CN102163489A - 一种串联集成电感器件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种串联集成电感器件，包括磁芯体、线圈骨架和线圈，所述磁体由中柱磁体和边柱磁体组成，所述骨架由底板和线圈挡板组成，围绕中柱磁分别在骨架上分别缠绕至少两组线圈，所述两组线圈的缠绕方向相反，所述两组线圈的圈数相同，一个线圈首端连接另一线圈的尾端，所述边柱磁体分别从两个线圈之间和两个线圈的外侧与中柱磁体相贴接触，所述边柱磁体与中柱磁体在线圈外侧的相接处之间设置磁路气隙。本发明的有益效果是：本发明合理的气隙位置使磁芯的电感因数增大，从而减少线圈匝数，节省了铜材。采用直接在磁芯体上缠绕线圈，减小了线圈的直径而可以进一步节省铜材，本发明电感器件能节约20%～60%的铜材，体积也可以减少10%～30%。

Description

一种串联集成电感器件

技术领域

本发明涉及电感器件，尤其涉及一种串联集成电感器件，可广泛应用于各种电子电器的电子线路中。

背景技术

传统的电感器件一般是由EE型磁心或EI型磁心配合线圈架绕上漆包线组成。为防止磁饱和现象发生，通常的做法是采用研磨磁心中柱的方法来设置磁路气隙，气隙处于电感器的线包中心。由于在磁路气隙附近存在扩散磁通，扩散磁通使气隙附近的线圈部分失去“电-磁”的转换作用，磁心的AL值减小，磁路气隙附近的部分线圈只起填充作用。气隙量越大扩散磁通就越大，无效填充的线圈也就越多，同时磁力线垂直穿过线包，引起一定的功率损耗。上述原因造成器件自身铜电阻和铜损增加，使器件的功耗升高，浪费电能和铜材，降低电感器件的使用寿命，另外一些电路需要两个或多个电感器串联使用，过去的做法是用多个独立的电感器进行串联，结果既增加了电感在电路中所占面积，又增加了生产成本和电路的损耗。

发明内容

本发明的目的是提供一种可显著节约铜材、提高品质因数（即Q值）的串联集成电感器件。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种串联集成电感器件，包括闭合磁回路磁芯体、线圈骨架和线圈，所述闭合磁回路磁体由中柱磁体和边柱磁体组成，所述骨架由底板和线圈挡板组成，线圈挡板垂直于底板设置形成至少两个线圈缠绕空间，电感器件的制作顺序是：首先，中柱磁体一个侧面与骨架底板贴合在一起，然后，在骨架线圈缠绕空间内的中柱磁体上缠绕绝缘层，围绕中柱磁体轴线分别在线圈缠绕空间内缠绕线圈，相邻的两组线圈的缠绕方向相反，各个线圈的缠绕圈数相同，首个线圈尾端连接与之相邻另一线圈的首端，首个线圈的首端与最后一个线圈的尾端从线圈骨架引出，所述边柱磁体分别从相邻两个线圈之间和首尾两个线圈的外侧与中柱磁体相贴接触，所述边柱磁体与中柱磁体的接触处之间设置磁路气隙。

所述线圈挡板垂直于底板设置形成两个线圈缠绕空间，所述边柱磁体至少有两个，边柱磁体设有一个直臂，在直臂两端设有两个端折臂，在直臂中间位置上设有一个中折臂，端折臂和中折臂位于直臂的同一侧形成E字型；两个边柱磁体折臂的外向端面贴向中柱磁体的两个侧面、形成双日字形闭合磁回路，所述边柱磁体与中柱磁体在线圈外侧的相接处之间设置磁路气隙。

所述线圈挡板垂直于底板设置形成两个线圈缠绕空间，所述中柱磁体在骨架两个线圈缠绕空间外侧向外凸起形成工字型中柱磁体，工字型中柱磁体卡入线圈骨架，所述边柱磁体与中柱磁体的磁路气隙位于线圈内层到最外层的中间位置，所述边柱磁体与中柱磁体在线圈外侧的相接处之间设置磁路气隙。

所述线圈挡板垂直于底板设置形成两个线圈缠绕空间，所述中柱磁体在两组线圈之间处设有凸起的平台，中柱磁体卡入线圈骨架，所述边柱磁体与中柱磁体凸起平台相贴接触面位于线圈内层到最外层的中间位置，所述边柱磁体与中柱磁体在线圈外侧的相接处之间设置磁路气隙。

