CN107887108A - 一体成型式功率电感器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一体成型式功率电感器，包括内芯、紧密包覆于所述内芯外部的外压铸体，所述内芯包括线圈和位于所述线圈内腔的内压铸体，所述线圈由线圈主体以及从线圈主体延伸出的引脚组成，所述内压铸体采用磁芯材质一体压铸于所述线圈内腔而形成，所述外压铸体采用屏蔽材质一体压铸于所述内芯上而形成，所述引脚从所述外压铸体外表面引出。本发明还公开了该电感器的制作方法。本发明采用屏蔽材质、磁芯材质和线圈一体压铸成型，可以实现大批量自动化生产，提高了效率，降低了成本，提高了产品的性价比；此外，本发明生产出的一体成型式功率电感器结构十分稳定，减少了磁芯损耗，感量和饱和电流得到大幅度提升。
Description
技术领域
本发明属于电感器技术领域，具体涉及一种功率电感器及其制造方法。
背景技术
功率电感器一般是指电气工程中用的，能承受大功率的电感器，在电路中主要起滤波和振荡作用。随着智能家居及智能生活的发展，电器产品如中央空调、微波炉、电热水器、洗衣机对其使用的功率电感器要求逐渐提高。目前，市场上电器产品等所用的电感普遍为传统的环形绕线电感，其生产以人工绕线、底座点胶拼装而成，其操作大都为人工作业，自动化程度不高，生产效率低下，成品率也不高。此外，上述环形绕线电感由于其材料及工艺受限，其性能一直无突破性进展，存在电感量偏低、不耐大电流大功率、稳定性较差、可靠性不高的不足。
发明内容
本发明针对现有的技术问题作出改进，即发明所要解决的技术问题是提供一种具备自动化生产前景且电气性能更优的功率电感器及其制造方法。
针对上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
一体成型式功率电感器，其特征在于，包括内芯、紧密包覆于所述内芯外部的外压铸体，所述内芯包括线圈和位于所述线圈内腔的内压铸体，所述线圈由线圈主体以及从线圈主体延伸出的引脚组成，所述内压铸体采用磁芯材质一体压铸于所述线圈内腔而形成，所述外压铸体采用屏蔽材质一体压铸于所述内芯上而形成，所述引脚从所述外压铸体外表面引出。
进一步，所述内压铸体和所述外压铸体大致呈圆柱状，且均与所述线圈同轴布置。
进一步，所述外压铸体侧表面上设有平行于其轴向的安装平面，所述引脚从该安装平面上引出。
作为上述发明的一种优选，所述线圈为多层并绕线圈。
作为上述发明的另一种优选，所述线圈为多组同轴设置的线圈。
上述一体成型式功率电感器的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A，绕制线圈并调配压铸用屏蔽材质和磁芯材质；
步骤B，将线圈放入压铸磨具型腔中，将引脚从磨具型腔中引出，采用料斗对线圈内腔及其余部位分别注入磁芯材质和屏蔽材质，注料完成后压模成型；
步骤C，脱模取胚体，对胚体进行热固化；
步骤D，对压铸体进行表面处理并进行引脚整形。
本发明采用屏蔽材质、磁芯材质和线圈一体压铸成型，可以实现大批量自动化生产，提高了效率，降低了成本，提高了产品的性价比；此外，本发明生产出的一体成型式功率电感器结构和性能十分稳定，减少了磁芯损耗，感量和饱和电流得到大幅度提升。
附图说明
图1为发明提供的单绕组电感器实施例的俯视示意图，其中线圈和内压铸体位于外压铸体内部。
图2为发明提供的单绕组电感器实施例的立体图。
图3为发明提供的双绕组电感器实施例的俯视示意图，其中线圈和内压铸体位于外压铸体内部。
图4为发明提供的双绕组电感器实施例的立体图。
图5为发明电感器压铸工艺过程中线圈置于压铸腔示意图。
图6为发明电感器压铸工艺过程中采用料斗对线圈内腔和其余部位分别送料示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
如图1至图4所示，本发明实施例提供的功率电感器，包括内芯2、紧密包覆盖所述内芯的外压铸体1。
内芯2包括漆包线绕制而成的线圈结构以及内压铸体40。所述线圈包括线圈主体31以及从该主体延伸出的引脚32。内压铸体40压铸于线圈环状内腔内。通过压铸方式，线圈主体31将内压铸体40紧密包裹。内压铸体40采用为磁芯材料40b进行压铸成型。磁芯材料40b为经过绝缘包覆的粒度小于50微米的羰基铁粉、还原铁粉、电解铁粉、雾化铁粉、铁硅合金粉、高磁通粉、非晶铁粉一种或多种的组合。
本实施例中，线圈可以为单层线圈也可以为多层线圈，同时也可以是多绕组线圈。如图1和图2中的单绕组电感器和图3和图4的双绕组电感器。
外压铸体1采用屏蔽材料1b压铸于内芯2上而形成，并将内芯2封固于其中。外压铸体1大致呈圆柱状，其圆柱的侧表面上设有一个平行于该圆柱轴线的安装面1a，引脚32从该安装平面伸出。其中，单绕组电感器共有2个引脚从安装面1a伸出，双绕组电感器共有4个引脚从安装面1a伸出。外压铸体材质为屏蔽材料。屏蔽材料为：合金软磁粉末或其它功率屏蔽材料。
作为上述实施例的优选，所述内压铸体40、线圈主体31和外压铸体1同轴设置。
结合图5和图6，本发明的功率电感器的制造过程包括以下步骤：
(1)绕制线圈。优选采用自动卧式绕线机绕制线圈，所得的线圈包括线圈主体31以及线圈端部延伸出的引脚32。
(2)调配压铸用的磁芯材料40b和屏蔽材料1b。
(3)将线圈放入压铸模具100的模具型腔101中，线圈所绕的轴轴向朝上。采用料斗102对线圈中心腔部先填充磁芯材料40b，然后对线圈周边填充屏蔽材料1b，填料后压成型。这里，料斗为机器控制，定量送料，自动送完料后返回再自动定量，先后顺序用程序控制。
(4)脱模取胚体，对胚体进行热固化。加热固化是将产品经过烤炉，在规定的温度和时间内达到一定的机械强度。
(5)对压铸体进行表面处理，如去毛边，表面光滑，并将电感器包覆绝缘层。
(6)引脚整形，切除引脚32多余部分，形成成品。
上述发明提供的一体成型式功率电感器具有如下特点：
1)用自动卧式绕线机绕制线圈，结合将屏蔽材质、磁芯材质和线圈一体压铸成型，可实现大批量自动化生产，提高了效率，降低了成本，提高了产品的性价比。
2)相比传统的环形电感，本发明规避了传统电感制作中的焊接、多个拼装和组装等工艺，无需使用诸如如胶类、凡立水、环氧板等材料，消除了现有电感制作技术中容易出现虚焊、绝缘性能差等各种问题的质量隐患。
3)将线圈置于压铸腔中，线圈所绕的轴轴向朝上，采用送料斗区分填充的方式，分别在线圈内腔和外周填入磁芯材料和屏蔽材料，经压铸得到压铸体。使得线圈将内压铸体紧密包裹，同时外压铸体将内芯紧密包覆，整个电感为一体式结构，线圈与磁性材料紧密结合，犹如如钢筋水泥结构一样。整个电感的结构十分稳定，减少了磁芯损耗。
4)优选卧式绕制线圈，线圈内径大，加上内部可填充高导、高磁通密度材料，及一体式的结构，使感量和饱和电流可得到大幅度提升。
5)本发明对线圈进行压铸的制作工艺具有较强的灵活型。线圈绕组由机器自动绕制和自动组合，可将两个及以上线圈进行灵活组合，将组合后的线圈放入压铸模具型腔中，即可方便地制造出多绕组电感器。
6)电感器的圆柱侧面设有安装平面，引脚从安装平面引出，产品出脚位在产品整体成型的同时也被同时固定。可对模具型腔上引角穿出位置进行调节，使得电感器安装平面的引脚引出位置始终为预设的标准接口位置，便于不同PCB板上的安装。电感器使用时不需重新设计或改变原有PCB的焊盘大小和位置，可直接替换使用，更方便客户安装。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。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的范围内。本发明的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (8)
1.一体成型式功率电感器，其特征在于，包括内芯、紧密包覆于所述内芯外部的外压铸体，所述内芯包括线圈和位于所述线圈内腔的内压铸体，所述线圈由线圈主体以及从线圈主体延伸出的引脚组成，所述内压铸体采用磁芯材质一体压铸于所述线圈内腔而形成，所述外压铸体采用屏蔽材质一体压铸于所述内芯上而形成，所述引脚从所述外压铸体外表面引出。
2.根据权利要求1所述的一体成型式功率电感器，其特征在于，所述内压铸体和所述外压铸体大致呈圆柱状，且均与所述线圈同轴布置。
3.根据权利要求2所述的一体成型式功率电感器，其特征在于，所述外压铸体侧表面上设有平行于其轴向的安装平面，所述引脚从该安装平面上引出。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的一体成型式功率电感器，其特征在于，所述线圈为多层并绕线圈。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的一体成型式功率电感器，其特征在于，所述线圈为多组同轴设置的线圈。
6.一种权利要求1所述的一体成型式功率电感器的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A，绕制线圈并调配压铸用屏蔽材质和磁芯材质；
步骤B，将线圈放入压铸磨具型腔中，将引脚从磨具型腔中引出，采用料斗对线圈内腔及其余部位分别注入磁芯材质和屏蔽材质，注料完成后压模成型；
步骤C，脱模取胚体，对胚体进行热固化；
步骤D，对压铸体进行表面处理并对引脚进行整形。
7.根据权利要求6所述的一体成型式功率电感器的制造方法，其特征在于，所述磁芯材质为经过绝缘包覆的粒度小于50微米的羰基铁粉、还原铁粉、电解铁粉、雾化铁粉、铁硅合金粉、高磁通粉、非晶铁粉一种或多种的组合。
8.根据权利要求6所述的一体成型式功率电感器的制造方法，其特征在于，所述屏蔽材质为合金软磁粉末。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20180406 |