铁心结构30可以使用的不同形状和/或导体开孔16。
图6是第三实施例，显示了铁心结构50，其中多个铁心结构堆叠在邻接的非磁绝缘层52上，并被其分隔。在该示例实施例中，每个铁心结构包括两个非磁层14中间夹在磁层12之间，以及绝缘层52延伸在每个铁心结构之间并基本平行于每个铁心结构的层12、14。非磁层14在导体开孔16的相对侧。绝缘层52可以在开孔16形成之前或之后粘结在堆叠层12、14，铁心结构50淬火成为最终形状。
虽然铁心结构50堆叠层12、14包括三个磁层12和两个非磁层14，可以认为也可以使用更多或更少的非磁层14或磁层12而不超出本发明的范围。进一步，如上所述，对于铁心结构30，结构50不需要整体为矩形，也不需要具有矩形开孔就可以实现本发明的直接有益效果，因此，在不同的实施例中，对于大多数铁心结构30可以使用的不同形状和/或导体开孔16。
尽管这些实施例显示了在一个整体铁心结构中包括三个磁元件的结构，但是可以认为，多于或者少于三个磁元件或电路也可以合并成一个单一结构用于进一步和/或可替代实施例中。
虽然结构上不同，铁心结构50可以提供和铁心结构30(图5所示)基本相同的有益效果。
提供一种用于制造磁元件的间隙铁心结构，诸如感应器、变压器、或者其他元件。用于传统铁心结构的粘结和外部间隙材料被省略了，通过使用复合小间隙(替代了一个或两个大一些的间隙)来减少导体材料的边缘磁通损耗，以提高电效率，并且该机构允许可靠的控制互感值。间隙的设置使边缘磁通离开导体，使效率最大化，以及复合感应器可以被组装到单一铁心结构中，降低了全部的成本和尺寸。
图7-9显示了间隙铁心结构100的另一实施例，其用于磁元件诸如感应器、变压器以及其他磁元件，包括间隙铁心结构，也可以提供如上述的结构30和50类似的有益效果。类似于结构30和50，间隙铁心结构100整体上避免了典型的用于电路板表面安装元件传统磁元件的的外部间隙材料和连接粘结材料以及粘合剂。因此避免了粘结在一起的多个铁心片分开的可靠性的问题，其影响传统粘结铁心结构。另外，铁心结构100的制造相对传统铁心结构简化了，并且实现了在安装间隙铁心结构100到电路板时空间的节省。
图7是间隙铁心结构100的侧视图，以及图8和9分别是间隙铁心结构100的底视图和剖视图。现在参照图7-9，铁心结构100包括基本为矩形的本体102，其具有相对的端面104和106，相对的侧边107和108在端面104和106之间延伸，并且顶面110和底面112在端面104和106以及侧面107和108之间延伸并将其连接。本体102可以被拉长并被纵轴114和横轴116限定。如图所示，侧边107和108，以及顶面110和底面112，平行于纵轴114延伸，以及端面104和106基本平行横轴116。虽然本体102形状示例为矩形，可以理解在其他实施例中如果需要也可以使用可替代的本体102的形状。
本体102可以形成为单片并由公知的磁介质或材料制造，包括上述在示例性的实施例中任意的铁氧体材料。公知的工艺或技术可以用于制造本体102。特别的，和上述的铁心结构30和50不同，铁心结构100不包括在铁心结构100的构造中的非磁材料，诸如上述的非磁层14和32。也就是说，代替关于铁心构造30和50的以上述的方式由不同的材料形成单片，铁心结构的本体102由同样的磁材料制成，而不需要插入非磁或绝缘材料的片或段到具有相对未定磁特性的单个整体片穿过本体102。另外，在一个示例性的实施例中，本体102完全由磁材料构成，不同于合成材料，所谓的分布气隙铁心材料具有，例如铁粉和树脂粘合剂以微粒级相互混合，因此间隙效应的产生没有在结构中形成不连续间隙。但是在其他实施例中，如果需要，可以使用合成材料。