所述线圈挡板垂直于底板设置形成三个或四个线圈缠绕空间中的一种。

一种串联集成电感器件，包括闭合磁回路磁芯体、线圈骨架和线圈，所述闭合磁回路磁体由中柱磁体和边柱磁体组成，所述骨架由底板和线圈挡板组成，线圈挡板垂直于底板设置形成两个线圈缠绕空间，所述中柱磁体为一个中段有下凹槽的U形长方体，电感器件的制作顺序是：首先，中柱磁心体下凹侧的面与骨架底板贴合在一起，在骨架线圈缠绕空间内的中心磁体上缠绕绝缘层，围绕中柱磁体轴线分别在骨架两个线圈缠绕空间内缠绕两组线圈，所述两组线圈的缠绕方向相反，所述两组线圈的圈数相同，一个线圈首端连接另一线圈的尾端，两个线圈的另一组首尾端从线圈骨架引出，所述边柱磁体设有一个直臂，在直臂两端设有两个端折臂，在直臂中间位置上设有一个中折臂，端折臂和中折臂位于直臂的同一侧形成E字型，所述边柱磁体为两个，两个端折臂分别从两个线圈的外侧与中柱磁体相贴接触，两个边柱磁体中折臂穿入所述中柱磁体中段的下凹槽空间相互接触，所述边柱磁体与中柱磁体在线圈外侧的相接处之间设置磁路气隙。

所述中柱磁体中段下凹槽的深度是长方形中柱磁体宽度的二分之一。

所述中柱磁体中段下凹的深度是长方形中柱磁体宽度的三分之二。

一种串联集成电感器件，包括闭合磁回路磁芯体、线圈骨架和线圈，所述闭合磁回路磁体由中柱磁体和边柱磁体组成，所述骨架由中柱磁体套筒和线圈挡板组成，中柱磁体套筒的一个侧面设置有电感器件固定台座，在固定台座上设置有线圈引出线，所述线圈挡板围绕中柱磁体套筒设置形成至少两个线圈缠绕空间，中柱磁体套筒在线圈缠绕空间之间为透空，在骨架线圈缠绕空间内缠绕有线圈，相邻线圈的缠绕方向相反，所述线圈的缠绕圈数相同，首线圈尾端连接与之相邻另一线圈的首端，首线圈的首端与最末尾线圈的尾端从线圈骨架固定台座上设置的线圈引出线引出，所述中柱磁体穿入中柱磁体套筒，所述边柱磁体与中柱磁体相贴接触，所述边柱磁体与中柱磁体相接触之间设置磁路气隙。

所述线圈挡板为四块，四块线圈挡板围绕中柱磁体套筒设置形成两个线圈缠绕空间，所述边柱磁体分别从两个线圈之间和两个线圈的外侧与中柱磁体相贴接触，所述边柱磁体与中柱磁体在两个线圈外侧的相接处之间设置磁路气隙。

本发明的有益效果是：

1.与传统的采用EE型或EI型磁心的电感器件相比较，由于本发明的采用多日字形磁回路，改变了传统器件的单磁路气隙结构，使得磁路磁压分布均匀，可显著减小扩散磁通，扩散磁通减小、合理的气隙位置使其对线圈的影响减小，磁心的电感因数增大，从而减少线圈匝数，节省了铜材。中柱磁体的绝缘层较薄；本发明采用直接在磁心体上缠绕线圈，最内层的线圈紧贴在中柱磁体的表面上，减小了线圈的直径而可以进一步节省铜材，本发明电感器件能节约20%～60%的铜材，体积也可以减少10%～30%；

2.本发明采用多绕组，并且相邻绕组线圈绕向相反、线圈圈数相同的结构提高了磁心的利用率，特别是特制的骨架结构非常利于电感器件的应用安装，减少了用户的安装与使用成本；

