CN106409477A - 电感器 - Google Patents
电感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106409477A CN106409477A CN201610803922.5A CN201610803922A CN106409477A CN 106409477 A CN106409477 A CN 106409477A CN 201610803922 A CN201610803922 A CN 201610803922A CN 106409477 A CN106409477 A CN 106409477A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plate
- inducer
- center pillar
- core body
- side edges
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000411 inducer Substances 0.000 claims description 73
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 60
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 33
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 24
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 24
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 24
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 20
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 22
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 9
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 9
- 201000008827 tuberculosis Diseases 0.000 description 9
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 3
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 3
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229920006244 ethylene-ethyl acrylate Polymers 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 3
- 229910000702 sendust Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000632 Alusil Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910019819 Cr—Si Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000299 Nylon 12 Polymers 0.000 description 2
- 229910002796 Si–Al Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 description 2
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- -1 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- PRPINYUDVPFIRX-UHFFFAOYSA-N 1-naphthaleneacetic acid Chemical compound C1=CC=C2C(CC(=O)O)=CC=CC2=C1 PRPINYUDVPFIRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101150012579 ADSL gene Proteins 0.000 description 1
- 102100020775 Adenylosuccinate lyase Human genes 0.000 description 1
- 108700040193 Adenylosuccinate lyases Proteins 0.000 description 1
- 229910001017 Alperm Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020674 Co—B Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020516 Co—V Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017060 Fe Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002544 Fe-Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003296 Ni-Mo Inorganic materials 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- QQHSIRTYSFLSRM-UHFFFAOYSA-N alumanylidynechromium Chemical compound [Al].[Cr] QQHSIRTYSFLSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N chromium iron Chemical compound [Cr].[Fe] UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000010339 dilation Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000005042 ethylene-ethyl acrylate Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910000595 mu-metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910000815 supermalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 238000001721 transfer moulding Methods 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/24—Magnetic cores
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/04—Fixed inductances of the signal type with magnetic core
- H01F17/045—Fixed inductances of the signal type with magnetic core with core of cylindric geometry and coil wound along its longitudinal axis, i.e. rod or drum core
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
- H01F27/306—Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Abstract
本发明公开了一种电感器,包括单件式芯体,由同一材料制造而成,单件式芯体具有第一板片、第二板片以及中柱,中柱位于第一板片与第二板片之间,绕线空间位于第一板片、第二板片与中柱之间,中柱具有非圆形且非方形的截面,截面垂直于中柱的轴向,中柱的截面具有第一轴以及第二轴,第一轴与第二轴相交于中柱的截面的中心并且相互垂直,中柱的截面的周围包括二弧形侧边、四第一平直侧边以及二第二平直侧边,四第一平直侧边实质上平行第一轴,二第二平直侧边实质上平行第二轴,每一第一平直侧边对应连接二弧形侧边的其中之一与二第二平直侧边的其中之一。相较于现有电感器,本发明的中柱的截面面积可有效增加。因此,电感器的饱和电流可有效提升。
Description
本申请是申请号为201410109864.7、申请日为2014年3月21日,发明名称为“电感器”的分案申请
技术领域
本发明涉及一种电感器(choke),特别是涉及一种可增进饱和特性(saturationcharacteristic)的电感器。
背景技术
电感器的功用在于稳定电路中的电流并达到滤除噪声信号的效果,作用与电容器类似,同样是以存储、释放电路中的电能来调节电流的稳定性,而且相较于电容是以电场(电荷)的形式来存储电能,电感器则是以磁场的形式来达成。
电感器早期通常都使用在直流变压器(DC/DC converter)或电池充电器(batterycharger)等电子装置内,并应用于调制解调器(modem)、异步数字用户专线(asymmetricdigital subscriber lines,ADSL)或局部局域网络(local area networks,LAN)等传输装置中。然而,近几年来,电感器被更广泛地应用于诸如笔记型计算机、手机、液晶屏幕以及数字相机等信息科技产品中。由于信息科技产品逐渐朝向薄型化与轻量化的趋势发展,电感器的高度与尺寸便会成为一个重要的设计课题。
如图1所示,美国专利公告第7,209,022号所揭露的电感器1包括鼓型磁芯10、导线12、外装树脂14以及一对外部电极16。
此外,如图2所示,鼓型磁芯10的中柱100的截面是圆形。一般而言,中柱100的截面面积越大,电感器1的特性就越好。然而,由于中柱100的截面形状是圆形且必须保留用来缠绕导线12的绕线空间S,中柱100的截面面积便因此而被限制住了,使得饱和电流无法被有效提升。
美国专利公告第7,495,538号(以下以‘538号专利称之)另揭露一种具有方形中柱的鼓型磁芯。于‘538号专利中,由于中柱的截面形状是方形,导线有可能被中柱的尖锐角落损坏,且此电感器的特性(例如,饱和电流、直流阻抗、磁通密度等)较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:为了弥补现有技术的不足,提供一种可增进饱和特性的电感器。
本发明的电感器采用以下技术方案:
所述电感器包括单件式芯体,由同一材料制造而成,所述单件式芯体具有第一板片、第二板片以及中柱,所述中柱位于所述第一板片与所述第二板片之间,绕线空间位于所述第一板片、所述第二板片与所述中柱之间;其中,所述中柱具有非圆形且非方形的截面,所述截面垂直于所述中柱的轴向,所述中柱的所述截面具有第一轴以及第二轴,所述第一轴与所述第二轴相交于所述中柱的所述截面的中心并且相互垂直;以及其中,所述中柱的所述截面的周围包括二弧形侧边、四第一平直侧边以及二第二平直侧边,所述四第一平直侧边实质上平行所述第一轴,所述二第二平直侧边实质上平行所述第二轴,每一所述第一平直侧边对应连接所述二弧形侧边的其中之一与所述二第二平直侧边的其中之一。
所述截面沿所述第一轴的长度长于或实质上等于所述截面沿所述第二轴的长度。
