CN109920625A - 一种电感器及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电感器及其生产工艺，包括磁芯、导电线圈和屏蔽罩，所述磁芯由合金粉材料制成，所述磁芯的圆周端面上具有磁芯凹槽，且整个所述磁芯呈“工”字形结构；所述导电线圈环绕在所述磁芯凹槽上，所述导电线圈由横截面为扁平状的导线绕制而成；所述屏蔽罩环套在所述导电线圈的外侧，所述屏蔽罩的侧端具有电极片，所述导电线圈具有两个接线端，所述导电线圈的接线端与所述屏蔽罩的电极片电连接。扁平状导线绕制而成的导电线圈耐受性强，在大电流的情况下仍然能够保持电感原有的性能；此外，本申请在结构上优化设计，使得电感器的电感阻抗更小，能耗更低。

Description

一种电感器及其生产工艺

技术领域

本申请涉及电感器技术领域，尤其涉及一种车载电感器及其生产工艺。

背景技术

随着全球汽车数量持续稳定增长且电气化加剧，我国也在大力发展电动汽车或其他新能源汽车。在这些运用新能源的智能汽车中，全部磁性器件的价值量可达四千至五千元，是传统汽车的2到4倍。车载电感器是在汽车中运用广泛的磁性器件。电感器(Inductor)本质上是一种能够把电能转化为磁能而存储起来的元件，其在结构上通常包括电磁铁芯和线圈，线圈绕设在电磁铁芯上。

目前电子电路对电路中损耗和电流耐受强度的要求越来越高，现有市场上的车载电感器，一方面电流耐受性差，在大电流的情况下不能保持电感原有的性能；另一方面，电感阻抗大，增加了电路的能耗负担，不利于电路整体的节能省电，势必会加大电量消耗，减小汽车的续航里程。

发明内容

本申请提供一种电感器及其生产工艺，能够解决目前车载电感器电流耐受性差、电感阻抗大的问题。

为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

一种电感器，包括磁芯、导电线圈和屏蔽罩，磁芯由合金粉材料制成，磁芯的圆周端面上具有磁芯凹槽，且整个磁芯呈“工”字形结构；导电线圈环绕在磁芯凹槽上，导电线圈由横截面为扁平状的导线绕制而成；屏蔽罩环套在导电线圈的外侧，屏蔽罩的侧端具有电极片，导电线圈具有两个接线端，导电线圈的接线端与屏蔽罩的电极片电连接。

进一步地，磁芯的外侧壁通过粘合剂与屏蔽罩连接。

进一步地，粘合剂为环氧树脂粘合剂。

进一步地，扁平状的导线的横截面为矩形，矩形规格为0.1mm*0.8mm。

进一步地，电极片由焊锡材料制成。

一种电感器的生产工艺，包括以下步骤：

利用模具和合金粉材料制成磁芯，磁芯的圆周端面上具有磁芯凹槽；在磁芯凹槽处绕制横截面为扁平状的导线，形成导电线圈，且导电线圈具有两个接线端；将屏蔽罩环套在导电线圈的外侧，磁芯通过粘合剂与屏蔽罩固定连接，屏蔽罩上设有电极片；导电线圈的接线端焊接在电极片上。