3.本发明电感器件气隙远离线包，有效地减少了扩散磁通的影响，降低了器件的功率损耗，既节约电能又延长产品的使用寿命。

下面结合附图和实施例对本发明作详细描述。

附图说明

图1为串联集成电感器件结构图；

图2为线圈骨架结构图；

图3为工字型中柱磁体与E形边柱磁体组合的磁路示意图；

图4为工字型中柱磁体的电感器件结构图；

图5为十字型中柱磁体与E形边柱磁体组合的磁路示意图；

图6为U字型中柱磁体与E形边柱磁体组合的磁路示意图；

图7为带有中柱磁体套筒多组线圈骨架结构图；

图8为中柱磁体套筒骨架套上闭合磁路的结构图；

图9为为带有中柱磁体套筒双组线圈骨架的电感器件结构图。

具体实施方式

实施例一：

一种串联集成电感器件实施例，参见图1和图2，所述电感器件包括闭合磁回路磁芯体1、线圈骨架2和线圈3，所述闭合磁回路磁体由中柱磁体1-1和边柱磁体1-2组成，所述骨架由底板2-1和线圈挡板2-2组成，线圈挡板垂直于底板设置形成至少两个线圈缠绕空间2-3，中柱磁体一个侧面1-1-1与骨架底板贴合在一起，在骨架线圈缠绕空间内的中心磁体上缠绕绝缘层，围绕中柱磁体轴线分别在线圈缠绕空间内缠绕线圈，相邻两组线圈的缠绕方向相反，每组线圈的圈数相同，首个线圈尾端连接与之相邻另一线圈的首端，首个线圈的首端与最后尾个线圈的尾端从线圈骨架引出，所述边柱磁体分别从相邻两个线圈之间和首尾两个线圈的外侧与中柱磁体相贴接触，所述边柱磁体与中柱磁体在线圈外侧的相接处之间设置磁路气隙4。

上述实施例中电感器件的制作顺序是：首先是将中柱磁体放入线圈骨架，然后如用厚度0.15mm的PET塑料薄膜将中柱磁体与骨架包封在一起，而后再缠绕线圈，这样一来，线包与中柱磁体的平均距离缩小了一个骨架板的厚度，大约是0.25mm，此改变使每绕一匝线圈漆包线长度减短了3～6mm。

除使用厚度薄耐压高的绝缘材料外，还可以直接对中柱磁体绕线位置的磁心柱表面进行喷涂绝缘层处理，所喷涂绝缘层的厚度小于0.5mm，将绕组线圈直接绕在磁芯上，此改变亦会使每绕一匝线圈的漆包线长度大为减短。

边柱磁体与中柱磁体在线圈外侧的相接处之间设置磁路气隙，减小了由于在磁路气隙附近存在扩散磁通与线圈的作用所引起的功率损耗。

采用每组线圈圈数相同，是磁和铜材料使用最省的最优化设计。

实施例二：

一种串联集成电感器件另一应用实施例，参见图1和实施例1，实施例1中所述边柱磁体可以是一个，两个或三个，所述线圈挡板垂直于底板设置可以形成两个或三个或四个线圈缠绕空间，本实施例中，所述线圈挡板垂直于底板设置形成两个线圈缠绕空间，所述边柱磁体有两个，边柱磁体是有一个直臂，在直臂两端设有两个端折臂，在直臂中间位置上设有一个中折臂，端折臂和中折臂位于直臂的同一侧形成E字型；两个边柱磁体折臂的外向端面贴向中柱磁体的两个侧面、形成双日字形闭合磁回路；所述边柱磁体分别从两个线圈之间两个线圈的外侧与中柱磁体相贴接触，所述边柱磁体与中柱磁体在线圈外侧的相接处之间设置磁路气隙。

实施例三：

一种串联集成电感器件另一应用实施例，参见图3、图4和实施例1，为了进一步减小气隙附近存在扩散磁通与线圈的作用所引起的功率损耗。在实施例1的基础上，本实施例所述线圈挡板垂直于底板设置形成两个线圈缠绕空间，所述中柱磁体在骨架两个线圈缠绕空间外侧向外凸起1-1-2形成工字型中柱磁体，工字型中柱磁体卡入线圈骨架，所述边柱磁体与中柱磁体的磁路气隙位于线圈内层到最外层的中间位置；所述边柱磁体分别从两个线圈之间两个线圈的外侧与中柱磁体相贴接触，所述边柱磁体与中柱磁体在线圈外侧的相接处之间设置磁路气隙。

实施例四：

一种串联集成电感器件另一应用实施例，参见图1，图5和实施例1，因为边柱磁体从两个线圈之间与中柱磁体相贴接触面也存在漏磁，为了减小漏磁与线圈的作用所引起的功率损耗。在实施例1的基础上，所述线圈挡板垂直于底板设置形成两个线圈缠绕空间，所述中柱磁体在两组线圈之间处设有凸起的平台1-1-3，形成十字型中柱磁体，中柱磁体卡入线圈骨架，所述边柱磁体与中柱磁体凸起平台相贴接触面位于线圈内层到最外层的中间位置；所述边柱磁体分别从两个线圈之间两个线圈的外侧与中柱磁体相贴接触，所述边柱磁体与中柱磁体在线圈外侧的相接处之间设置磁路气隙。