所述第二平直侧边短于所述截面沿所述第二轴的长度,且满足下列不等式:
其中,Y表示所述截面沿所述第二轴的长度,且d表示与所述第二平直侧边的长度的一半的差值。
所述第二平直侧边的长度与所述截面沿所述第一轴的长度的比值介于0.5与0.7之间。
于所述中柱、所述第一板片与所述第二板片的连接处之间不存在间隙或中介结构。
所述电感器还包括导线,缠绕于所述中柱上且位于所述绕线空间中;以及磁性材料,填充于所述绕线空间中且包覆所述导线,其中所述磁性材料包括树脂以及磁性粉末,且所述磁性粉末的平均粒径小于20微米。
所述磁性粉末包括铁粉或金属粉末,且所述磁性粉末于所述磁性材料中的含量范围介于50wt%与90wt%之间。
所述磁性材料的导磁率介于4与21之间。
所述磁性材料经由转注成型工艺、射出成型工艺或涂布工艺填充于所述绕线空间中;当所述磁性材料经由所述转注成型工艺填充于所述绕线空间中时,所述磁性材料的所述导磁率介于8与21之间;当所述磁性材料经由所述射出成型工艺填充于所述绕线空间中时,所述磁性材料的所述导磁率介于6与18之间;当所述磁性材料经由所述涂布工艺填充于所述绕线空间中时,所述磁性材料的所述导磁率介于4与12之间。
所述单件式芯体由金属粉末以及结合剂的混合物制成,所述金属粉末于所述单件式芯体中的含量大于90wt%,且所述金属粉末的平均粒径介于10微米与12微米之间。
所述单件式芯体的导磁率介于25与60之间。
所述第一板片的顶表面与所述第二板片的底表面的比值大于94%。
所述第二板片的至少一角落在从所述第一板片朝所述第二板片的视角方向上自所述第一板片外露。
位于所述第一轴的第一侧的二第一平直侧边在平行所述第一轴的方向实质上相互对齐,且位于所述第一轴的第二侧的另二第一平直侧边在平行所述第一轴的方向实质上相互对齐,所述第一侧与所述第二侧相对。
本发明的电感器还采用以下技术方案:
所述电感器包括单件式芯体,由同一材料制造而成,所述单件式芯体具有第一板片、第二板片以及中柱,所述中柱位于所述第一板片与所述第二板片之间,绕线空间位于所述第一板片、所述第二板片与所述中柱之间,所述单件式芯体的导磁率介于25与60之间;导线,缠绕于所述中柱上且位于所述绕线空间中;以及磁性材料,填充于所述绕线空间中且包覆所述导线,所述磁性材料的导磁率介于4与21之间。
所述中柱具有非圆形且非方形的截面,所述截面垂直于所述中柱的轴向,所述中柱的所述截面具有第一轴以及第二轴,所述第一轴与所述第二轴相交于所述中柱的所述截面的中心并且相互垂直。
所述截面沿所述第一轴的长度长于或实质上等于所述截面沿所述第二轴的长度。
所述中柱的所述截面的周围包括二弧形侧边、四第一平直侧边以及二第二平直侧边,所述四第一平直侧边实质上平行所述第一轴,所述二第二平直侧边实质上平行所述第二轴,每一所述第一平直侧边对应连接所述二弧形侧边的其中之一与所述二第二平直侧边的其中之一。
所述第二平直侧边短于所述截面沿所述第二轴的长度,且满足下列不等式:
其中,Y表示所述截面沿所述第二轴的长度,且d表示与所述第二平直侧边的长度的一半的差值。
位于所述第一轴的第一侧的二第一平直侧边在平行所述第一轴的方向实质上相互对齐,且位于所述第一轴的第二侧的另二第一平直侧边在平行所述第一轴的方向实质上相互对齐,所述第一侧与所述第二侧相对。
所述第二平直侧边的长度与所述截面沿所述第一轴的长度的比值介于0.5与0.7之间。
于所述中柱、所述第一板片与所述第二板片的连接处之间不存在间隙或中介结构。
所述磁性材料包括树脂以及磁性粉末,且所述磁性粉末的平均粒径小于20微米。
所述磁性粉末包括铁粉或金属粉末,且所述磁性粉末于所述磁性材料中的含量范围介于50wt%与90wt%之间。
所述磁性材料经由转注成型工艺、射出成型工艺或涂布工艺填充于所述绕线空间中;当所述磁性材料经由所述转注成型工艺填充于所述绕线空间中时,所述磁性材料的所述导磁率介于8与21之间;当所述磁性材料经由所述射出成型工艺填充于所述绕线空间中时,所述磁性材料的所述导磁率介于6与18之间;当所述磁性材料经由所述涂布工艺填充于所述绕线空间中时,所述磁性材料的所述导磁率介于4与12之间。
所述单件式芯体由金属粉末以及结合剂的混合物制成,所述金属粉末于所述单件式芯体中的含量大于90wt%,且所述金属粉末的平均粒径介于10微米与12微米之间。
所述第一板片的顶表面与所述第二板片的底表面的比值大于94%。
所述第二板片的至少一角落在从所述第一板片朝所述第二板片的视角方向上自所述第一板片外露。
因此,根据上述技术方案,本发明的电感器至少具有下列优点及有益效果:芯体的中柱的截面于制造误差范围中实质上相对其长轴(例如,第一轴)与短轴(例如,第二轴)是对称的。此外,相较于现有电感器,由于芯体的中柱的截面呈非圆形且非方形,例如类椭圆形等,中柱的截面面积可有效增加。因此,电感器的饱和电流可有效提升。此外,由于中柱的截面具有二相对的弧形侧边,导线可平顺地缠绕于中柱上,且电感器的特性(例如,饱和电流、直流阻抗、磁通密度等)比现有电感器好。
附图说明
图1是现有电感器的剖面图。
图2是图1中的电感器的俯视图。
图3是本发明一实施例的电感器的剖面图。
图4是适用于图3中的电感器的芯体的立体图。
图5是图4中的芯体的俯视图。
图6是本发明另一实施例的二个不同形式的芯体的俯视图。
图7是本发明另一实施例的三个不同形式的芯体的俯视图。
其中,附图标记说明如下:
1、3 电感器 10 鼓型磁芯
12、32 导线 14 外装树脂
16 外部电极 30 芯体
34 磁性材料 100、300 中柱
302 第一板片 304 第二板片
306 接合处 3040、3042 角落
A1 第一轴 A2 第二轴
C 中心 E1 弧形侧边
E2 第一平直侧边 E3 第二平直侧边
d、L1、L2、 长度 H1、H2 厚度
t、X、Y
S、S' 绕线空间
具体实施方式
以下将以所附图式详细说明本发明的技术特点,其中图式中相同标号用以标示相同或相似组件。需说明的是,图式应以参考标号的方向来看。