进一步地，电极片上具有卡扣槽，在将导电线圈的接线端焊接在电极片上之前，将导电线圈的接线端卡入卡扣槽内。

进一步地，待导电线圈的接线端焊接在电极片上后，对电感器依次进行超声波清洗和烘干。

一种电感器的生产工艺，还包括电气性能测试，待导电线圈的接线端焊接在电极片上后，对电感器进行电气性能测试。待电气性能测试完成后，对电感器进行印字和包装。

本申请的有益效果是：

1)扁平状导线绕制而成的导电线圈耐受性强，在大电流的情况下仍然能够保持电感原有的性能。

2)结构上优化了设计，使得整个电感器的电感阻抗更小，从而减少了电路的能耗负担，增强了电动或混动汽车的续航能力。

附图说明

图1为一种电感器的立体图；

图2为一种电感器沿径向截面的结构示意图；

图3为一种电感器的生产工艺的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

如图1-2所示，一种电感器包括磁芯1、导电线圈2和屏蔽罩3，磁芯1由合金粉材料铸造而成，磁芯1的圆周端面上具有磁芯凹槽11，整个磁芯1呈“工”字形结构。导电线圈2环绕在磁芯凹槽11上，该导电线圈2是由横截面为扁平状的导线绕制而成。屏蔽罩3环套在导电线圈2的外侧，屏蔽罩3的侧端具有两个电极片31，导电线圈2具有两个接线端21，接线端21分为输入接线端和输出接线端，输入接线端和输出接线端都沿着磁芯1的径向方向向外延伸。输入接线端和屏蔽罩3的一个电极片31电连接，输出接线端与另外一个电极片31电连接。

导体的载流量主要取决于其截面上的发热量与散热量的平衡，导体表面积越大，散热面积就越大，其载流量也越大。在相同截面的导体中扁平状导线的表面积要大于圆形导线的表面积，所以扁平状导线的散热量大，载流量也就更大。电流在导体内流动具有趋肤效应，即越往导体的表面，电流密度越大。因此，扁平状导线绕制而成的导电线圈耐受性强，在大电流的情况下仍然能够保持电感原有的性能。

另一方面，线圈的阻抗大小跟线圈的粗细和线圈绕的圈数有关，同等截面积下，绕线时扁平状导线比圆形导线绕得更紧密，可绕圈更多，相应的绕线长度越长。电感阻抗＝2*3.14159*F*L，其中F为工作频率，L为电感量。因电感量L＝N²μS/l，其中N为匝数，μ是磁导率，S是截面面积，l是绕线长度。其它系数以及工作频率保持不变的情况下，扁平状的导线l值更大，因此扁平状导线形成的导电线圈，使得整个电感器的电感阻抗更小，也因此减少了电路的能耗负担，经济性更好。

进一步地，磁芯1的顶部和底部的外侧壁通过粘合剂与屏蔽罩3连接，粘合剂采用环氧树脂粘合剂。扁平状的导线的横截面是矩形，矩形规格为0.1mm*0.8mm，矩形的长为0.8mm，宽为0.1mm。本实施方式中，屏蔽罩3上的两个电极片31位置相对设置，并均由焊锡材料制成，导电线圈2的两个接线端21通过锡焊与屏蔽罩3上的电极片21连接。

如图3所示，一种电感器的生产工艺，包括以下步骤：

S100：制成磁芯

通过模具和合金粉材料铸造形成磁芯，该磁芯为合金粉磁芯，且其圆周面上具有磁芯凹槽，整个磁芯呈现“工”字形结构。

S200：绕制导电线圈

在磁芯的磁芯凹槽处绕制横截面为扁平状的导线，形成导电线圈，导电线圈具有两个接线端，两个接线端均沿着磁芯的径向方向延伸，便于后续与电极片连接。

在进行绕制导电线圈时，先设定导电线圈的圈数；然后将磁芯放置在卷线机的震荡盘中；接着，通过夹具夹紧磁芯并进行卷绕导线；最后，达到预先设定的圈数后，导线的两个接线端从磁芯的侧面引出，以此完成绕制导电线圈的操作。扁平状的导线，其横截面采用0.1mm*0.8mm的矩形规格，材料为漆包膜铜线。

S300：环套屏蔽罩

将屏蔽罩环套在导电线圈的外侧，磁芯通过粘合剂和屏蔽罩固定连接，屏蔽罩的侧端设置电极片。

具体地，屏蔽罩为轴向贯通的结构，将已完成绕线的磁芯放置在冶具上夹持，并将屏蔽罩套在导电线圈的外侧，也即屏蔽罩套在了磁芯的外侧。屏蔽罩上的两个电极片位置相对，并且电极片上均设有卡扣槽，屏蔽罩环套在导电线圈外侧后，将导电线圈的两个接线端分别卡入对应的电极片上的卡扣凹槽内，便于后续焊接。接着，用环氧树脂粘合剂对磁芯的外侧壁和屏蔽罩进行固定连接，方式为点胶固定。最后，对固定好的磁芯和屏蔽罩放进烘烤箱，对粘合剂进行干燥，干燥时间一般为30分钟左右。