实施例五：

一种串联集成电感器件优选实施例，参见图1和图6，所述电感器件包括闭合磁回路磁芯体、线圈骨架和线圈，所述闭合磁回路磁体由中柱磁体和边柱磁体组成，所述骨架由底板和线圈挡板组成，线圈挡板垂直于底板设置形成两个线圈缠绕空间，所述中柱磁体为一个中段有下凹槽1-1-4的U形长方体，电感器件的制作顺序是：中柱磁心体下凹侧的面与骨架底板贴合在一起，在骨架线圈缠绕空间内的中心磁体上缠绕绝缘层，围绕中柱磁体轴线分别在骨架两个线圈缠绕空间内缠绕两组线圈，所述两组线圈的缠绕方向相反，所述两组线圈的圈数相同，一个线圈首端连接另一线圈的尾端，两个线圈的另一组首尾端从线圈骨架引出，所述边柱磁体设有一个直臂，在直臂两端设有两个端折臂，在直臂中间位置上设有一个中折臂，端折臂和中折臂位于直臂的同一侧形成E字型，所述边柱磁体为两个，两个端折臂分别从两个线圈的外侧与中柱磁体相贴接触，两个边柱磁体中折臂穿入所述中柱磁体中段的下凹槽空间相互接触，所述边柱磁体与中柱磁体在线圈外侧的相接触之间设置磁路气隙。

采用此种结构可以进一步的减小漏磁与线圈的作用所引起的功率损耗。

其中所述中柱磁体中段下凹槽的深度是长方形中柱磁体宽度的二分之一是这种结构的优选方案之一。

所述中柱磁体中段下凹的深度是长方形中柱磁体宽度的三分之二是这种结构的优选方案之二。

实施例六：

一种串联集成电感器件实施例，参见图7、图8和实施例1；为了使电感器件能够牢固地安装在线路板上，本实施例对骨架的牢固性进行了改进，因此，本实施例的一种串联集成电感器件，包括闭合磁回路磁心体1、线圈骨架2和线圈3，所述闭合磁回路磁体由中柱磁体和边柱磁体组成，所述骨架由中柱磁体套筒2-4和线圈挡板2-2组成，中柱磁体套筒的一个侧面设置有电感器件固定台座2-5，在固定台座上设置有线圈引出线2-6，有了固定台座的电感器件就非常容易的固定在线路板上，所述线圈挡板围绕中柱磁体套筒设置形成至少两个线圈缠绕空间，中柱磁体套筒在线圈缠绕空间之间为透空2-7，在骨架线圈缠绕空间内缠绕有线圈，相邻线圈的缠绕方向相反，所述线圈的缠绕圈数相同，首个线圈尾端连接与之相邻另一线圈的首端，首个线圈的首端与末尾线圈的尾端从线圈骨架固定台座上设置的线圈引出线引出，所述中柱磁体穿入中柱磁体套筒，所述边柱磁体分别从线圈之间和首尾线圈的外侧与中柱磁体相贴接触，所述边柱磁体与中柱磁体相接处之间设置磁路气隙，本实施例采用长条形气隙片5插入中柱磁体套筒置于中柱磁体和边柱磁体之间，非常方便串联集成电感器件的制作。

实施例七：

一种串联集成电感器件另一实施例，参见实施例六和图9，本实施例是实施例六中的一种两组线圈的实施例，在本实施例中所述线圈挡板为四块，四块线圈挡板围绕中柱磁体套筒设置形成两个线圈缠绕空间，所述边柱磁体分别从两个线圈之间和两个线圈的外侧与中柱磁体相贴接触，所述边柱磁体与中柱磁体在两个线圈外侧的相接处之间设置磁路气隙。磁路气隙只设置在两个线圈外侧便于调节。

Claims (10)

1. 一种串联集成电感器件，包括闭合磁回路磁芯体、线圈骨架和线圈，所述闭合磁回路磁体由中柱磁体和边柱磁体组成，其特征在于，所述骨架由底板和线圈挡板组成，线圈挡板垂直于底板设置形成至少两个线圈缠绕空间，电感器件的制作顺序是：首先，中柱磁体一个侧面与骨架底板贴合在一起，然后，在骨架线圈缠绕空间内的中柱磁体上缠绕绝缘层，围绕中柱磁体轴线分别在线圈缠绕空间内缠绕线圈，相邻的两组线圈的缠绕方向相反，各个线圈的缠绕圈数相同，首个线圈尾端连接与之相邻另一线圈的首端，首个线圈的首端与最后一个线圈的尾端从线圈骨架引出，所述边柱磁体分别从相邻两个线圈之间和首尾两个线圈的外侧与中柱磁体相贴接触，所述边柱磁体与中柱磁体的接触处之间设置磁路气隙。