导体开孔118、120(图7)可以形成在本体102中，以及开孔118、120可以在侧边107和108之间整体延伸穿过本体102，如图9。每个开孔118、120被侧边107和108分开并位于其间，并且在侧边107和108上的顶面110和底面112之间。每个导体开孔118、120正交或垂直于侧边107、108延伸，并且和侧边107和108的外缘间隔布置，在示例性的实施例中被顶面110和底面112以及侧边107、108限定。也就是，导体开孔118、120每个位于侧边107和108的外缘的中间位置。
导体开孔118和120可以为，例如矩形开孔，并且平行于纵轴114，尽管在其他的实施例中也可以使用其他形状的开孔。开孔118、120根据公知的方法可以集成在本体102中，包括但不局限于本领域技术人员常用的铸模和/或机械加工。虽然如图7-9的实施例所示的两个开孔118、120，但是在可替换实施例中，可以有更多或更少的开孔118、120。
不连续的非磁间隙122、124也可以集成到本体102中，以及每个间隙112、124和一个导体开孔118、120相关。间隙122、124物理上形成到本体102中，例如，通过已知的铸模和/或机械加工。特别的，在任何方式形成间隙122、124时，都不用外部间隙材料和相关的粘结材料和粘合剂，并且间隙122、124除空气外不用任何填充材料。也就是说，在示例性的实施例中，间隙122、124的形成不需要任何绝缘材料，有时指外部间隙材料，应用到本体中。但是，可以理解，在可替代的实施例中，间隙122、124也可以优选使用非磁材料，仍可以实现本发明的有益效果。
在示例的实施例中，如图7所示，间隙122、124横向延伸到相应的导体开孔118、120。例如，每个间隙122、124具有对应端126、128。端126中止于对应的导体开孔118、120并向对应的导体开孔118、120开放，因此，布置间隙122、124的端126不固定和相应的开孔118、120联系。每个间隙122、124的相对端128延伸到侧边107、108的外缘，更特别的到底面112。每个间隙122、124基本平分导体开孔122、124并正交延伸垂至于导体开孔122、124，因此，从侧面看，间隙122、124和导体开孔118、120是T形形状。
如图8所示，间隙122、124以平行横轴116的方向从一个侧边107延伸到另一个侧边108。也就是说，间隙122、124在水平方向上在侧边107、108之间延伸完全穿过本体102。但是，间隙122、124可以在垂直方向上在导体开孔118、120的一侧顶面110和底面112之间延伸，更特别的，在图7的示例性实施例中，其可以在导体开孔118、120和底面112之间延伸。特别的，间隙122、124不在导体开孔118、120和本体102的顶面110之间延伸。这样，间隙122、124完全在本体102的顶面120和底面112之间延伸。间隙122、124的不完全延伸和具有半铁心的铁心结构形成对比，半铁心相互以间隙材料粘结，间隙材料在整个半铁心之间延伸。依靠整体本体102，通过集成间隙122、124在一个单一铁心结构100上，消除了多片铁心，同时减少了组装难度，并减少了元件使用中铁心离散的可靠性问题。相对于传统铁心结构，单一铁心结构100减少了材料成本和配件成本。
本体102的底面112可以形成为缩进或凹陷面130，其限定了组装到铁心结构100的导体(下述)的区域。
