CN110337701A - 磁芯、包括该磁芯的电感器及emi滤波器 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一个实施例的电感器包括：磁芯；线圈，缠绕在磁芯上，其中，磁芯包括多个堆叠的子磁芯，每个子磁芯包括第一磁体和第二磁体，第一磁体和第二磁芯是不同的材料，第二磁体设置在第一磁体的表面上，每个子磁芯具有环形形状，第一磁体的磁导率与第二磁体的磁导率不同。

Description

磁芯、包括该磁芯的电感器及EMI滤波器
技术领域
本发明涉及一种磁芯、包括该磁芯的电感器及电磁干扰(EMI)滤波器。
背景技术
电感器是应用于印刷电路板的电子部件之一，并且由于其电磁特性而适用于谐振电路、滤波器电路、电源电路等。
近来，诸如通信装置和显示装置的各种电子装置的小型化和薄型化是重要的问题。因此，应用于这些电子装置的电感器需要小型化和薄型化并且需要具有高效率。
同时，应用于电源板内部的电磁干扰(EMI)滤波器用于传输电路工作所需的信号，并去除噪声。图1是EMI滤波器的电路图的示例。参考图1，EMI滤波器10可以包括多个电容器Cx和Cy以及电感器L。从电源板产生的噪声类型可以广泛地分为从电源板辐射的在30MHz到1GHz范围内的无线电噪声和通过电力线传导的在150kHz到30MHz范围内的传导噪声。传导噪声的传输模式可以分为差模(differential mode)和共模(common mode)。其中，共模噪声，即使是少量噪声，在绘制大环时也会被反射回来，并因此能够影响远处的电子装置。共模噪声由于配线系统的阻抗不平衡而产生，并且在高频环境中显著地产生。
为了消除共模噪声，在应用于EMI滤波器的电感器中，通常使用包括Mn-Zn基铁氧体材料的环形磁芯。Mn-Zn基铁氧体在100kHz至1MHz的范围内的频率下具有高磁导率，因此对于消除共模噪声是有效的。随着EMI滤波器所应用于的电源板的电力增加，需要具有大电感的磁芯。为此，应该使用具有高磁导率的磁芯，例如，具有10000至15000范围内的磁导率(μ)的磁芯。由于具有这种高磁导率的Mn-Zn基铁氧体具有高单价，并且由于Mn-Zn基铁氧体的材料特性，芯损耗率低，因此在6至30MHz范围内的频带中的噪声去除效率仍然很低。
发明内容
技术问题
本发明旨在提供一种适用于电磁干扰(EMI)滤波器的线圈部。
技术方案
本发明的一个方面提供一种电感器，包括磁芯以及缠绕在磁芯的周围的线圈，其中，磁芯包括多个堆叠的子磁芯，每个子磁芯包括第一磁体和第二磁体，第一磁体和第二磁体是不同类型的磁体，第二磁体设置在第一磁体的表面的至少一部分上，每个子磁芯具有环形形状，第一磁体的磁导率与第二磁体的磁导率不同。
设置在第一磁体的外周面上的第二磁体在第一磁体的径向方向上的厚度与第一磁体的厚度之比可以在1：16至1：80的范围内。
设置在第一磁体的内周面上的第二磁体在第一磁体的径向方向上的厚度与第一磁体的厚度之比可以在1：16至1：80的范围内。
第二磁体的磁导率可以大于第一磁体的磁导率。
第一磁体可以包括铁氧体，第二磁体可以包括金属带。
第一磁体可以包括Mn-Zn基铁氧体，第二磁体可以包括Fe-Si基金属带。
第一磁体可以具有环形形状，第二磁体可以设置为包围第一磁体的上表面、外周面、下表面和内周面全体。
包围第一磁体的外周面和内周面中的至少一者的第二磁体可以包括缠绕有多个层的金属带。
设置在缠绕有线圈的区域中的金属带的层数可以与设置在未缠绕线圈的区域中的金属带的层数不同。