请参考图3至图5,图3是本发明一实施例的电感器3的剖面图,图4是适用于图3中的电感器3的芯体30的立体图,图5是图4中的芯体30的俯视图。如图3至图5所示,电感器3包括芯体30、至少一导线32(图3中只绘示一个)以及磁性材料34。电感器3适用于小尺寸应用。举例来说,电感器3的长*宽可小于4毫米*4毫米,且其高度可小于2.5毫米。
于一实施例中,芯体30包括中柱300、第一板片302以及第二板片304。中柱300位于第一板片302与第二板片304之间,且中柱300、第一板片302与第二板片304是一体成型。于本发明的一实施例中,芯体30是由同一材料制成的单件式结构。换句话说,中柱300、第一板片302与第二板片304的组合是单一的整体结构,中柱300、第一板片302与第二板片304的连接处之间不存在间隙或中介材料/结构。此外,中柱300、第一板片302与第二板片304是由同一材料制成。于一实施例中,中柱300、第一板片302与第二板片304可由同一磁性材料制成,例如金属粉末(metallic powder)以及结合剂(binder)的混合物,金属粉末于芯体30中的含量大于90wt%,且金属粉末的平均粒径介于10微米与12微米之间。举例来说,金属粉末可以是铁铬硅合金(Fe-Cr-Si alloy)、铁铝铬合金(Fe-Al-Cr alloy)、铁硅铝合金(Fe-Si-Alalloy)、铁镍合金(Fe-Ni alloy)、非结晶物质(amorphous)、奈米晶粒(nano-crystal)等。结合剂可以是可耐受约400℃至700℃的高温的无机结合剂(例如,玻璃结合剂)。
如图5所示,第一轴A1以及第二轴A2相交于中柱300的截面的中心C。中柱300的截面垂直于中柱300的轴向。第一轴A1与第二轴A2于制造误差范围内实质上相互垂直。第一轴A1的长度长于或于制造误差范围内实质上等于第二轴A2的长度。中柱300的截面的周围包括二弧形侧边E1、四第一平直侧边E2以及二第二平直侧边E3。需说明的是,第一平直侧边E2与第二平直侧边E3于制造误差范围内实质上呈平直状。四第一平直侧边E2于制造误差范围内实质上平行第一轴A1,且二第二平直侧边E3于制造误差范围内实质上平行第二轴A2。如绘示于图5中的实施例所示,位于上方的二第一平直侧边E2在平行第一轴A1的方向于制造误差范围内实质上相互对齐,且位于下方的另二第一平直侧边E2在平行第一轴A1的方向于制造误差范围内实质上相互对齐。每一个第一平直侧边E2对应连接二弧形侧边E1的其中之一与二第二平直侧边E2的其中之一。每一个弧形侧边E1与对应的第一平直侧边E2接合于接合处306。第二平直侧边E3短于中柱300的截面沿第二轴A2的长度。中柱300的截面于制造误差范围内实质上对称于第一轴A1与第二轴A2。如绘示于图5中的实施例所示,位于上方的二第一平直侧边E2与位于下方的另二第一平直侧边E2实质上相对第一轴A1而相互对称,位于左方的二第一平直侧边E2与位于右方的另二第一平直侧边E2实质上相对第二轴A2而相互对称,且二第二平直侧边E3实质上相对第二轴A2而相互对称。每一个第二平直侧边E3实质上相对第一轴A1呈对称,二弧形侧边E1实质上相对第一轴A1而相互对称,且每一个弧形侧边E1实质上相对第二轴A2呈对称。于此实施例中,弧形侧边E1可以是椭圆弧形(oval-arcshape),使得中柱300的截面的周围呈非圆形且非方形,例如类椭圆形(oval-like shape)。此外,在接合处306处介于弧形侧边E1与对应的第一平直侧边E2间的角度大于90度。于一实施例中,弧形侧边E1直接连接于对应的第一平直侧边E2的端部可具有凸面形状。于另一实施例中,弧形侧边E1直接连接于对应的第一平直侧边E2的端部可具有凹面形状(与具有凸面形状的弧形侧边E1的主要部位相较),使得弧形侧边E1具有凹面形状的端部与对应的第一平直侧边E2可于接合处306有较为平顺的转折。于上述实施例中,可直接以加压成型工艺形成芯体30的中柱300。因此,芯体30的中柱300的工艺较现有技术简单且可用来制造适用于电感器3的小尺寸的芯体30。
于此实施例中,定义于下的不等式1可被满足:
不等式1:
其中,Y表示截面沿第二轴A2的长度,d表示与第二平直侧边E3的长度的一半(也就是,)的差值,且Y大于t。于此实施例中,d是介于位于上方的二第一平直侧边E2的其中之一的延长线与平行第一轴A1且通过上方的弧形侧边E1的顶点的直线之间的距离。
优选地,定义于下的不等式2可被满足:
不等式2:
此外,第二平直侧边E3的长度t与截面沿第一轴A1的长度X的比值介于0.5与0.7之间。
再者,第一板片302的厚度H1与第一板片302的长度L1的比值介于0.05与0.2之间,和/或第二板片304的厚度H2与第二板片304的长度L2的比值介于0.05与0.2之间。
请再参考图3与图5,电感器3的导线32缠绕于中柱300上且位于绕线空间S'中。导线32由铜线外包覆漆包层所组成,且漆包层是绝缘层。导线32可以是线状或螺旋状。由于中柱300呈类椭圆形,当导线32缠绕于中柱300上时,除了可使导线32紧密地平贴于中柱300的外壁,以有效地缠绕导线32外,也可以在等导磁效果(equivalent permeability effect)下获得较低的直流阻抗(direct current resistance,DCR)。
绕线空间S'形成于第一板片302、第二板片304与中柱300之间。于此实施例中,磁性材料34填充于绕线空间S'中且包覆导线32。磁性材料34可经由转注成型工艺(transfermolding process)、射出成型工艺(injection molding process)或涂布工艺(coatingprocess)填充于绕线空间S'中。磁性材料34包括热固性树脂(thermosetting resin)以及磁性粉末(magnetic powder)。热固性树脂是有机材料且不含可挥发溶剂,且热固性树脂的黏度在加热前介于12000厘泊(c.p.s.)与30000c.p.s.之间。磁性粉末的平均粒径小于20微米。优选地,磁性粉末的平均粒径介于4微米与10微米之间。于此实施例中,磁性粉末可包括铁粉(iron powder,Fe)或金属粉末(metallic powder),例如Fe-Ni、Fe-Cr-Si、Fe-Cr、Fe-Co-V、Fe-Ni-Mo、Fe-Si-Al、Fe-B、Fe-Co-B、Fe-Zr-B、克镍铁磁性合金(Deltamax)、特殊金属(Mu-metal)、高导磁合金(4-79Permalloy)、镍铁钼导磁合金(Mo-Permalloy)、超导磁合金(Supermalloy)、铁硅铝合金(Sendust)、Power Flux等,其中铁粉或金属粉末于磁性材料34中的含量范围介于50wt%与90wt%之间,优选地,介于60wt%与80wt%之间,且热固性树脂的含量低于40wt%。于此实施例中,热固性树脂的黏度在加热前介于12000c.p.s.与18000c.p.s.之间。优选地,铁粉的表面涂布有绝缘物质。