图10-12类似图7-9，但是具有插入穿过铁心结构100的导体元件140，以及更特别的，穿过本体102的导体开孔118、120以形成磁元件138。导体元件140在形状上和导体开孔118、120互补，并可以，例如矩形和基本平的带形导体，其在一个实施例中由公知的导体材料铜或铜合金制成。导体元件140基本上直线延伸穿过相应的导体开孔118、120，经过本体102的侧边107和108的整个距离，如图12所示，并且每个元件140的相对端142绕侧边107和108卷绕并邻接形成在本体102的底面112的凹陷130。导体元件140的末端142因此限定矩形表面安装末端触点144在本体102的底面112上。当连接电路板(未示)的导电路径时，末端触点144完成通过元件的电连接。
导电元件140可以根据公知的冲压、冲轧或成型技术由导体材料的平板用导向架构(未示)制造，导向架构可以用于模拟插入导体元件140穿过铁心100的本体102。导向架构接着平衡导体元件140或者导体元件140的末端142弯曲或者以其他方式成型为C形，如图12所示。导体元件140的组装因此可以最少的安装时间内使用自动化工艺和机械完成。
一旦导体元件组140装到铁心100中，每个导体元件140和相关间隙122、124可以作为独立感应器在单一铁心结构100中运行。另外，每个导体元件140可以连接到电流不同的相，因此在一个单一铁心结构100中提供两相磁元件。单片铁心结构100相对于具有独立铁心结构和独立感应器元件节省了电路板上的空间。
表面安装磁元件具有单片间隙铁心结构100，因此可以实现上述铁心30和50的类似的有益效果。铁心结构100可以减少制造成本，并提高可靠性，因为单片铁心100消除了铁心分离的问题。
图13-18显示了间隙铁心结构200和磁元件201的第五实施例，其中类似铁心结构100的特征具有类似的特性。
显然，铁心结构200类似于铁心结构100，并具有更多的导体开孔，相关的间隙和导体元件。也就是说，铁心结构200的本体202包括，除了导体开孔118和120，另外还有四个导体开孔204、206、208和210。类似的，除了间隙122、124，本体202还包括不连续的间隙212、214、216和218以基本类似上述间隙122和124的方式和方向形成。当导体元件140插入穿过本体202的导体开孔并形成C形结构，如图18所示，导体元件140和相应的间隙122、124、212、214、216和218作为六个不同的表面安装感应器元件集成到单一铁心结构200中。每个导电元件140可以通过表面安装端连接到电路的导电路径，以可操作的连接导电元件到电流六个不同的相，节省了电路板的空间。铁心结构200还具有和铁心结构100同样的有益效果。
铁心结构100和200特别适合用于具有高频特性的和大电流的多电压调节模块(VRM)。但是，互补的，在其他应用中，也能得到铁心结构100和200的有益效果，并且本发明并不局限于任何特定的应用和使用中。
此处描述的磁元件的一个实施例，包括由磁材料制成基本为矩形的本体的整体铁心结构。本体由相对的端面限定，相对侧边在端面之间延伸，顶面和底面和侧边和端面互连。第一导体开孔和每个端面、顶面以及底面间隔，第一导体开放整体穿过本体。第一间隙整体形成在本体并横向延伸到导体开孔。间隙延不完全穿过本体，以及第一导体元件穿过第一导体开孔建立导电通道，第一导体元件配置为表面安装端。
优选的，导体元件可以包括矩形导体。第二导体开孔可以形成在本体上并和第一导体开孔间隔，第二间隙可以形成在本体上并横向延伸到第二导体开孔，以及第二导体元件可以穿过第二导体开孔建立导电路径。第一间隙延伸到第一导体开孔并且第一间隙和第一导体开孔配置成T形结构。本体可以被纵轴和横轴限定，同时第一导体开孔和第一间隙基本平行于横轴延伸，以及第一导体开孔和第一间隙之间通常相互垂直延伸。底面包括相对凹陷表面，以及第一导体元件可以绕相对面和凹陷面卷绕。间隙的形成不需要利用由非磁材料制成的间隔元件。