设置在第一磁体的上表面上的第二磁体的厚度和设置在第一磁体的下表面上的第二磁体的厚度中的每一个可以比第一磁体的上表面与第一磁体的下表面之间的距离小，并且设置在第一磁体的外周面上的第二磁体的厚度和设置在第一磁体的内周面上的第二磁体的厚度中的每一个可以比第一磁体的外周面与第一磁体的内周面之间的距离小。
磁芯可以具有环形形状，第一磁体可以包括第一区域和第二区域，在所述第一区域中第二磁体设置为包围第一磁体的上表面、外周面、下表面和内周面，在所述第二区域中未设置第二磁体，并且线圈缠绕在第一区域的表面的至少一部分的周围。
第二区域和线圈可以彼此间隔开。
第一磁体可以包括彼此对称地设置的一对第一区域以及彼此对称地设置的一对第二区域。
磁芯可以进一步包括：下子磁芯，所述下子磁芯设置在多个子磁芯的最下面的子磁芯上；以及上子磁芯，所述上子磁芯设置在多个子磁芯的最上面的子磁芯上。下子磁芯和上子磁芯可以由第一磁体制成。
本发明的另一方面提供一种磁芯，所述磁芯包括第一子磁芯以及堆叠在第一子磁芯上的第二子磁芯，其中，第一子磁芯和第二子磁芯中的每一个包括第一磁体和第二磁体，第一磁体和第二磁体是不同类型的磁体，第二磁体设置在第一磁体的表面的至少一部分上，第一子磁芯和第二子磁芯中的每一个具有环形形状，并且第一磁体的磁导率与第二磁体的磁导率不同。
第一磁体可以具有环形形状，第二磁体可以设置为包围第一磁体的上表面、外周面、下表面和内周面全体。
包围第一磁体的外周面和内周面中的至少一者的第二磁体可以包括缠绕有多个层的金属带。
第一磁体可以具有环形形状，并且第一磁体可以包括第一区域和第二区域，在所述第一区域中第二磁体设置为包围第一磁体的上表面、外周面、下表面和内周面，在所述第二区域中未设置第二磁体。
磁芯可以进一步包括设置在第一子磁芯下方的下子磁芯以及设置在第二子磁芯上方的上子磁芯，并且下子磁芯和上子磁芯由第一磁体制成。
本发明的又一方面提供一种EMI滤波器，所述EMI滤波器包括至少一个电感器和至少一个电容器，其中，电感器包括磁芯以及缠绕在磁芯的周围的线圈，磁芯包括多个堆叠的子磁芯，每个子磁芯包括第一磁体和第二磁体，第一磁体和第二磁体是不同类型的磁体，第二磁体设置在第一磁体的表面的至少一部分上，每个子磁芯具有环形形状，并且第一磁体的磁导率与第二磁体的磁导率不同。
有益效果
根据本发明的实施例，能够获得具有宽频带的高噪声去除性能、小尺寸以及大电力容量的电磁干扰(EMI)滤波器。具体地，根据本发明实施例的EMI滤波器可以针对传导噪声中的共模噪声和差模噪声两者具有高去除性能。另外，根据本发明的实施例，能够获得对于每个频带可调节噪声去除性能的EMI滤波器。
附图说明
图1是电磁干扰(EMI)滤波器的电路图的示例；
图2是根据本发明的实施例的电感器的立体图，图3是根据本发明的另一实施例的电感器的立体图；
图4示出了根据本发明的实施例的磁芯的立体图和剖视图；
图5是示出趋肤效应理论(skin effect theory)的图；
图6是示出相对于铁氧体材料的趋肤深度的磁通量的图；
图7是示出相对于铁氧体材料的趋肤深度的磁通量和相对于金属带材料的趋肤深度的磁通量的图；
图8是示出铁氧体材料的磁导率和电感、以及金属带材料的磁导率和电感的图；
图9示出了在第一磁体的表面上不设置第二磁体的磁芯的俯视图和剖视图、以及在第一磁体的表面上设置有第二磁体的磁芯的俯视图和剖视图；
图10是示出图9的磁芯的噪声去除性能的图；
图11示出了根据本发明的实施例的磁芯的立体图和剖视图；
图12示出了根据比较例和示例的磁芯的立体图；
图13是示出根据比较例和示例的磁芯的噪声去除性能的图；
图14示出了根据本发明另一实施例的磁芯的立体图和剖视图；
图15示出了根据本发明又一实施例的磁芯的立体图和剖视图；
图16示出了根据本发明又一实施例的磁芯的立体图和剖视图。
具体实施方式
尽管本发明易于进行各种修改和替换形式，但是其特定实施例在附图中以示例的方式示出并且将在本文中详细描述。然而，应该理解，并不意图将本发明限制于所公开的特定形式，相反，本发明将覆盖落入本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。
应当理解的是，尽管这里可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件，而不脱离本发明的范围。如这里所使用的，术语“和/或”包括多个相关所列项目的任何一个或所有组合。
应当理解的是，当一个元件被称为“连接”或“耦接”到另一个元件时，它可以直接连接或耦接到另一个元件，或者可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一个元件时，不存在中间元件。用于描述元件之间关系的其他词语应以类似的方式解释(即，“在......之间”与“直接在...之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。
在描述实施例时，当层(膜)、区域、图案或结构形成在另一基板、另一层、另一焊盘或另一图案“上”或“下”时，它可以直接形成在其上，或者是在其上形成且有另一插设在其之间的层。参考附图描述每层的上/上方或下/下方的标准。另外，为了清楚和方便解释，附图中的每个层(膜)、区域、图案或结构的厚度或尺寸可以变更，因此其不完全反映实际尺寸。
这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不是要限制本发明。如本文所用，单数形式“一”和“一个”旨在包括复数形式，除非上下文另有明确说明。应进一步理解，术语“包括”、“包括有”、“包含”和/或“包含有”，当在本文中使用时，指定所述特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。
除非另外定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。将进一步理解的是，诸如在常用词典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且将不被理解为理想化或过于正式的含义，除非在此明确定义。
在下文中，将参照附图详细描述实施例，相同或相应的部件由相同的附图标记表示，而不管附图标记如何，因此将不重复其描述。
图2是根据本发明的实施例的电感器的立体图，图3是根据本发明另一实施例的电感器的立体图。
参考图2和图3，电感器100包括磁芯110以及缠绕在磁芯110周围的线圈120。在这种情况下，磁芯110可以具有环形形状，并且线圈120可以缠绕在磁芯110周围。
每个线圈120可以缠绕在环形磁芯110的上表面S1、外周面S2、下表面S3和内周面S4周围。用于使磁芯110与线圈120绝缘的线筒可以进一步设置在磁芯110与线圈120之间。线圈120可以由导电线制成，导电线的表面涂有绝缘材料。导电线可以包括表面涂覆有绝缘材料的铜、银、铝、金、镍、锡等，并且导电线的横截面可以具有圆形形状或方形形状。
参考图3，线圈120可以包括第一线圈122和第二线圈124，第二线圈124被缠绕为与第一线圈122对称。在这种情况下，隔板(separator)130可以进一步设置在第一线圈122与第二线圈124之间，并且第一线圈122和第二线圈124可以相对于隔板130对称设置。
根据本发明的实施例，磁芯110可以包括不同类型的磁体。
图4示出了根据本发明的实施例的磁芯的立体图和剖视图。
