CN105719785B - 电感器组件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电感器组件，该电感器组件由多个电感器封装而成，电感器包括电感线圈和两个E型磁芯，磁芯包括底柱及由底柱朝同一侧凸伸出的中柱和两边柱，底柱、中柱及两个边柱共同形成一磁芯平面，两个边柱分列于中柱的两侧；两个磁芯的开口端相面对，两个磁芯的中柱相面对，两个磁芯的边柱两两且面面相抵，两个磁芯形成两个磁回路；电感线圈绕设在两个磁芯的中柱上，两个磁芯的中柱之间形成气隙；电感器在磁芯平面上紧密排列成矩形阵列，每两个相邻接的电感器的磁芯面面相抵。本发明还提供了一种上述电感器组件的制造方法。该电感器组件对外电磁干扰大大降低，并且显著提高了空间利用率，即使得电感器的体积小、磁屏蔽效果好。

Description

电感器组件及其制造方法

技术领域

本发明涉及电感器技术领域，更具体地涉及一种电感器组件及其制造方法。

背景技术

电子电器产品日趋朝着小型化、多功能化方向迅速发展，在这些产品中功率电感器由于其体积较大，尤其是在需要使用多个功率电感器时，其空间利用率则更低，很多程度上阻碍了产品的小型化；并且，这些功率电感器磁屏蔽效果差，容易对其他电路产生电磁干扰，尤其会在产品集合各种功能模块时对产品的多功能化的设计和实现产生各种难以规避的限制。因此，现有电感器需要进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电感器组件，旨在解决现有电感器空间利用率低、易产生电磁干扰的问题。

本发明是这样实现的：提供一种电感器组件，由多个电感器封装而成，所述电感器包括电感线圈和两个E型磁芯，所述磁芯包括底柱及由所述底柱朝同一侧凸伸出的中柱和两边柱，所述底柱、所述中柱及两个所述边柱共同形成一磁芯平面，两个所述边柱分列于所述中柱的两侧；两个所述磁芯的开口端相面对，两个所述磁芯的中柱相面对，两个所述磁芯的边柱两两且面面相抵，两个所述磁芯形成两个磁回路；所述电感线圈绕设在两个所述磁芯的所述中柱上，两个所述磁芯的中柱之间形成气隙；

所述电感器在所述磁芯平面上紧密排列成矩形阵列，每两个相邻接的所述电感器的磁芯面面相抵。

进一步地，两个相邻接的所述电感器的所述磁芯面面相抵处中的至少一处开设有气隙。

进一步地，所述电感器组件还包括与所述电感线圈的两端分别电连接的导电插件。

进一步地，所述电感器组件还包括与所述电感器相固定的固定板，所述导电插件垂直固定在所述固定板上。

进一步地，所述电感线圈排列成1×2的矩形阵列。

进一步地，所述电感线圈排列成2×2的矩形阵列。

进一步地，所述磁芯由锰锌铁氧体材料制成。

本发明还提供了一种上述电感器组件的制造方法，包括步骤：

使两个所述磁芯的开口端相面对，两个所述磁芯的中柱相面对，两个所述磁芯的边柱两两且面面相抵，两个所述磁芯形成两个磁回路，两个所述磁芯的中柱之间形成气隙；然后将包漆的电感线圈绕设在两个所述磁芯的所述中柱上，在所述电感线圈上涂覆固化剂后将所述固化剂烘干，从而制成所述电感器；将制成的多个所述电感器用粘接剂粘结以形成紧密排列的矩形阵列，并使每两个相邻接的所述电感器的磁芯面面相抵，然后用灌装材料将所述电感器模压一体封装。

本发明还提供了另一种上述电感器组件的制造方法，包括步骤：在两个所述磁芯的预定面面相抵处中的至少一处开设气隙；使两个所述磁芯的开口端相面对，两个所述磁芯的中柱相面对，两个所述磁芯的边柱两两且面面相抵，两个所述磁芯形成两个磁回路，两个所述磁芯的中柱之间形成气隙；然后将包漆的电感线圈绕设在两个所述磁芯的所述中柱上，在所述电感线圈上涂覆固化剂后将所述固化剂烘干，从而制成所述电感器；将制成的多个所述电感器用粘接剂粘结以形成紧密排列的矩形阵列，并使每两个相邻接的所述电感器的磁芯面面相抵，两个所述磁芯的所述气隙相通而共同形成一个总的气隙，然后用灌装材料将所述电感器模压一体封装。