此处还描述了用于表面电子元件的铁心组件的实施例。铁心组件包括一个铁心，其包括整体为磁材料的单片本体，多个导体开孔形成在铁心上，其中每个导体开孔之间相互间隔，多个间隙整体形成在铁心结构上而不需要利用间隔材料。每个间隙和对应的导体开孔连通，每个间隙延伸不完全穿过本体。
此处描述了表面安装元件的一个实施例。该元件包括单一铁心，其包括整体由磁材料制成的本体，本体具有纵轴和横轴。多个导体开孔形成在铁心上并延伸平行于横轴，多个导体开孔延纵轴相互间隔配置。多个非磁间隙物理形成在铁心结构上邻接对应的导体开孔，以及磁间隙的形成不需要应用绝缘材料到本体。导体元件位于每个导体开孔，以及间隙邻接导体元件，因此形成在单一铁心上形成多相电子元件。
优选的，铁心元件包括两个导体开孔。此外，铁心结构包括六个导体开孔。间隙在一个导体开孔和一个侧边之间单独延伸。该元件可以是感应器。
还描述了一个磁元件的实施例。该元件包括一个单片铁心结构整体由磁材料形成在本体，其具有非圆形的形状，本体具有相对的侧面。第一导体开孔在相对侧面之间完全延伸，并整体以相间隔位于侧面的外缘。间隙整体形成在本体中不需要利用外部间隙材料到本体，间隙具有第一和第二末端，第一末端中止在第一导体开孔处，并向其开孔，以及第二末端延伸到外缘。优选的，该元件进一步包括第二导体开孔和第二间隙。
此处还描述了一种磁元件。该元件包括单一铁心结构，其由同一磁材料整体形成在本体中，并具有相对侧面。第一导体开孔完全延伸在相对侧面之间并整体以相间隔位于每个侧面的外缘。第一间隙整体形成在本体中而不需要利用外部间隙材料到本体中，间隙具有第一和第二端，第一端中止于第一导体开孔并向其开孔，第二端延伸到外缘。C形导体元件直线延伸穿过开孔，导体元件具有相对端，相对端绕侧面弯曲，限定了元件的表面安装端。优选的，元件进一步包括第二导体开孔和第二间隙，以及该元件为感应器。
虽然根据不同的特定实施例描述了本发明，但本领域技术人员可以认识到，在权利要求的主旨和范围内，本发明可以改进。
Claims (30)
1.一种磁元件，包括：
一单一铁心结构，其由磁材料形成基本为矩形的本体，所述本体由相对的端面限定，并且具有在所述端面之间延伸的相对的侧边，以及与侧边和端面互连的顶面和底面；
与每个端面、顶面和底面间隔的第一导体开孔，所述第一导体开孔延伸整体穿过本体；
整体形成在所述本体中并横向延伸到所述第一导体开孔的第一间隙，所述第一间隙延伸不完全穿过本体；以及
穿过第一导体开孔建立导电通道的第一导体元件，所述第一导体元件配置为表面安装端。
2.如权利要求1所述磁元件，其中导体元件包括矩形导体。
3.如权利要求1所述的磁元件，进一步包括：第二导体开孔，其形成在所述本体上并和所述第一导体开孔相间隔；第二间隙，其形成在所述本体并横向延伸到所述第二导体开孔；及通过第二导体开孔建立导电通道的第二导体元件。
4.如权利要求1所述的磁元件，其中第一间隙和第一导体开孔布置成T形配置。
5.如权利要求1所述的磁元件，其中所述本体由纵轴和横轴限定，第一导体开孔和第一间隙基本平行于横轴延伸，第一导体开孔和第一间隙基本相互垂直延伸。
6.如权利要求1所述的磁元件，其中底面包括邻接于侧边的相对凹陷面，第一导体元件绕相对侧边和相对凹陷面卷绕。
7.如权利要求1所述的磁元件，其中导体元件在形状上与开孔互补。
8.如权利要求1所述的磁元件，其中间隙的形成不需要利用由非磁材料制成的间隔元件。
9.一种用于表面电子元件的铁心组件，该铁心组件包括：
一铁心，其包括整体由磁材料制成的单一本体，多个导体开孔形成在铁心中，其中多个导体开孔之间相互间隔，以及多个间隙不需要利用绝缘间隔材料并整体形成在铁心结构中，其中每个间隙和对应的导体开孔连通，以及每个间隙不完全在本体中延伸。
10.如权利要求9所述的铁心组件，进一步包括在对应的导体开孔中的导体元件。