参考图4，磁芯400包括第一磁体410和第二磁体420，第一磁体410和第二磁体420是不同类型的磁体。
在这种情况下，第二磁体420可以设置在第一磁体410的表面上。在这种情况下，第二磁体420可以设置在第一磁体410的上表面S1、外周面S2、下表面S3以及内周面S4全体上。
这里，第二磁体420可以具有比第一磁体410更高的饱和磁通密度。例如，第一磁体410可以包括铁氧体，第二磁体420可以包括金属带。这里，金属带可以指由金属材料制成的薄金属条带，即，长且薄的带状金属板，但是实施例不限于此。
例如，设置在第一磁体410内部、即设置在第一磁体410的内周面S4上的磁体424在第一磁体410的径向方向上的厚度与第一磁体410的厚度之比可以在1：16至1：80的范围内，并且设置在第一磁体410外部、即设置在第一磁体410的外周面S2上的磁体422在第一磁体410的径向方向上的厚度与第一磁体410的厚度之比可以在1：16至1：80的范围内。在本说明书中，设置在第一磁体410的内周面S4上的第二磁体420的磁体可以被称为内侧磁体424，并且设置在第一磁体410的外周面S2上的第二磁体420的磁体可以被称为外侧磁体422。
例如，内侧磁体424和外侧磁体422中的每一个在第一磁体410的径向方向上的厚度可以在190μm至210μm的范围内。
此外，外侧磁体422在第一磁体410的径向方向(例如，y轴方向或x轴方向)上的厚度与第一磁体410的厚度之比可以在1：16到1：80的范围内，优选地在1：20到1：40的范围内，但实施例不限于此。在这种情况下，外侧磁体422缠绕的匝数可以在7到27的范围内，并且优选地在10到24的范围内。
此外，内侧磁体424在第一磁体410的径向方向(例如，y轴方向或x轴方向)上的厚度与第一磁体410的厚度之比可以在1：16到1：80的范围内，优选地在1：20到1：40的范围内，但实施例不限于此。在这种情况下，内侧磁体424缠绕的匝数可以在7到27的范围内，并且优选地在10到24的范围内。
如上所述，当磁芯400包括具有不同磁导率的不同类型的磁体时，可以在宽频带中去除噪声。具体地，在磁芯400中，与仅由铁氧体制成的环形磁芯相比，防止了磁通量集中在磁芯表面上的现象，因此去除高频噪声的效果显著，且减小了内部饱和度，使得磁芯适用于高功率产品。
图5是示出趋肤效应理论的图，图6是示出相对于铁氧体材料的趋肤深度的磁通量的图，图7是示出相对于铁氧体材料的趋肤深度的磁通量和相对于金属带材料的趋肤深度的磁通量的图，图8是示出铁氧体材料的磁导率和电感以及金属带材料的磁导率和电感的图。
参考图5和下面所示的表达式1，随着材料的相对磁导率增加并且流过更高的频率，趋肤深度值减小。因此，发生磁通量集中在材料的表面上的现象。
[表达式1]
这里，δ表示趋肤深度，ρ表示电阻率，μs表示相对磁导率，f表示频率。
参考图6，随着趋肤深度(δ)减小，流过高磁通量(Bm)。铁氧体材料的饱和磁通密度为0.47T。因此，在磁芯是铁氧体芯的情况下，当磁通量大于0.47T时磁芯饱和，并因此噪声去除性能可能降低。
参考图7，当具有大于铁氧体材料的饱和磁通密度的饱和磁通密度的材料，例如金属带材料设置在铁氧体材料的表面上时，该材料可以在较小的趋肤深度处承受高磁通量，并因此可以保持噪声性能。
如上所述，当具有比第一磁体更高的饱和磁通密度的第二磁体设置在第一磁体的表面的至少一部分上时，磁芯的有效横截面积在高频下可以增加。
同时，参考图8，可以看出，包括每个频率下具有不同磁导率的铁氧体材料和金属带材料两者的磁芯在规定频率区域中具有大电感，并因此可以获得高噪声去除性能。
图9示出了第二磁体未设置在第一磁体的表面上的磁芯的俯视图和剖视图以及第二磁体磁体设置在第一磁体的表面上的磁芯的俯视图和剖视图，图10是示出图9的磁芯的噪声去除性能的图。
参考图9，第一磁体具有15mm的内径ID和25mm的外径OD，并且由具有环形形状的Mn-Zn基铁氧体芯制成。第二磁体由Fe-Si基金属带制成并且堆叠为具有2mm的厚度。在(A)中的磁芯中第二磁体未设置在第一磁体的表面上，在(B)中的磁芯中第二磁体设置在第一磁体的表面上，(A)中的磁芯和(B)中的磁芯都制造为具有15毫米的高度T。也就是说，第一磁体的高度被调整为具有15mm的总高度，其包括堆叠在(B)中的磁芯中的第一磁体的上表面和下表面中的每一个上的厚度为2mm的金属带。线圈围绕(A)中的磁芯和(B)中的磁芯缠绕21圈，在(A)中的磁芯中第二磁体未设置在第一磁体的表面上，在(B)中的磁芯中第二磁体设置在第一磁体的表面上，并且在1A的施加电流和220W的功率的条件下模拟噪声去除性能。
其结果，参考图10，当假设(A)中的磁芯(在(A)中的磁芯中第二磁体未设置在第一磁体的表面上)的噪声衰减率被设定为零作为基准值时，可以看出，(B)中的磁芯(在(B)中的磁芯中第二磁体设置在第一磁体的表面上)在整个频带上具有附加的噪声衰减率(附加衰减)。也就是说，可以看出，第二磁体设置在第一磁体表面上的(B)中的磁芯具有比第二磁体未设置在第一磁体的表面上的(A)中的磁芯更高的噪声消除性能。
同时，根据本发明实施例的磁芯可以包括多个堆叠的子磁芯。
图11示出了根据本发明的实施例的磁芯的立体图和剖视图。
参考图11，磁芯1100包括多个堆叠的子磁芯1110。每个子磁芯1110包括第一磁体1112和第二磁体1114，第一磁体1112和第二磁体1114是不同类型的磁体。
在这种情况下，第二磁体1114可以设置在第一磁体1112的表面上。在这种情况下，第二磁体1114可以设置在第一磁体1112的上表面S1、外周面S2、下表面S3以及内周面S4全体上。
这里，第二磁体1114可以具有比第一磁体1112更高的磁导率和更高的饱和磁通密度。例如，第一磁体1112可以包括铁氧体，第二磁体1114可以包括金属带。
这里，铁氧体的磁导率(μ)可以在2000至15000的范围内，并且金属带的磁导率(μ)可以在100,000至150,000的范围内。特别地，铁氧体可以是Mn-Zn基铁氧体，金属带可以是基于Fe的纳米晶金属带。基于Fe的纳米晶金属带可以是包含Fe和Si的纳米晶金属带。
这里，术语“纳米晶”可以表示晶体具有10nm至100nm的尺寸。
第一磁体1112可以通过下述方法制造：用陶瓷粘合剂或聚合物粘合剂涂覆铁氧体粉末，然后使铁氧体粉末绝缘，并在高压下模制铁氧体粉末。可替换地，第一磁体1112可以通过堆叠多个铁氧体片的方法制造，所述铁氧体片通过用陶瓷粘合剂或聚合物粘合剂涂覆铁氧体粉末然后使铁氧体粉末绝缘而形成。
如上所述，当磁芯1100包括不同类型的磁体时，可以在宽频带中去除噪声。
在这种情况下，第一磁体1112和第二磁体1114中的每一个可以具有环形形状，第二磁体1114可以设置在第一磁体1112的上表面S1、外表面S2、下表面S3和内周面S4上。
设置在第一磁体1112的上表面S1上的第二磁体1114的厚度d1和设置在第一磁体1112的下表面S3上的第二磁体1114的厚度d2中的每一个可以小于第一磁体1112的高度h、即第一磁体1112的上表面S1与下表面S3之间的距离。另外，设置在第一磁体1112的外周面S2上的第二磁体1114的厚度d3和设置在第一磁体1112的内周面S4上的第二磁体1114的厚度d4中的每一个可以小于第一磁体1112的厚度D、即第一磁体1112的外周面S2与内周面S4之间的距离。例如，设置在第一磁体1112的上表面S1上的第二磁体1114的厚度d1和设置在第一磁体1112的下表面S3上的第二磁体1114的厚度d2中的每一个可以在第一磁体1112的高度h的1％至30％的范围，优选地5％至25％的范围，更优选地10％至20％的范围。此外，设置在第一磁体1112的外周面S2上的第二磁体1114的厚度d3和设置在第一磁体1112的内周面S4上的第二磁体1114的厚度d4中的每一个可以在第一磁体1112的厚度D的1％至30％的范围，优选地5％至25％的范围，更优选地10％至20％的范围。当第二磁体1114具有小于数值范围的下限值的值时，制造工艺困难并且难以在高频率下获得期望水平的噪声去除性能。此外，当第二磁体1114具有大于数值范围的下限值的值时，材料成本增加并且难以获得期望水平的噪声去除性能。当调节设置在第一磁体1112的上表面S1上的第二磁体1114的厚度d1和设置在第一磁体1112的下表面S3上的第二磁体1114的厚度d2中的每一个的与第一磁体的高度h之比时，或者当调节设置在第一磁体1112的外周面S2上的第二磁体1114的厚度d3和设置在第一磁体1112的内周面S4上的第二磁体1114的厚度d4中的每一个的与第一磁体1112的厚度D之比时，可以调节磁芯1100的磁导率。
为此，设置在第一磁体1112的上表面S1和下表面S3中的每一个上的第二磁体1114可以包括堆叠有多个层的金属带。
为此，第二磁体1114可以附接到第一磁体1112的上表面S1和下表面S3。在这种情况下使用的粘合剂可以是包含环氧基树脂、丙烯酸基树脂、硅氧烷基树脂和清漆中的至少一种的粘合剂。如上所述，当使用粘合剂接合不同类型的磁体时，即使在物理振动期间也不会发生性能下降。同时，设置在第一磁体1112的外周面S2和内周面S4中的每一个上的第二磁体1114可以包括缠绕有多个层的金属带。
为此，作为金属带的第二磁体1114可以缠绕在环形第一磁体1112的外周面S2的周围。在这种情况下，可以根据要获得的磁导率调节第二磁体1114的绕组的数量和厚度。此外，预缠绕为环形的金属带的第二磁体1114可以插入第一磁体1112的空腔中。预缠绕的第二磁体1114可以展开以与第一磁体1112的内周面S4的尺寸相匹配。
在这种情况下，第一磁体1112的外周面S2和第二磁体1114可以通过粘合剂附接，并且第一磁体1112的内周面S4和第二磁体1114可以通过粘合剂附接。在这种情况下使用的粘合剂可以是包含环氧基树脂、丙烯酸基树脂、硅氧烷基树脂和清漆中的至少一种的粘合剂。如上所述，当使用粘合剂接合不同类型的磁体时，即使在物理振动期间也不会发生性能下降。
这里，设置在第一磁体1112的外周面S2和内周面S4上的第二磁体1114可以包括金属带，该金属带通过缠绕多次而被缠绕并且堆叠有多个层。第二磁体1114的厚度和磁导率可以根据金属带的堆叠层的数量而改变，并因此磁芯1100的磁导率可以改变，并且磁芯1100应用于的EMI滤波器的噪声去除性能可以改变。
也就是说，噪声去除性能可以根据第二磁体1114的厚度而改变。使用上述原理，可以调节金属带的层数，该层被堆叠使得设置在缠绕有线圈的区域中的第二磁体1114的厚度比设置在未缠绕有线圈的区域中的第二磁体1114的厚度大。也就是说，设置在缠绕有线圈的区域中的金属带的层数可以与设置在未缠绕有线圈的区域中的金属带的层数不同。
