CN108573795A - 避免急遽直流饱和衰减的磁芯及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种避免急遽直流饱和衰减的磁芯及其制备方法，该磁芯是一体烧结形成，该磁芯具有一中柱、二侧柱及一底座，每一该侧柱分别与该中柱间隔一距离设置，每一该侧柱均平行于该中柱，该底座连接于该中柱及该二侧柱。其中，该中柱具有一第一导磁率，该二侧柱分别具有一第二导磁率，该第一导磁率小于该第二导磁率，该底座具有一连接该中柱的第一连接部，二分别对应其中一该侧柱的第二连接部，及二分别自该第一连接部延伸而与其中一该第二连接部相连的第一翼部，该第一连接部与每一该第一翼部均具有该第一导磁率，该第二连接部则具有该第二导磁率。

Description

避免急遽直流饱和衰减的磁芯及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种避免急遽直流饱和衰减的磁芯及其制备方法，尤指一种经一体烧结后中柱部分具较低导磁率的磁芯及其制备方法。

背景技术

电感器于诸多实施情况下是需要接受相对高的直流电流，如10安培的电流，再者，除高直流电流之外，电感器亦会在高工作频率下实施。然，电感器是由一为至少一匝的绕组以及一磁芯(又称铁芯)所组构而成，该磁芯普遍仅具单一导磁率，而当电感器实施于高直流电流时，该磁芯一但进入饱和状态，将使电感器整体性能衰减，而不利于实施。

对此，遂有发明人提出一种具降低的直流电流饱和度的电力电感器，如中国台湾公告第I333220号专利所揭露，该专利揭露一种电力电感器，该电力电感器于一实施例中，具有一第一磁芯以及一第二磁芯，该第二磁芯具有比该第一磁芯低的磁导率，藉此以达到降低直流电流饱和度的目的。但，由该专利说明书第14页第3段及第4段所揭可知，该第一磁芯与该第二磁芯并非以一体烧结方式形成，而是分开制作再进行连接作业，且以连接方式实施将会影响整体的结构强度及其特性，而有不妥。

发明内容

本发明的主要目的，在于解决现有技术磁芯烧结后整体仅具单一导磁率，而会于电流饱和时产生急遽衰减的问题。

为达上述目的，本发明提供一种避免急遽直流饱和衰减的磁芯，该磁芯一体烧结成形有一中柱、二侧柱以及一底座，每一该侧柱分别与该中柱间隔一距离设置，每一该侧柱均平行于该中柱，该底座连接于该中柱及该二侧柱。进一步地，该中柱具有一第一导磁率，该二侧柱分别具有一第二导磁率，该第一导磁率小于该第二导磁率，该底座具有一连接该中柱的第一连接部，二分别对应其中一该侧柱的第二连接部，以及二分别自该第一连接部延伸而与其中一该第二连接部相连的第一翼部，该第一连接部与每一该第一翼部均具有该第一导磁率，该第二连接部则具有该第二导磁率。

于一实施例中，该底座具有二分别自其中一该侧柱延伸而与其中一该第一翼部连接的第二翼部，每一该第二翼部具有该第二导磁率。

除此之外，本发明亦提供一种避免急遽直流饱和衰减的磁芯的制备方法，该制备方法包含以下步骤：

初始步骤：提供设有一模穴的一模具，对该模穴中一中柱形成部设置一第一注料口，对该模穴中的二侧柱形成部分别设置一第二注料口；

注料步骤：通过该第一注料口与该第二注料口分别对该模穴进行注料，令该第一注料口对该中柱形成部注入一第一导磁材料，每一该第二注料口分别对其中一该侧柱形成部注入一第二导磁材料，且被注入的该第一导磁材料于该模穴中与该第二导磁材料接触，该第一导磁材料与该第二导磁材料为相同材质，但该第一导磁材料的导磁率小于该第二导磁材料；以及

烧结步骤：对该模具实施烧结，令注入该模穴内的该第一导磁材料与该第二导磁材料一体烧结为一磁芯，该磁芯具有一由该第一导磁材料形成的中柱、二分别由该第二导磁材料形成的侧柱及一底座，该底座连接于该中柱及二该侧柱，该中柱具有一第一导磁率，该二侧柱分别具有一第二导磁率，该第一导磁率小于该第二导磁率，该底座具有一连接该中柱的第一连接部，二分别对应其中一该侧柱的第二连接部，以及二分别自该第一连接部延伸而与其中一该第二连接部相连的第一翼部，该第一连接部与每一该第一翼部均具有该第一导磁率，该第二连接部则具有该第二导磁率。

于一实施例中，于该烧结步骤，该底座具有二分别自其中一该侧柱延伸而与其中一该第一翼部连接的第二翼部，每一该第二翼部具有该第二导磁率。

于一实施例中，该第一导磁材料与该第二导磁材料分别为铁氧体(Ferrite)。

通过本发明前述所揭实施方式，相较于现有技术具有以下特点：本发明是以一体烧结的方式制备该磁芯，该磁芯具有该第一导磁率及该第二导磁率，而相较于现有技术，能避免直流饱和产生的急遽衰减。再者，本发明除以该第一导磁材料制成该磁芯的该中柱之外，更以该第一导磁材料制成该底座的该第一连接部及二该第一翼部，避免该磁芯的该中柱于烧结后产生断裂的情事发生。

附图说明

图1为本发明一实施例的磁芯立体结构示意图。

图2为本发明一实施例的磁芯剖面示意图。

图3为本发明另一实施例的磁芯剖面示意图。

图4为本发明另一实施例的磁芯立体结构示意图。

图5为本发明另一实施例的磁芯剖面示意图。

图6为本发明一实施例的制备方法流程示意图。

图7为本发明一实施例的模具示意图。

图8为本发明一实施例的模具未注料示意图。

图9为本发明一实施例的模具注料示意图。

图10为本发明另一实施例的模具注料示意图。

图11为本发明一实验例的特性变化对照示意图。

具体实施方式

本发明详细说明及技术内容，现就配合图式说明如下：

请参阅图1及图2，本发明提供一种避免急遽直流饱和衰减的磁芯10，该磁芯10是经由一次性地烧结形成，也就是说，该磁芯10是一体烧结形成。该磁芯10具有一中柱11、二侧柱12以及一底座13，每一该侧柱12分别与该中柱11间隔一距离设置，每一该侧柱12均平行于该中柱11，该底座13则连接该中柱11及该二侧柱12。进一步地，本发明该中柱11具有一第一导磁率，该二侧柱12分别具有一小于该第一导磁率的第二导磁率。又，该底座13具有一连接该中柱11的第一连接部131，二分别对应其中一该侧柱12的第二连接部132，以及二分别自该第一连接部131延伸而与其中一该第二连接部132相连的第一翼部133，而该第一连接部131与每一该第一翼部133均具有该第一导磁率，该第二连接部132则具有该第二导磁率。并请参阅图3，一实施例，该底座13具有二分别自其中一该侧柱12延伸而与其中一该第一翼部133连接的第二翼部134，每一该第二翼部134具有该第二导磁率。具体说明，本发明该第一翼部133与该第二翼部134的长度比例是可以根据实施需求而有改变，并不以本案图面所绘等比例为限。

又，本发明该磁芯10除可以E型磁芯实施之外，亦可以PQ型磁芯实施，就如图4至图5所揭。

再者，请参阅图6至图9，本发明亦提供一种避免急遽直流饱和衰减的磁芯的制备方法，该制备方法搭配一模具20实施，该制备方法包含步骤：

初始步骤30：提供该模具20，该模具20设有一模穴201，对该模穴201中的一中柱形成部202设置一第一注料口21，对该模穴202中的二侧柱形成部203分别设置一第二注料口22；

注料步骤31：通过该第一注料口21与该第二注料口22分别对该模穴201进行注料，令该第一注料口21对该中柱形成部202注入一第一导磁材料40，每一该第二注料口22分别对其中一该侧柱形成部203注入一第二导磁材料41，且被注入的该第一导磁材料40于该模穴201中与该第二导磁材料41接触，该第一导磁材料40与该第二导磁材料41为相同材质，但该第一导磁材料40的导磁率小于该第二导磁材料41；以及

烧结步骤32：对该模具20实施烧结，令注入该模穴201内的该第一导磁材料40与该第二导磁材料41一体烧结为该磁芯10，该磁芯10具有由该第一导磁材料40形成的该中柱11、分别由该第二导磁材料41形成的二该侧柱12及该底座13，该底座13连接于该中柱11及二该侧柱12，该中柱11具有该第一导磁率，二该侧柱12分别具有该第二导磁率，该第一导磁率小于该第二导磁率，该底座13具有连接该中柱11的该第一连接部131，分别对应其中一该侧柱12的二该第二连接部132，以及分别自该第一连接部131一侧延伸而与其中一该第二连接部132相连的二该第一翼部133，该第一连接部131与每一该第一翼部133均具有该第一导磁率，该第二连接部132则具有该第二导磁率。

更具体说明，本发明该模具20一实施例中，可分为一下模座204以及一上模座205，其中，该下模座204设有该模穴201，而该上模座205对应该模穴201设有该第一注料口21及二该第二注料口22。进一步地，该第一注料口21连接有一第一供料道206，二该第二注料口22则分别连接一第二供料道207。于本发明中，该第一供料道206与二该第二供料道207分别连接一供料控制模块(本图未示)，而通过所连接的其中一该供料控制模块提供材料。更具体说明，与该第一注料道206连接的其中一该供料控制模块是对该第一供料道206提供该第一导磁材料40，而与该第二注料道207连接的另一该供料控制模块则是对该第二供料道207提供该第二导磁材料41。进一步地，该些供料控制模块的控制已属该领域通知常识，于此不于赘述。一实施例中，该第一导磁材料40与该第二导磁材料41分别为铁氧体(Ferrite)粉末，但该第一导磁材料40与该第二导磁材料41的导磁率不同。