于一实施例中,当热固性树脂与铁粉被用来形成磁性材料34时,热固性树脂可耐受高于350℃的高温。当加热温度超过玻璃转移温度(glass transition temperature)时,除了可满足解焊温度的需求外,使用铁粉还可以使磁性材料34的导磁特性较易控制。此外,由于热固性树脂的黏度介于12000c.p.s.与30000c.p.s.之间,因此铁粉容易与热固性树脂混合成磁性材料34,且混合比例范围容许度较大,而且热固性树脂较易涂布于绕线空间S'中。由于热固性树脂于磁性材料34中的含量低于40wt%且不含可挥发溶剂,故于加热硬化的过程中,热固性树脂的膨胀收缩产生的热应力可以降低且气孔形成的机率较低,可以避免或大大地降低芯体30产生龟裂。此外,于此实施例中,热固性树脂是高分子聚合物(polymer),例如聚甲基丙烯合成树脂(polymethylallyl(PMA)synthesize resin),其线膨胀系数介于1*10-5/℃与20*10-5/℃之间,且玻璃转移温度介于130℃与170℃之间。因此,当磁性材料34通过上述涂布工艺填充于绕线空间S'中时,磁性材料34的导磁率介于4与12之间。
特别地,于此实施例中,磁性材料34的玻璃转移温度与热固性树脂的玻璃转移温度实质上相同,线膨胀系数约13.8*10-5/℃,且玻璃转移温度是150℃。
此外,磁性材料34可通过转注成型工艺填充于绕线空间S'中。于转注成型工艺中,热固性树脂可以是环氧树脂(epoxy resin)、酚醛树脂(phenolic resin)等,且磁性粉末材料可以是铁、铁铝硅合金、铁铬硅合金等。当磁性材料34通过转注成型工艺填充于绕线空间S'中时,磁性材料34的导磁率介于8与21之间。
再者,磁性材料34可通过射出成型工艺填充于绕线空间S'中。于射出成型工艺中,热固性树脂可以是聚酰胺6(Polyamide 6,PA6)、聚酰胺12(Polyamide 12,PA12)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide,PPS)、聚对苯二甲酸丁二酯(Polybutylene terephthalate,PBT)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(ethylene-ethyl acrylate copolymer,EEA)及/或其它适合的树脂材料,且磁性粉末材料可以是金属软磁材料(metal soft magnetic material)。金属软磁材料可包括铁、铁铝硅合金、铁铬硅合金、不锈钢和/或其它适合的材料。当磁性材料34通过射出成型工艺填充于绕线空间S'中时,磁性材料34的导磁率介于6与18之间。
于此实施例中,芯体30的导磁率介于25与60之间,且磁性材料34的导磁率介于4与21之间。因此,可增进电感器3的饱和特性。如上所述,磁性材料34的导磁率系取决于转注成型工艺、射出成型工艺及/或涂布工艺。下表1显示本发明的实施例与现有技术,以对应的芯体30的导磁率与磁性材料34的导磁率在不同电流值下量测得到的电感器3的饱和特性。表1中的饱和特性是以尺寸是2mm*1.6mm*1.0mm的电感器3在特定电感值是2.2μH的情况下量测得到。明显地,本发明的实施例的饱和特性大于且优于现有技术的饱和特性。
表1
需说明的是,由于本实施例的磁性材料34无采用可挥发溶剂,所以涂布后不需静置于室温中即可直接加热硬化,且加热硬化后也不会有龟裂或变形的情况产生。因此,相较于现有技术,除了可以缩短电感器3的制造工艺时间外,磁性材料34的使用期限也不受配方的比例影响,适于大量生产。
如绘示于图5中的实施例所示,第二板片304的至少一角落在从第一板片302朝第二板片304的视角方向上自第一板片302外露(也就是,第二板片304的至少一角落位于第一板片302所涵盖的区域外)。于此实施例中,第二板片304的四个角落3040、3042在从第一板片302朝第二板片304的视角方向上自第一板片302外露,但不以此为限。换句话说,第一板片302的顶表面/底表面小于第二板片304的底表面/顶表面。于此实施例中,第一板片302的顶表面/底表面与第二板片304的底表面/顶表面的比值大于94%且小于100%,优选地,可介于95%与98%之间,以保持良好的饱和特性。需说明的是,于另一实施例中,第一板片302的顶表面/底表面可大于第二板片304的底表面/顶表面,且第二板片304的底表面/顶表面与第一板片302的顶表面/底表面的比值仍然大于94%且小于100%,优选地,可介于95%与98%之间,以保持良好的饱和特性。换句话说,第一板片302与第二板片304的其中之一的顶表面/底表面小于第一板片302与第二板片304的其中另一的底表面/顶表面(比值小于100%且大于94%,优选地,可介于95%与98%之间)。
请参考图6,图6是本发明另一实施例的二个不同形式的芯体30的俯视图。如图6所示,第二板片304只有一个角落3040在从第一板片302朝第二板片304的视角方向上自第一板片302外露。
请参考图7,图7是本发明另一实施例的三个不同形式的芯体30的俯视图。如图7所示,第一板片302与第二板片304的形状可被改变,不过第一板片302的顶表面/底表面与第二板片304的顶表面/底表面的比值仍须大于94%且小于100%,优选地,可介于95%与98%之间,以保持良好的饱和特性。