本发明还提供了再一种上述电感器组件的制造方法，包括步骤：在两个所述磁芯的预定面面相抵处中的至少一处开设气隙；使两个所述磁芯的开口端相面对，两个所述磁芯的中柱相面对，两个所述磁芯的边柱两两且面面相抵，两个所述磁芯形成两个磁回路，两个所述磁芯的中柱之间形成气隙；然后将包漆的电感线圈绕设在两个所述磁芯的所述中柱上，在所述电感线圈上涂覆固化剂后将所述固化剂烘干，从而制成所述电感器；将制成的多个所述电感器用粘接剂粘结以形成紧密排列的矩形阵列，并使每两个相邻接的所述电感器的磁芯面面相抵，两个所述磁芯的所述气隙相通而共同形成一个总的气隙，然后用灌装材料将所述电感器、所述固定板和所述导电插件模压一体封装。

在本发明的电感器组件中，多个电感器紧密排列，每两个相邻接的电感器的磁芯面面相抵，这种设置不仅使得整个电感器组件对外电磁干扰大大降低，并且显著提高了空间利用率，使得电感器的体积小、磁屏蔽效果好，从而能够更好地满足电子电器产品小型化、多功能化的需求。进一步地，在磁芯相抵处的外侧开设有气隙，这不仅进一步减小了电感器的体积、提高了磁屏蔽效果，还增强了电感器的抗饱和能力，从而实现较低的直流电阻和较高的额定电流。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明较佳实施例的磁芯的结构示意图；

图2为本发明较佳实施例的电感器的结构示意图；

图3为本发明第一优选实施例的电感器组件中电感器的排列示意图；

图4为本发明第二优选实施例的电感器组件的立体结构示意图；

图5为本发明第三优选实施例电感器组件中电感器的排列示意图；

图6为本发明第四优选实施例的电感器组件的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位、位置关系为基于附图所示的方位、位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本发明的限制。

请结合参阅图1、图2。电感器1包括电感线圈11和两个磁芯，即第一磁芯12和第二磁芯13。

其中，磁芯12为E型磁芯。具体地，第一磁芯12包括沿某一方向(图1、图2中的水平方向)延伸的底柱124，以及底柱124朝一侧(图1、图2中的竖直向上方向)垂直凸伸出的中柱121和两边柱122、123，且两边柱122、123分列于中柱121的两侧。底柱124、中柱121和两边柱122、123组成“E”字形的结构；在图1、图2中，该“E”字形结构的开口向上。在边柱122、123远离中柱121的一侧，分别开设有气隙12a；在底柱124的远离中柱121的一侧，开设有气隙12b。在中柱121的远离底柱124的一端(即开口端12P)上还开设有气隙12c。

相同地，磁芯13也为E型磁芯，具体地，第二磁芯13包括沿某一方向(图2中的水平方向)延伸的底柱134，以及底柱134朝一侧(图2中的竖直向下方向)垂直凸伸出的中柱131和两边柱132、133，且两边柱132、133对称地列于中柱131的两侧。底柱134、中柱131和两边柱132、133组成“E”字形结构；在图2中，该“E”字形结构的开口向下。在边柱132、133远离中柱131的一侧，分别开设有气隙13a；在底柱134的远离中柱131的一侧，开设有气隙13b。在中柱131的远离底柱134的一端，也开设有气隙(图中未标号)。

第一磁芯12和第二磁芯13两者仅仅是朝向不同，即第一磁芯12的开口朝上，第二磁芯13的开口朝下，第一磁芯12和第二磁芯13的开口端朝向相反且面面相抵。其中，第一磁芯12的边柱123与第二磁芯13的边柱132面面相抵，第一磁芯12的边柱122与第二磁芯13的边柱133面面相抵；第一磁芯12的中柱121与第二磁芯13的中柱131相正对。边柱123上开设的气隙12a和边柱132上开设的气隙13a在气隙12a、13a的延伸方向上共同组成一个截面积较大的气隙1a；边柱122上开设的气隙12a和边柱133上开设的气隙13a共同组成一个截面积较大的气隙1a。中柱121开口端上开设的气隙12c与中柱131的开口端上开设的气隙在气隙的厚度方向上共同组成一个较厚的气隙12C。

由此，第一磁芯12和第二磁芯13组成一个倒放的“曰”字形结构。第一磁芯12的中柱121和第二磁芯13的中柱131组成中心柱(图中未标示)，电感线圈11则绕设在中心柱上。在电感线圈11通电时，第一磁芯12和第二磁芯13组成的“曰”字形结构可为电感线圈的激励磁场提供两个磁回路P1、P2。

气隙12C的存在能够显著地提高电感器1的抗电流饱和能力。然而，该电感器在单独使用时，这种设计也相应地导致电感线圈11所产生的相当一部分磁势都加在气隙12C上，进而使得气隙12C边缘和邻近磁路上存在较为严重的边缘磁通和杂散磁通，即易对其他电路模块产生干扰。

本发明中的磁芯材料优先选用具有较高磁导率的磁芯材料，还将多个相同或大致相同的上述电感器紧密排列成矩阵列，并将其封装成一体化的电感器组件，而不是对单个的电感器进行应用，以提高磁利用效率、降低边缘磁通和杂散磁通，进而减小体积并减小对外的电磁干扰。以下结合具体实施例对电感器组件进一步详细描述。

第一实施例：

请结合参阅图2、图3。在本实施例中，电感器组件2包括两个如图2所示的电感器，为具体区分分别将其标记为电感器10a和电感器10b。电感器10a、10b的电感线圈11的中心轴相互平行，在图1、图2中电感器10a、10b的电感线圈11的中心轴则均为沿上下方向延伸。两电感器10a、10b的边柱面面相抵，即电感器10a的边柱132与电感器10b的边柱133面面相抵，电感器10a的边柱123与电感器10b的边柱122面面相抵，进而紧密排列成1×2的矩形阵列。在这两个相邻接的电感器10a、10b的磁芯12外侧的相抵处，电感器10a的气隙1a与电感器10a的气隙1a，共同组成一个较厚的气隙1a’。

经过这种特殊排列后再经过粘结剂粘结并封装后，就可得到本实施例最终的电感器组件。本实施例的电感器封装过程与一般的电感器封装类似，因此在此不再赘述。在其他的一些实施例中，各电感器1的电感线圈11的中心轴不一定平行，只需要满足上述“面面相抵”的条件即可。

在本实施例中，磁芯由锰锌铁氧体材料制成；在其他的一些实施例中，磁芯由还可由其他高磁导率的材料制成，例如镍锌铁氧体材料制成。

由于两电感器10a、10b紧密排列，其在相抵接处的边缘磁通和杂散磁通相互削弱，进而大大降低了对外的电磁干扰，即磁屏蔽效果好；同时提高了集成度，降低了体积。特别是气隙1a’的存在则进一步限制了边缘磁通和杂散磁通向外部扩散，进而提高了磁通利用率、降低了直流电阻；并能够将两电感器10a、10b的相互影响降至较低水平，因而还可降低电感器工作时产生的噪音。

由于在本实施例中，电感器10a、10b在开设有气隙12b、13b的一侧并不相抵，因此气隙12b、13b还可以酌情省略；电感器10a、10b的远离气隙1a’一侧上的气隙12a和13a也不相抵，也可以酌情省略。在另外的一些实施例中，还甚至可不设置气隙12a、13a，仅靠两个电感器之间的紧密排列就已经可以达到本发明的技术目的，即电感器体积小、磁屏蔽效果好，因为这两电感器的相邻一侧的边缘磁通和杂散磁通由于两电感器之间的相互制约而被极大地削弱。

第二实施例：

请结合参阅图3和图4。本实施例中的电感器组件与第一实施例的电感器组件相比，还包括固定板14和垂直固定于固定板14上的四个导电插件16a、16b、16c和16d。其中，固定板14与电感器10一起封装，即固定板14与电感器10之间通过灌装材料15相固定。该灌装材料15可选用树脂材料，例如聚丙烯材料，固定板14的材料可选用酚醛树脂。其中，导电插件16a与电感器10b的电感线圈11的一端电连接，导电插件6b与电感器10b的电感线圈11的另一端电连接；导电插件16c与电感器10a的电感线圈11的一端电连接，导电插件16d与电感器10a的电感线圈11的另一端电连接。这些多个导电插件可以设置为导电插片或导电插针，或者导电插片与导电插针的组合。

通过设置导电插件，进一步使得本发明的电感器能够方便地应用于各种电子电器设备，模块化程度高；通过设置固定板，则方便了导电插件的安装，并可以增强各电感器之间的连接强度，防止振动时相脱离。

第三实施例：

请结合参阅图2、图3、图5。在本实施例中，与第一实施例的不同之处在于，本实施例中的电感器组件10进一步包括两个如图2所示的电感器，为便于区分，将其分别标记为电感器10c、10d。