承上，该制备方法进入该注料步骤31时，该上模座205将对应该下模座204堆栈，并经该第一注料口21与二该第二注料口22分别对该模穴201进行注料，也就是说，该些供料控制模块分别对该第一供料道206及二该第二供料道207提供材料。此时，该第一导磁材料40经该第一注料口21注入该模穴201的该中柱形成部202，而该第二导磁材料41则经二该第二注料口22注入该模穴201中的二该侧柱形成部203，当注料达到一个预设条件时，即停止注料，并进入该烧结步骤32。于该烧结步骤32中，对该模具20进行加热，或进行加压，以实施烧结，令注入该模穴201内的该第一导磁材料40与该第二导磁材料41一体烧结为该磁芯10，此后仅需进行脱模即可。

一实施例中，该烧结步骤32实施时，亦可控制该些供料控制模块的注料参数，而令该第一导磁材料40与该第二导磁材料41除注入该中柱形成部202或二该侧柱形成部203之外，更溢流至该模穴201欲形成该底座13的部分，就如图10，而令该磁芯10于烧结后具有二该第一翼部133及二该第二翼部134，如图3所绘，而该第一翼部133具有该第一导磁率，二该第二翼部134具有该第二导磁率。

于一实验对照例中，遂以铁氧体KP44A制成现有技术磁芯比较以本发明所揭制成的该磁芯10，本发明该磁芯10是以铁氧体KP50为该第一导磁材料40，铁氧体KP44A为该第二导磁材料41制成。再者，利用相同绕线参数令现有技术磁芯及本案该磁芯10分别形成一电感器，进行定电压(1伏特)与定频率(100kHz)的通电测试，并于通电测试中逐渐增加电流(I)，相关测试报告如图11。于图11中可以发现，当现有技术磁芯(如图11所标示的A)与本发明该磁芯10(如图11所标示的B)承受超过6安培的电流时，两者电感值虽同时产生衰减，但当电流超过6安培之后，现有技术磁芯因进入直流饱和而使电感值产生急速遽减，反观本案该磁芯10于电流达6安培时，虽同样产生衰减，但其衰减的程度明显缓于现有技术磁芯。由此可证，本案该磁芯10相较于现有技术更能避免直流饱和所产生的急遽衰减。

以上已详细说明本发明的内容，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种避免急遽直流饱和衰减的磁芯，该磁芯一体烧结成形有一中柱、二侧柱以及一底座，每一该侧柱分别与该中柱间隔一距离设置，每一该侧柱均平行于该中柱，该底座连接于该中柱及该二侧柱，其特征在于：

该中柱具有一第一导磁率，该二侧柱分别具有一第二导磁率，该第一导磁率小于该第二导磁率，该底座具有一连接该中柱的第一连接部，二分别对应其中一该侧柱的第二连接部，以及二分别自该第一连接部延伸而与其中一该第二连接部相连的第一翼部，该第一连接部与每一该第一翼部均具有该第一导磁率，该第二连接部则具有该第二导磁率。

2.如权利要求1所述避免急遽直流饱和衰减的磁芯，其特征在于，该底座具有二分别自其中一该侧柱延伸而与其中一该第一翼部连接的第二翼部，每一该第二翼部具有该第二导磁率。

3.一种避免急遽直流饱和衰减的磁芯的制备方法，其特征在于，包含步骤：

初始步骤：提供设有一模穴的一模具，对该模穴中一中柱形成部设置一第一注料口，对该模穴中的二侧柱形成部分别设置一第二注料口；

注料步骤：通过该第一注料口与该第二注料口分别对该模穴进行注料，令该第一注料口对该中柱形成部注入一第一导磁材料，每一该第二注料口分别对其中一该侧柱形成部注入一第二导磁材料，且被注入的该第一导磁材料于该模穴中与该第二导磁材料接触，该第一导磁材料与该第二导磁材料为相同材质，但该第一导磁材料的导磁率小于该第二导磁材料；以及

烧结步骤：对该模具实施烧结，令注入该模穴内的该第一导磁材料与该第二导磁材料一体烧结为一磁芯，该磁芯具有一由该第一导磁材料形成的中柱、二分别由该第二导磁材料形成的侧柱及一底座，该底座连接于该中柱及二该侧柱，该中柱具有一第一导磁率，二该侧柱分别具有一第二导磁率，该第一导磁率小于该第二导磁率，该底座具有一连接该中柱的第一连接部，二分别对应其中一该侧柱的第二连接部，以及二分别自该第一连接部延伸而与其中一该第二连接部相连的第一翼部，该第一连接部与每一该第一翼部均具有该第一导磁率，该第二连接部则具有该第二导磁率。

4.如权利要求3所述避免急遽直流饱和衰减的磁芯的制备方法，其特征在于，于该烧结步骤，该底座具有二分别自其中一该侧柱延伸而与其中一该第一翼部连接的第二翼部，每一该第二翼部具有该第二导磁率。

5.如权利要求3或4所述避免急遽直流饱和衰减的磁芯的制备方法，其特征在于，该第一导磁材料与该第二导磁材料分别为铁氧体。