因此,可将多个芯体30置入一模具的多个凹洞中,且每一个芯体30的第二板片304可通过外露的角落3040、3042的作用而朝向上方,使得一对电极可被印刷于芯体30的第二板片上。因此,具有外露的角落3040、3042的芯体30适于大量生产。
如本发明的实施例所述,芯体的中柱的截面于制造误差范围中实质上相对其长轴(例如,第一轴A1)与短轴(例如,第二轴A2)是对称的。此外,相较于现有电感器,由于芯体的中柱的截面呈非圆形且非方形,例如类椭圆形等,中柱的截面面积可有效增加。因此,电感器的饱和电流可有效提升。此外,由于中柱的截面具有二相对的弧形侧边,导线可平顺地缠绕于中柱上,且电感器的特性(例如,饱和电流、直流阻抗、磁通密度等)比现有电感器好。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种电感器,其特征在于,包括:
一芯体,所述芯体具有第一板片、第二板片以及中柱,所述中柱位于所述第一板片与所述第二板片之间,一绕线空间位于所述第一板片、所述第二板片与所述中柱之间;
其中,所述中柱具有非圆形且非方形的截面,所述截面垂直于所述中柱的轴向;
其中,所述中柱的所述截面的周围的四个侧边分别依序包括第一弧形侧边、第一平直侧边、第二弧形侧边以及第二平直侧边,第一弧形侧边与第二弧形侧边相对,其中每一弧形侧边相对于所述第一平直侧边与第二平直侧边为外凸型弧形侧边。
2.如权利要求1所述的电感器,其特征在于,所述第一板片、第二板片以及中柱为一体成形。
3.如权利要求1所述的电感器,其特征在于,所述中柱的所述截面具有第一轴以及第二轴,所述第一轴与所述第二轴相交于所述中柱的所述截面的中心并且相互垂直,所述截面沿所述第一轴的长度长于或等于所述截面沿所述第二轴的长度。
4.如权利要求3所述的电感器,其特征在于,所述第二平直侧边短于所述截面沿所述第二轴的长度,且满足下列不等式:
其中,Y表示所述截面沿所述第二轴的长度,且d表示与所述第二平直侧边的长度的一半的差值。
5.如权利要求3所述的电感器,其特征在于,所述第二平直侧边的长度与所述截面沿所述第一轴的长度的比值介于0.5至0.7之间。
6.如权利要求1所述的电感器,其特征在于,所述电感器还包括:
导线,缠绕于所述中柱上且位于所述绕线空间中;以及
磁性材料,填充于所述绕线空间中且包覆所述导线,其中所述磁性材料包括树脂以及磁性粉末,且所述磁性粉末的平均粒径小于20微米。
7.如权利要求1所述的电感器,其特征在于,所述单件式芯体由金属粉末以及结合剂的混合物制成,所述金属粉末于所述单件式芯体中的含量大于90wt%,且所述金属粉末的平均粒径介于10微米至12微米之间。
8.一种电感器,其特征在于,包括:
单件式芯体,由同一材料制造而成,所述单件式芯体具有第一板片、第二板片以及中柱,所述中柱位于所述第一板片与所述第二板片之间,绕线空间位于所述第一板片、所述第二板片与所述中柱之间,所述单件式芯体的导磁率介于25至60之间;
导线,缠绕于所述中柱上且位于所述绕线空间中;以及
磁性材料,填充于所述绕线空间中且包覆所述导线,所述磁性材料的导磁率介于4至21之间,其中所述单件式芯体的导磁率与所述磁性材料的导磁率相互配对以增加所述电感器的饱和电流。
9.如权利要求8所述的电感器,其特征在于,所述电感器的饱和电流至少为所述电感器的最大输入电流的80﹪,所述电感器的最大输入电流为1.5A。
10.如权利要求8所述的电感器,其特征在于,所述单件式芯体的导磁率介于25至50之间,所述磁性材料的导磁率介于6至21之间,所述电感器的饱和电流至少为所述电感器的最大输入电流的83﹪,所述电感器的最大输入电流为1.5A。
11.如权利要求8所述的电感器,其特征在于,所述单件式芯体的导磁率介于25至40之间,所述磁性材料的导磁率介于7至21之间,所述电感器的饱和电流至少为所述电感器的最大输入电流的84﹪,所述电感器的最大输入电流为1.5A。
12.如权利要求8所述的电感器,,其特征在于,所述单件式芯体的导磁率介于25至35之间,所述磁性材料的导磁率介于9至21之间,所述电感器的饱和电流至少为所述电感器的最大输入电流的86﹪,所述电感器的最大输入电流为1.5A。
13.如权利要求8所述的电感器,,其特征在于,所述单件式芯体的导磁率介于30至35之间,所述磁性材料的导磁率介于9至12之间,所述电感器的饱和电流至少为所述电感器的最大输入电流的87﹪,所述电感器的最大输入电流为1.5A。
14.如权利要求8所述的电感器,其特征在于,所述单件式芯体由金属粉末以及结合剂的混合物制成,所述金属粉末于所述单件式芯体中的含量大于90wt%,且所述金属粉末的平均粒径介于10微米至12微米之间。
15.一种电感器,其特征在于,包括:
单件式芯体,由同一材料制造而成,所述单件式芯体具有第一板片、第二板片以及中柱,所述中柱位于所述第一板片与所述第二板片之间,一绕线空间位于所述第一板片、所述第二板片与所述中柱之间,所述单件式芯体的导磁率介于25至60之间;
导线,缠绕于所述中柱上且位于所述绕线空间中;以及
磁性材料,填充于所述绕线空间中且包覆所述导线,所述磁性材料的导磁率介于4至21之间,所述第一板片的顶表面与所述第二板片的底表面的比值大于94%,所述第二板片的两个角落在从所述第一板片朝所述第二板片的视角方向上自所述第一板片外露,用以形成一对电极。
16.如权利要求15所述的电感器,其特征在于,所述第一板片的顶表面与所述第二板片的底表面的比值介于95%与98%之间。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201361804763P | 2013-03-25 | 2013-03-25 | |
US61/804,763 | 2013-03-25 | ||
US13/959,441 US9117580B2 (en) | 2009-02-27 | 2013-08-05 | Choke |
US13/959,441 | 2013-08-05 | ||
CN201410109864.7A CN104078205B (zh) | 2013-03-25 | 2014-03-21 | 电感器 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410109864.7A Division CN104078205B (zh) | 2013-03-25 | 2014-03-21 | 电感器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106409477A true CN106409477A (zh) | 2017-02-15 |
Family
ID=51599407
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610834032.0A Active CN106409478B (zh) | 2013-03-25 | 2014-03-21 | 电感器 |
CN201410109864.7A Active CN104078205B (zh) | 2013-03-25 | 2014-03-21 | 电感器 |
CN201610803922.5A Pending CN106409477A (zh) | 2013-03-25 | 2014-03-21 | 电感器 |
Family Applications Before (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610834032.0A Active CN106409478B (zh) | 2013-03-25 | 2014-03-21 | 电感器 |
CN201410109864.7A Active CN104078205B (zh) | 2013-03-25 | 2014-03-21 | 电感器 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (3) | CN106409478B (zh) |
TW (1) | TWI467606B (zh) |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59166413U (ja) * | 1983-04-21 | 1984-11-08 | 富士電気化学株式会社 | インダクタンスコア |
US4760366A (en) * | 1986-05-07 | 1988-07-26 | Tdk Corporation | Ferrite core |
JPH05275256A (ja) * | 1992-03-27 | 1993-10-22 | Kyocera Corp | 粉末プレス成形方法およびこれにより製造したチップコイル |
JPH07183126A (ja) * | 1993-12-24 | 1995-07-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | インダクタンス素子 |
CN1187014A (zh) * | 1996-11-29 | 1998-07-08 | 太阳诱电株式会社 | 线圈式电子零件及其制造方法 |
JPH10294232A (ja) * | 1997-04-18 | 1998-11-04 | Murata Mfg Co Ltd | コア及び該コアの成形方法及び該コアを用いたチップコイル |
CN1475019A (zh) * | 2000-11-17 | 2004-02-11 | ���տ�˹�ɷ�����˾ | 新型铁氧体磁心 |
CN1495811A (zh) * | 1997-08-19 | 2004-05-12 | 太阳诱电株式会社 | 绕线式电子部件 |
CN1637964A (zh) * | 2003-12-22 | 2005-07-13 | 太阳诱电株式会社 | 面安装线圈部件及其制造方法 |
CN1677580A (zh) * | 2004-03-30 | 2005-10-05 | Tdk株式会社 | 平面型铁氧体磁芯 |
CN101789303A (zh) * | 2009-01-22 | 2010-07-28 | 乾坤科技股份有限公司 | 扼流器 |
CN102956341A (zh) * | 2011-08-25 | 2013-03-06 | 太阳诱电株式会社 | 绕线式电感器 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0353462Y2 (zh) * | 1985-02-14 | 1991-11-22 | ||
JP3684104B2 (ja) * | 1999-05-11 | 2005-08-17 | 松下電器産業株式会社 | 磁心 |
CN201017749Y (zh) * | 2006-11-17 | 2008-02-06 | 湖州科达磁电有限公司 | 工字型磁性材料元件 |
CN101414505A (zh) * | 2007-10-16 | 2009-04-22 | 乾坤科技股份有限公司 | 电感结构 |
JP5161136B2 (ja) * | 2009-02-27 | 2013-03-13 | スミダコーポレーション株式会社 | インダクタおよびインダクタの製造方法 |
CN102054559B (zh) * | 2009-10-29 | 2012-12-05 | 乾坤科技股份有限公司 | 多重输出扼流器 |
CN202258683U (zh) * | 2011-08-25 | 2012-05-30 | 天长市中德电子有限公司 | 一种efd磁芯结构 |
-
2014
- 2014-03-21 CN CN201610834032.0A patent/CN106409478B/zh active Active
- 2014-03-21 TW TW103110776A patent/TWI467606B/zh active
- 2014-03-21 CN CN201410109864.7A patent/CN104078205B/zh active Active
- 2014-03-21 CN CN201610803922.5A patent/CN106409477A/zh active Pending
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59166413U (ja) * | 1983-04-21 | 1984-11-08 | 富士電気化学株式会社 | インダクタンスコア |
US4760366A (en) * | 1986-05-07 | 1988-07-26 | Tdk Corporation | Ferrite core |
JPH05275256A (ja) * | 1992-03-27 | 1993-10-22 | Kyocera Corp | 粉末プレス成形方法およびこれにより製造したチップコイル |
JPH07183126A (ja) * | 1993-12-24 | 1995-07-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | インダクタンス素子 |
CN1187014A (zh) * | 1996-11-29 | 1998-07-08 | 太阳诱电株式会社 | 线圈式电子零件及其制造方法 |
JPH10294232A (ja) * | 1997-04-18 | 1998-11-04 | Murata Mfg Co Ltd | コア及び該コアの成形方法及び該コアを用いたチップコイル |
CN1495811A (zh) * | 1997-08-19 | 2004-05-12 | 太阳诱电株式会社 | 绕线式电子部件 |
CN1475019A (zh) * | 2000-11-17 | 2004-02-11 | ���տ�˹�ɷ�����˾ | 新型铁氧体磁心 |
CN1637964A (zh) * | 2003-12-22 | 2005-07-13 | 太阳诱电株式会社 | 面安装线圈部件及其制造方法 |
CN1677580A (zh) * | 2004-03-30 | 2005-10-05 | Tdk株式会社 | 平面型铁氧体磁芯 |
CN101789303A (zh) * | 2009-01-22 | 2010-07-28 | 乾坤科技股份有限公司 | 扼流器 |
CN102956341A (zh) * | 2011-08-25 | 2013-03-06 | 太阳诱电株式会社 | 绕线式电感器 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
家田正之: "《电工技术手册 第1卷 第9篇 电工材料》", 31 August 1984, 机械工业出版社 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104078205A (zh) | 2014-10-01 |
TW201440093A (zh) | 2014-10-16 |
CN106409478A (zh) | 2017-02-15 |
TWI467606B (zh) | 2015-01-01 |
CN104078205B (zh) | 2017-01-04 |
CN106409478B (zh) | 2019-11-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101536376B1 (ko) | 고 전류 비결정성 파우더 코어 인덕터 | |
JP6366933B2 (ja) | コモンモードフィルタ及びその製造方法 | |
EP2584574B1 (en) | Reactor | |
TWI440056B (zh) | Non-high voltage solid-state packaging method of coil electronic component and coil electronic component made by the method | |
US20130328653A1 (en) | Choke | |
CN103928218A (zh) | 具有高饱和电流与低磁芯损耗的磁性装置 | |
JP7369220B2 (ja) | コイル部品 | |
WO2022241736A1 (zh) | 用于制造磁体的磁性粉末、磁体和磁性元件 | |
CN101789311A (zh) | 一种ltcc低温共烧陶瓷平面变压器 | |
US20230052178A1 (en) | Inductor device and method of fabricating the same | |
CN103177850B (zh) | 电感器 | |
WO2022077150A1 (zh) | 磁性复合材料及其制备方法、电感及其制备方法 | |
JP2008147324A (ja) | インダクタンス素子 | |
CN104078205B (zh) | 电感器 | |
CN206271516U (zh) | 一种磁性元件 | |
KR101310360B1 (ko) | 권선형 파워 칩인덕터의 제조방법 | |
CN214476869U (zh) | 一种新型耦合电感 | |
CN207282250U (zh) | 一种改良型的超薄电感 | |
CN206697311U (zh) | 电感元件 | |
CN207302779U (zh) | 一种大电流层叠式电感器 | |
CN221407002U (zh) | 一种模块化电感 | |
CN215644034U (zh) | 一种电感元件 | |
CN203588813U (zh) | 晶片式电感器的结构 | |
CN212257128U (zh) | 一种磁集成变压器 | |
CN207302835U (zh) | 一种卧式电感器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170215 |