11.如权利要求9所述的铁心组件，其中每个间隙基本垂直于对应的导体开孔延伸。
12.如权利要求9所述的铁心组件，其中导体开孔基本为矩形。
13.如权利要求9所述的铁心组件，其中导体开孔和其连通的间隙布置成T形构造。
14.如权利要求9所述的铁心组件，其中间隙横向延伸到导体开孔。
15.一种表面安装电子元件，包括：
单一铁心，其包括整体由磁材料制成的本体，所述本体具有纵轴和横轴；
形成在铁心中并平行于横轴延伸的多个导体开孔，所述多个导体开孔沿着纵轴相互间隔；
物理形成在铁心结构中邻接对应的导体开孔的多个非磁间隙，所述非磁间隙形成不需要利用绝缘材料应用到本体；以及
位于每个导体开孔中的导体元件，所述非磁间隙邻接所述导体元件，因此在单一铁心中形成多相电子元件。
16.如权利要求15所述的电子元件，其中铁心结构包括两个导体开孔。
17.如权利要求15所述的电子元件，其中铁心结构包括六个导体开孔。
18.如权利要求15所述的电子元件，其中非磁间隙横向延伸到相应的导体开孔。
19.如权利要求15所述的电子元件，其中每个非磁间隙与一个所述导体开孔相连通。
20.如权利要求15所述的电子元件，其中导体开孔基本为矩形。
21.如权利要求15所述的电子元件，其中非磁间隙与导体开孔布置成T形构造。
22.如权利要求15所述的电子元件，其中本体基本为矩形。
23.如权利要求15所述的电子元件，其中所述本体由相对的端面限定，并且具有在所述端面之间延伸的相对的侧边，非磁间隙单独在一个所述导体开孔和一个所述侧边之间延伸。
24.如权利要求15所述的电子元件，其中该电子元件是感应器。
25.一种磁元件，包括：
单片铁心结构，其整体由磁材料制成本体并具有非圆形状，所述本体具有相对侧面；
第一导体开孔，延伸完全在相对侧面之间并位于其内和每个侧面的外缘相间隔；以及
一间隙，整体形成在本体中而不需要利用外部间隙材料到本体，所述间隙具有第一和第二端，所述第一端终止在第一导体开孔并向其开放，所述第二端延伸到外缘。
26.如权利要求25所述的磁元件，进一步包括第二导体开孔和第二间隙。
27.如权利要求25所述的磁元件，进一步包括矩形导体穿过第一导体开孔插入并绕侧面弯曲。
28.一种磁元件，包括：
一个单一铁心结构，整体由单一磁材料制成具有相对侧面的本体；
第一导体开孔，整体延伸在相对侧面之间，并位于其内与每个侧面的外缘相间隔；
第一间隙，整体形成在本体上而不需要利用外部间隙材料到本体上，第一间隙具有第一和第二端，所述第一端终止于第一导体开孔并对其开放，所述第二端延伸到外缘；以及
线性延伸穿过开孔的C形导体元件，所述导体元件具有相对端，所述相对端绕所述本体的相对侧面卷绕限定了磁元件的表面安装端。
29.如权利要求28的磁元件，进一步包括第二导体开孔和第二间隙。
30.如权利要求28的磁元件，其中该磁元件为感应器。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190619 Address after: Dublin, Ireland Patentee after: Eaton Intelligent Power Co.,Ltd. Address before: American Texas Patentee before: Kuper Technology Corp. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120418 Termination date: 20200214 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |