CN106298181A - 一种制备模压电感的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备模压电感的方法，包括以下步骤，(1)绕制插件式电感线圈：截取一段金属线，两端分别是第一自由端和第二自由端；沿水平方向固定所述第一自由端，将所述金属线折弯向下往复回绕形成内部中空的线圈，使得所述第一自由端与所述线圈相切；所述第二自由端从所述线圈的下方沿所述线圈的切线方向延伸出来，且与所述第一自由端平行；所述第一自由端与所述第二自由端朝向同一方向；所述线圈至少有两层；(2)模压成型。线圈缠绕时沿绕制切线方向延伸，压制后直接从电感线圈的底部出脚，改变了出脚方式，使得产品产生高电感值、低电阻值、小尺寸，达到低损耗和高饱和电流的特性；模具压合成型，电感线圈不易变形。

Description

一种制备模压电感的方法
技术领域
本发明涉及基本电感元器件的技术领域，特别是涉及一种制备模压电感的方法。
背景技术
电感是电子设备中最常见的元器件，是电路中的一种重要组件，可以达到滤波、储能、匹配、谐振之功用。目前生产电感需要采用多组成套的设备及模具辅助设备，需要投入大量生产资金。从制程上分析，传统的电感线圈生产方式较为繁琐，期间夹杂了大量的人工操作步骤，浪费工时；现有的生产方式，对于插件式电感线圈而言，需要通过折弯脚才能够出脚，如图1-2所示，此方法不仅增加线圈的长度，而且产品尺寸宽度大，不符合特性的要求；产品的电阻偏大，其直流迭加特性偏小，温度较高，且工作效率极差，直接影响到电感的使用性能。
此外，现有的电感的生产方式均将绕制好的线圈组装到粉体外壳中，采用胶水固定住线圈在粉体外壳中的位置，是其线圈不会脱落外壳，然后再将磁性粉末填充入进行压制，这种方式得到的电感性能欠佳，达不到客户的理想要求，有待进一步改进。
因此，有必要研究出一种新的插件式电感线圈及模压电感，使产品能够得到更小的尺寸，更低的直流电阻，更大的温升电流及饱和电流和更高的工作效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种更小的尺寸、更低的直流电阻、更高工作效率的插件式电感线圈结构。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，该插件式电感线圈由金属线构成，该金属线具有第一自由端和第二自由端，所述第一自由端反向沿水平方向延伸且折弯向下往复回绕形成内部中空的线圈，所述第一自由端与所述线圈相切；所述第二自由端位于所述线圈的下方，且从所述线圈的切线方向延伸出来，与所述第一自由端平行；且所述第一自由端与所述第二自由端朝向同一方向；所述线圈至少有两层。
采用上述技术方案的电感线圈结构，由于作为线圈出脚的第一自由端与第二自由端朝向同一方向，且均与线圈相切，不会形成折弯脚，使得线圈的出脚能够取得更短的长度，使成型后的电感能够得到更好的改善，产品能够得到更小的尺寸，更低的直流电阻，更大的温升电流及饱和电流；线圈在绕制过程中不需做折弯动作，非常的简单便利，有着更高的工作效率。
进一步的改进在于，所述金属线为圆形漆包线，或扁平漆包线，或方形漆包线。
经发明人多次研究实验发现，相较于圆形漆包线，使用扁平漆包线或方形漆包线时，同样尺寸规格，直流电阻可再大幅降低1.3倍左右。
进一步的改进在于，所述的线圈的形状可以为圆形、或椭圆形、或八角形、或矩形、或五边形；还可以是多角形等不同边和不等同边及不对称边和多切弧型的几何形状。
进一步的改进在于，所述第一自由端和所述第二自由端均为圆形。
本发明要解决的另外一个问题是，提供一种更小的尺寸，更低的直流电阻，更大的温升电流及饱和电流和更高的工作效率的模压电感。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，采用前述结构的电感线圈，电感线圈包裹密封在磁粉外壳内；所述电感线圈的第一自由端和第二自由端均同时从所述磁粉外壳的底部伸出；所述电感线圈的线圈的中心线在该模压电感的水平面内。