S400：接线端连接电极片

将导电线圈的两个接线端通过焊接的方式与电极片固定，由于之前已经将接线端卡入了电极片的卡扣槽内，所以此步骤的焊接操作更加方便。

本实施方式电极片由焊锡材料制成，焊接采用锡焊。具体地，将上个步骤中用粘合剂固定完成的磁芯和屏蔽罩放入锡焊机中，通过冶具夹持，然后对两个已连接在电极片上的导电线圈的接线端进行锡焊固定，焊接温度为390℃±10℃，并且采用环保的无铅锡棒，无铅锡棒含有99.7％锡和0.3％的铜。锡焊完成后，形成了初步的电感器产品。

进一步地，将初步的电感器产品放进超声波清洗机中，用清水进行超声波清洗，清洗约10分钟；然后，对其进行烘干，烘干时间约20分钟。

S500：电气性能测试

产品在出厂前，还需要对电感器产品进行电气性能测试，测试内容为电感量、电阻值等。

S600：印字和包装

待电气性能测试完成后，对电感器进行印字和包装，完成制备。

一种电感器及其生产工艺，采用合金粉材料制成磁芯，磁芯呈“工”字形结构，扁平状导线环绕磁芯的磁芯凹槽，从而形成的导电线圈，屏蔽罩环套在导电线圈外，屏蔽罩与磁芯通过粘合剂固定，且导电线圈的两个接线端与屏蔽罩上的两个电极片固定连接。本申请通过电感器结构和生产工艺的优化，使得扁平状的导线绕制形成的导电线圈，能够胜任大电流的负载，在大电流的环境下保持较强的耐受性；另一方面，整个电感器的电感阻抗小，抗震动性能强，降低了功能损耗，具有良好的经济性。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种电感器，其特征在于：包括磁芯、导电线圈和屏蔽罩，所述磁芯由合金粉材料制成，所述磁芯的圆周端面上具有磁芯凹槽，且整个所述磁芯呈“工”字形结构；所述导电线圈环绕在所述磁芯凹槽上，所述导电线圈由横截面为扁平状的导线绕制而成；所述屏蔽罩环套在所述导电线圈的外侧，所述屏蔽罩的侧端具有电极片，所述导电线圈具有两个接线端，所述导电线圈的接线端与所述屏蔽罩的电极片电连接。

2.如权利要求1所述的电感器，其特征在于：所述磁芯的外侧壁通过粘合剂与所述屏蔽罩连接。

3.如权利要求2所述的电感器，其特征在于：所述粘合剂为环氧树脂粘合剂。

4.如权利要求1所述的电感器，其特征在于：所述扁平状的导线的横截面为矩形，矩形规格为0.1mm*0.8mm。

5.如权利要求1-4中任一项所述的电感器，其特征在于：所述电极片由焊锡材料制成。

6.一种如权利要求1-5中任一项所述的电感器的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：

利用模具和合金粉材料制成磁芯，所述磁芯的圆周端面上具有磁芯凹槽；

在所述磁芯凹槽处绕制横截面为扁平状的导线，形成导电线圈，且所述导电线圈具有两个接线端；

将屏蔽罩环套在所述导电线圈的外侧，所述磁芯通过粘合剂与所述屏蔽罩固定连接，所述屏蔽罩上设有电极片；

所述导电线圈的接线端焊接在所述电极片上。

7.如权利要求6所述的电感器的生产工艺，其特征在于：所述电极片上具有卡扣槽，在将所述导电线圈的接线端焊接在所述电极片上之前，将所述导电线圈的接线端卡入所述卡扣槽内。

8.如权利要求6所述的电感器的生产工艺，其特征在于：待所述导电线圈的接线端焊接在所述电极片上后，对所述电感器依次进行超声波清洗和烘干。

9.如权利要求6-8中任一项所述的电感器的生产工艺，其特征在于：还包括电气性能测试，待所述导电线圈的接线端焊接在所述电极片上后，对所述电感器进行电气性能测试。

10.如权利要求9所述的电感器的生产工艺，其特征在于：待所述电气性能测试完成后，对所述电感器进行印字和包装。