在这四个电感器中，电感器10c、10d的相对位置关系与第二实施例中电感器10a、10b相对位置关系完全相同。在本实施例中，电感器10a的底柱124与电感器10c的底柱134面面相抵，同时电感器10a的气隙12b与电感器10c的气隙13b相正对，在气隙12b与气隙13b的延伸方向上一起组成新的气隙1b。同样地，电感器10b、10d的相对位置关系与电感器10a、10c的相对位置关系完全相同，即电感器10c的底柱124与电感器10d的底柱134面面相抵，同时电感器10c的气隙12b与电感器10d的气隙13b相正对，在气隙12b与气隙13b的延伸方向上一起组成新的气隙1b。

由此这四个电感器10a、10b、10c、10d紧密排列成2×2的矩形阵列。相对第一实施例多了两处面面相抵处，这样就进一步提高了电感器的密集度、增强了磁屏蔽效果。

由于在本实施例中，电感器10a、10b的气隙13b，电感器10c、10d的气隙12b，以及电感器10a、10b、10c、10d外侧的气隙12a、13a均不起作用，因此在其他的一些实施例中还可以酌情省略。在另外的一些实施例中，电感器还可完全不设置气隙，仅靠两个电感器之间的紧密排列就已经可以达到本发明的技术目的，即电感器体积小、磁屏蔽效果好，因为这四个电感器的相邻一侧的边缘磁通和杂散磁通由于两电感器之间的相互制约而被极大地削弱。

第四实施例：

请结合参阅图5、图6。在本实施例中，本实施例中的电感器组件与第三实施例的电感器组件相比，还包括固定板14和垂直固定的固定板14上的八个导电插件16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16h。其中，固定板14与电感器10一起封装，即固定板14与电感器10之间通过灌装材料15相固定。该灌装材料15可优用环氧树脂，固定板14的材料可选用氨基塑料。其中，导电插件16a与电感器10b的电感线圈11的一端电连接，导电插件16b与电感器10b的电感线圈11的另一端电连接；导电插件16c与电感器10a的电感线圈11的一端电连接，导电插件16d与电感器10a的电感线圈11的另一端电连接；导电插件16e与电感器10d的电感线圈11的一端电连接，导电插件16f与电感器10d的电感线圈11的另一端电连接；导电插件16g与电感器10c的电感线圈11的一端电连接，导电插件16h与电感器10c的电感线圈11的另一端电连接。

以上仅通过具体实施例说明了本发明中1×2及2×2的矩形阵列，然而在其他的一些实施例中，还可就为其他行列数的矩形阵列，或仅为该矩形阵列的一部分；例如，还可以为1×2的矩形阵列，当形成1×2的矩形阵列时，则是一电感器的一磁芯的底柱与另一电感器的一磁芯的底柱相正对。另外，需要说明的是，在本发明中相邻近的电感器上所通电流方向和电感线圈的绕线方向并不重要，独自改变任一个或多个电感线圈的电流方向或绕线方向均可达到本发明所要达到的效果。

以下简要说明本发明用于制造上述电感器组件的方法，该方法包括步骤：使两个磁芯的开口端相面对，两个磁芯的中柱相面对，两个磁芯的边柱两两且面面相抵，两个磁芯形成两个磁回路，两个磁芯的中柱之间形成气隙；然后将包漆的电感线圈绕设在两个磁芯的中柱上，在电感线圈上涂覆固化剂后将固化剂烘干，从而制成电感器；将制成的多个电感器用粘接剂粘结以形成紧密排列的矩形阵列，并使每两个相邻接的电感器的磁芯面面相抵，然后用灌装材料将电感器模压一体封装。

在另外的一些需要在面面相抵处开设气隙的实施例中，可用以下方法制造上述电感器组件：在两个磁芯的预定面面相抵处中的至少一处开设气隙；使两个磁芯的开口端相面对，两个磁芯的中柱相面对，两个磁芯的边柱两两且面面相抵，两个磁芯形成两个磁回路，两个磁芯的中柱之间形成气隙；然后将包漆的电感线圈绕设在两个磁芯的中柱上，在电感线圈上涂覆固化剂后将固化剂烘干，从而制成电感器；将制成的多个电感器用粘接剂粘结以形成紧密排列的矩形阵列，并使每两个相邻接的电感器的磁芯面面相抵，两个磁芯的气隙相通而共同形成一个总的气隙，然后用灌装材料将电感器模压一体封装。

在另外的一些需要设置固定板的实施例中，可用以下方法制造上述电感器组件：在两个磁芯的预定面面相抵处中的至少一处开设气隙；使两个磁芯的开口端相面对，两个磁芯的中柱相面对，两个磁芯的边柱两两且面面相抵，两个磁芯形成两个磁回路，两个磁芯的中柱之间形成气隙；然后将包漆的电感线圈绕设在两个磁芯的中柱上，在电感线圈上涂覆固化剂后将固化剂烘干，从而制成电感器；将制成的多个电感器用粘接剂粘结以形成紧密排列的矩形阵列，并使每两个相邻接的电感器的磁芯面面相抵，两个磁芯的气隙相通而共同形成一个总的气隙，然后用灌装材料将电感器、固定板和导电插件模压一体封装。

基于以上说明，本领域的技术人员已可正确、完整地实施本发明。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应该包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电感器组件，其特征在于，由多个电感器封装而成，所述电感器包括电感线圈和两个E型磁芯，所述磁芯包括底柱及由所述底柱朝同一侧凸伸出的中柱和两边柱，所述底柱、所述中柱及两个所述边柱共同形成一磁芯平面，两个所述边柱分列于所述中柱的两侧；两个所述磁芯的开口端相面对，两个所述磁芯的中柱相面对，两个所述磁芯的边柱两两且面面相抵，两个所述磁芯形成两个磁回路；所述电感线圈绕设在两个所述磁芯的所述中柱上，两个所述磁芯的中柱之间形成气隙；

所述电感器在所述磁芯平面上紧密排列成矩形阵列，每两个相邻接的所述电感器的磁芯面面相抵；

两个相邻接的所述电感器的所述磁芯面面相抵处中的至少一处开设有气隙。

2.如权利要求1所述的电感器组件，其特征在于，还包括与所述电感线圈的两端分别电连接的导电插件。

3.如权利要求2所述的电感器组件，其特征在于，还包括与所述电感器相固定的固定板，所述导电插件垂直固定在所述固定板上。

4.如权利要求2所述的电感器组件，其特征在于，所述电感线圈排列成1×2的矩形阵列。

5.如权利要求2所述的电感器组件，其特征在于，所述电感线圈排列成2×2的矩形阵列。

6.如权利要求1所述的电感器组件，其特征在于，所述磁芯由锰锌铁氧体材料制成。

7.如权利要求1－6中任一项所述的电感器组件的制造方法，其特征在于，包括步骤：

使两个所述磁芯的开口端相面对，两个所述磁芯的中柱相面对，两个所述磁芯的边柱两两且面面相抵，两个所述磁芯形成两个磁回路，两个所述磁芯的中柱之间形成气隙；然后将包漆的电感线圈绕设在两个所述磁芯的所述中柱上，在所述电感线圈上涂覆固化剂后将所述固化剂烘干，从而制成所述电感器；

将制成的多个所述电感器用粘接剂粘结以形成紧密排列的矩形阵列，并使每两个相邻接的所述电感器的磁芯面面相抵，然后用灌装材料将所述电感器模压一体封装。

8.如权利要求1－6中任一项所述的电感器组件的制造方法，其特征在于，包括步骤：

在两个所述磁芯的预定面面相抵处中的至少一处开设气隙；

使两个所述磁芯的开口端相面对，两个所述磁芯的中柱相面对，两个所述磁芯的边柱两两且面面相抵，两个所述磁芯形成两个磁回路，两个所述磁芯的中柱之间形成气隙；然后将包漆的电感线圈绕设在两个所述磁芯的所述中柱上，在所述电感线圈上涂覆固化剂后将所述固化剂烘干，从而制成所述电感器；

将制成的多个所述电感器用粘接剂粘结以形成紧密排列的矩形阵列，并使每两个相邻接的所述电感器的磁芯面面相抵，两个所述磁芯的所述气隙相通而共同形成一个总的气隙，然后用灌装材料将所述电感器模压一体封装。

9.如权利要求3所述的电感器组件的制造方法，其特征在于，包括步骤：

在两个所述磁芯的预定面面相抵处中的至少一处开设气隙；

使两个所述磁芯的开口端相面对，两个所述磁芯的中柱相面对，两个所述磁芯的边柱两两且面面相抵，两个所述磁芯形成两个磁回路，两个所述磁芯的中柱之间形成气隙；然后将包漆的电感线圈绕设在两个所述磁芯的所述中柱上，在所述电感线圈上涂覆固化剂后将所述固化剂烘干，从而制成所述电感器；

将制成的多个所述电感器用粘接剂粘结以形成紧密排列的矩形阵列，并使每两个相邻接的所述电感器的磁芯面面相抵，两个所述磁芯的所述气隙相通而共同形成一个总的气隙，然后用灌装材料将所述电感器、所述固定板和所述导电插件模压一体封装。