与其它常规插件式一体成型模压电感产品相比，上述技术方案中的模压电感中的出脚第一自由端和第二自由端不需做折弯动作，将线圈两端出脚(即第一自由端和第二自由端)沿绕制切线方向延伸后直接从模压电感底部出脚，可取得更短的出脚长度及更小的直流电阻，同时也使得整个线圈在绕制过程中非常的简单便利，有着更高的工作效率。
其应用于低压、大电流、大功率、高效能等应用场所，如高阶计算机主板、VGA卡、服务器等设备中，可以得到更好的工作效率。
进一步的改进在于，在所述第一自由端与所述第二自由端之间，且位于所述磁粉外壳底部具有凸出部，凸出部的作用在于便于模压电感的安装定位。
本发明要解决的另外一个问题是，提供一种制备模压电感效率高、得到更小的尺寸，更低的直流电阻，更大的温升电流及饱和电流产品的方法。
为解决上述技术方案，本发明采用的技术方案是，该制备模压电感的方法，包括以下步骤，
(1)绕制插件式电感线圈：截取一段金属线，两端分别是第一自由端和第二自由端；沿水平方向固定所述第一自由端，将所述金属线折弯向下往复回绕形成内部中空的线圈，使得所述第一自由端与所述线圈相切；所述第二自由端从所述线圈的下方沿所述线圈的切线方向延伸出来，且与所述第一自由端平行；所述第一自由端与所述第二自由端朝向同一方向；所述线圈至少有两层；
(2)模压成型：将所述步骤(1)中制备好的电感线圈放入模具型腔中，使得所述线圈的中心线位于垂直方向上；填充磁性粉末，使得所述插件式电感线圈的线圈内外均包裹有磁性粉末，压合后形成模压电感，所述第一自由端与所述第二自由端从所述模压电感的底部伸出。
上述制备方法：改变传统插件式模压电感，线圈缠绕时沿绕制切线方向延伸，压制后直接从电感线圈的底部出脚，改变了出脚方式，使得产品产生高电感值、低电阻值、小尺寸，达到低损耗和高饱和电流的特性；模具压合成型，电感线圈不易变形，模压电感可得到所需产品的尺寸规格。
另外，上述制备方法整个生产过程方便，生产成本较低，满足流水线的快速制造需求。
进一步的改进在于，在模具型腔中固定第一自由端和第二自由端；压合磁性粉末的压力方向与所述线圈的中心线平行或者重合。
压合磁性粉末的压力方向与所述线圈的中心线平行或者重合，使得线圈的形状不会受到横向挤压变形，电气特性保持良好，产品运行过程损耗低、高效能。
与现有技术相比，本发明中所述的产品的特性，可取得更小的模压电感产品尺寸、更低的直流电阻、更大的温升电流及饱和电流；其应用于低压、大电流、大功率、高效能等应用场所，如高阶计算机主板、VGA卡、服务器等设备中，可以得到更好的工作效率。
附图说明
下面结合附图和本发明的实施方式进一步详细说明：
图1是现有插件式电感线圈的缠绕出脚结构示意图；
图2是图1中的插件式电感线圈组装成电感成型后的结构示意图；
图3是本发明的插件式电感线圈缠绕出脚结构示意图；
图4是图3中的插件式电感线圈模压成型后的模压电感内部剖视图；
图5是图4中的模压电感立体结构示意图；
图6是图5平面剖视结构示意图；
图7是本发明模压电感的频率特性f/L状态图；
图8是本发明模压电感的频率特性f/Q状态图；
图9是本发明的模压电感叠加电流衰减状态图；
其中：1-插件式电感线圈；2-金属线；201-第一自由端；202-第二自由端；3-线圈；4-磁性外壳；401-凸出部；5-模压电感。
具体实施方式
如图3所示，本实施例的插件式电感线圈1，由金属线2构成，该金属线2具有第一自由端201和第二自由端202，所述第一自由端201反向沿水平方向延伸且折弯向下往复回绕形成内部中空的线圈3，所述第一自由端201与所述线圈3相切；所述第二自由端202位于所述线圈3的下方，且从所述线圈3的切线方向延伸出来，与所述第一自由端201平行；且所述第一自由端201与所述第二自由端202朝向同一方向；所述线圈3有三层，如图3所示；线圈3还可以是两层或者其他层数。
在本实施例中，所述金属线2为圆形漆包线(如图4所示)，所述的线圈3的形状可以为椭圆形，如图6所示。
从图4、5都可以看出，所述第一自由端201和所述第二自由端202均为圆形。
应用上述插件式电感线圈1的模压电感5，如图4-6所示，电感线圈1包裹密封在磁粉外壳4内；所述电感线圈1的第一自由端201和第二自由端202均同时从所述磁粉外壳4的底部伸出；所述电感线圈1的线圈3的中心线在该模压电感5的水平面内。