2.根据权利要求1所述的一种串联集成电感器件，其特征在于，所述线圈挡板垂直于底板设置形成两个线圈缠绕空间，所述边柱磁体至少有两个，边柱磁体设有一个直臂，在直臂两端设有两个端折臂，在直臂中间位置上设有一个中折臂，端折臂和中折臂位于直臂的同一侧形成E字型；两个边柱磁体折臂的外向端面贴向中柱磁体的两个侧面、形成双日字形闭合磁回路，所述边柱磁体与中柱磁体在线圈外侧的相接处之间设置磁路气隙。 

3.根据权利要求2所述的一种串联集成电感器件，其特征在于，所述中柱磁体在骨架两个线圈缠绕空间外侧向外凸起形成工字型中柱磁体，工字型中柱磁体卡入线圈骨架，所述边柱磁体与中柱磁体的磁路气隙位于线圈内层到最外层的中间位置。

4.根据权利要求2所述的一种串联集成电感器件，其特征在于，所述中柱磁体在两组线圈之间处设有凸起的平台，中柱磁体卡入线圈骨架，所述边柱磁体与中柱磁体凸起平台相贴接触面位于线圈内层到最外层的中间位置。

5.根据权利要求1所述的一种串联集成电感器件，其特征在于，所述线圈挡板垂直于底板设置形成三个或四个线圈缠绕空间中的一种。

6. 一种串联集成电感器件，包括闭合磁回路磁芯体、线圈骨架和线圈，所述闭合磁回路磁体由中柱磁体和边柱磁体组成，其特征在于，所述骨架由底板和线圈挡板组成，线圈挡板垂直于底板设置形成两个线圈缠绕空间，所述中柱磁体为一个中段有下凹槽的U形长方体，电感器件的制作顺序是：首先，中柱磁芯体下凹侧的面与骨架底板贴合在一起，在骨架线圈缠绕空间内的中心磁体上缠绕绝缘层，围绕中柱磁体轴线分别在骨架两个线圈缠绕空间内缠绕两组线圈，所述两组线圈的缠绕方向相反，所述两组线圈的圈数相同，一个线圈首端连接另一线圈的尾端，两个线圈的另一组首尾端从线圈骨架引出，所述边柱磁体设有一个直臂，在直臂两端设有两个端折臂，在直臂中间位置上设有一个中折臂，端折臂和中折臂位于直臂的同一侧形成E字型，所述边柱磁体为两个，两个端折臂分别从两个线圈的外侧与中柱磁体相贴接触，两个边柱磁体中折臂穿入所述中柱磁体中段的下凹槽空间相互接触，所述边柱磁体与中柱磁体在线圈外侧的相接处之间设置磁路气隙。

7.根据权利要求6所述的一种串联集成电感器件，其特征在于，所述中柱磁体中段下凹槽的深度是长方形中柱磁体宽度的二分之一。

8.根据权利要求6所述的一种串联集成电感器件，其特征在于，所述中柱磁体中段下凹的深度是长方形中柱磁体宽度的三分之二。

9. 一种串联集成电感器件，包括闭合磁回路磁芯体、线圈骨架和线圈，所述闭合磁回路磁体由中柱磁体和边柱磁体组成，其特征在于，所述骨架由中柱磁体套筒和线圈挡板组成，中柱磁体套筒的一个侧面设置有电感器件固定台座，在固定台座上设置有线圈引出线，所述线圈挡板围绕中柱磁体套筒设置形成至少两个线圈缠绕空间，中柱磁体套筒在线圈缠绕空间之间为透空，在骨架线圈缠绕空间内缠绕有线圈，相邻线圈的缠绕方向相反，所述线圈的缠绕圈数相同，首线圈尾端连接与之相邻另一线圈的首端，首线圈的首端与最末尾线圈的尾端从线圈骨架固定台座上设置的线圈引出线引出，所述中柱磁体穿入中柱磁体套筒，所述边柱磁体与中柱磁体相贴接触，所述边柱磁体与中柱磁体相接触之间设置磁路气隙。

10.根据权利要求9所述的一种串联集成电感器件，其特征在于，所述线圈挡板为四块，四块线圈挡板围绕中柱磁体套筒设置形成两个线圈缠绕空间，所述边柱磁体分别从两个线圈之间和两个线圈的外侧与中柱磁体相贴接触，所述边柱磁体与中柱磁体在两个线圈外侧的相接处之间设置磁路气隙。

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