在所述第一自由端201与所述第二自由端202之间，且位于所述磁粉外壳4的底部具有凸出部401。
本实施例还提供制备模压电感的方法，包括以下步骤，
(1)绕制插件式电感线圈1：截取一段金属线2，两端分别是第一自由端201 和第二自由端202；沿水平方向固定所述第一自由端201，将所述金属线2折弯向下往复回绕形成内部中空的线圈3，使得所述第一自由端201与所述线圈3相切；所述第二自由端202从所述线圈3的下方沿所述线圈3的切线方向延伸出来，且与所述第一自由端201平行；所述第一自由端201与所述第二自由端202朝向同一方向；所述线圈3有三层；
(2)模压成型：将所述步骤(1)中制备好的电感线圈1放入模具型腔中，使得所述线圈3的中心线位于垂直方向上；填充磁性粉末，使得所述插件式电感线圈1的线圈3内外均包裹有磁性粉末，压合后形成模压电感5，所述第一自由端201与所述第二自由端202从所述模压电感5的底部伸出。
在所述步骤(2)中，在模具型腔中固定第一自由端201和第二自由端202；压合磁性粉末的压力方向与所述线圈3的中心线平行或者重合。
与图1、2中现有技术相比，本实施例中的模压电感的优点具体如下列表格所示：
表1：尺寸(mm)
尺寸 A B I
现有技术 8.640 10.32 9.41
本实施例 6.150 10.35 9.66
A为产品本体宽度；B为产品本体长度；I为产品本体高度(不含出脚端子长度)；
通过上述表1可以明显的看出，本发明的模压电感整体尺寸上是偏小的；
表2：基本电性(100KHZ/1V(26.1℃)
特性 DCR L Q
现有技术 0.690 0.367 87
本实施例 0.570 0.369 94
L值：系为在某一测试频率f和测试电压v条件下，所测试得到的电感值，此处单位为微亨(μH)；Q值，即品质因数，或称品质因子/品质因素，Q值是衡量电感的品质好坏，特别是效率好坏、损耗大小的一个重要参考数据，通常Q值越高，损耗越低，Q值是一个无量纲数，没有单位，只有大小，流电阻DCR的单位为毫欧mΩ。
通过上述表2可以明显的看出，本发明的模压电感直流电阻更小。
表3：频率特性
表3中的L、Q含义与上述表2相同；数据曲线图如图7、8所示，1表示现有技术的，2表示本实施例的，上述表3的数据结合图7、8，可以看出，本发明产品的频率特性非常好。
表4：叠加电流衰减
表4中的数据曲线图如图9所示，本发明产品达到高饱和电流的特性。
表5：功率损耗及温升
上述表5的数据表明，本发明产品达到了低损耗，温升低。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，例如金属线或可为圆漆包线，或可为扁平漆包线，或可为方形漆包线，自由端(端子)形状亦与之对应。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种制备模压电感的方法，包括以下步骤，
(1)绕制插件式电感线圈：截取一段金属线，两端分别是第一自由端和第二自由端；沿水平方向固定所述第一自由端，将所述金属线折弯向下往复回绕形成内部中空的线圈，使得所述第一自由端与所述线圈相切；所述第二自由端从所述线圈的下方沿所述线圈的切线方向延伸出来，且与所述第一自由端平行；所述第一自由端与所述第二自由端朝向同一方向；所述线圈至少有两层；
(2)模压成型：将所述步骤(1)中制备好的电感线圈放入模具型腔中，使得所述线圈的中心线位于垂直方向上；填充磁性粉末，使得所述插件式电感线圈的线圈内外均包裹有磁性粉末，压合后形成模压电感，所述第一自由端与所述第二自由端从所述模压电感的底部伸出。
2.根据权利要求1所述制备模压电感的方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，在模具型腔中固定第一自由端和第二自由端；压合磁性粉末的压力方向与所述线圈的中心线平行或者重合。
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