金属带的层数可以通过绕组的数量、绕组起始点和绕组结束点来调节。也就是说，当作为金属带的第二磁体1114从缠绕起始点围绕第一磁体1112的外周面S2缠绕一圈时，第二磁体1114可以包括单层金属带，当作为金属带的第二磁体1114从绕组起始点围绕第一磁体1112的外周面S2缠绕两圈时，第二磁体1114可以包括两层金属带。同时，当缠绕起始点和缠绕结束点不同时，例如，当第二磁体1114从缠绕起始点围绕第一磁体1112的外周面S2缠绕一圈半时，第二磁体1114包括金属带堆叠为单层的区域以及金属带堆叠为两层的区域。可替换地，当第二磁体1114从缠绕起始点围绕第一磁体1112的外周面S2缠绕两圈半时，第二磁体1114包括金属带堆叠为两层的区域以及金属带堆叠为三层的区域。在这种情况下，当线圈设置在堆叠层数较多的区域中时，可以进一步改善根据本发明实施例的磁芯1100应用于的EMI滤波器的噪声去除性能。
例如，当磁芯1100具有环形形状并且第一线圈和第二线圈围绕磁芯1100缠绕为彼此对称时，第一线圈可以设置在第一磁体1112的外周面上设置的第二磁体1114的堆叠层数大的区域中，并且第二线圈可以设置在第一磁体1112的内周面上设置的第二磁体1114的堆叠层数大的区域中。因此，第一线圈和第二线圈双方设置在第二磁体1114的堆叠层数大的区域中，并且不设置在堆叠层数小的区域中，并因此可以获得高噪声去除性能。
设置在第一磁体1112的上表面S1、外周面S2、下表面S3和内周面S4中的每一个上的第二磁体1114被示出为具有相同的材料和厚度，但是本发明不限于此。设置在第一磁体1112的上表面S1、外周面S2、下表面S3和内周面S4中的每一个上的第二磁体1114可以具有不同的材料或不同的磁导率，并且可以具有不同的厚度。因此，磁芯1100的磁导率可以具有各种范围。
如上所述，当磁芯1100包括具有不同磁导率的不同类型的磁体时，可以在宽频带中去除噪声。具体地，在磁芯1100中，与仅由Mn-Zn基铁氧体制成的环形磁芯相比，防止了磁通量集中在磁芯表面上的现象，并因此去除高频噪声的效果显著，内部饱和度降低，因此磁芯适用于高功率产品。
具体地，根据本发明的实施例，磁芯1100可以包括多个堆叠的子磁芯1110。子磁芯1110的数量可以是两个或更多个，优选地四个或更多个，并且更优选地八个或更多个。
如上所述，当磁芯1100包括多个堆叠的子磁芯1110时，当每个子磁芯1110包括第一磁体1112和第二磁体1114时，并且当第二磁体1114形成在第一磁体1112的表面上时，可以增加设置第二磁体1114的区域的有效面积，从而增加高频电感(Ls)的值。
图12示出了根据比较例和示例的磁芯的立体图，图13是示出了根据比较例和示例的磁芯的噪声去除性能的图。
参考图12，根据比较例1的磁芯具有第二磁体设置在环形第一磁体的上表面、外周面、下表面和内周面上的结构。根据示例1的磁芯包括两个堆叠的子磁芯，并且每个子磁芯具有第二磁体设置在环形第一磁体的上表面、外周面、下表面和内周面上的结构。根据示例2的磁芯包括四个堆叠的子磁芯，并且每个子磁芯具有第二磁体设置在环形第一磁体的上表面、外周面、下表面和内周面上的结构。根据示例3的磁芯包括八个堆叠的子磁芯，并且每个子磁芯具有第二磁体设置在环形第一磁体的上表面、外周面、下表面和内周面上的结构。
在这种情况下，比较例1和示例1至3的磁芯被制造为具有相同的总尺寸(包括外径、内径和高度)，其第一磁体由铁氧体制成，其第二磁体由纳米带制成。
在比较例1中，设置第二磁体的区域的总面积为885.5mm2。在示例1中，设置第二磁体的区域的总面积是888.6mm2。在示例2中，设置第二磁体的区域的总面积是894.9mm2。在示例3中，设置第二磁体的区域的总面积为907.4mm2。
参考图13，比较例1中根据频率的衰减(dB)值被设定为零，该值是基准值，并且示出了示例1至3中的附加衰减(dB)值。由此可以看出，随着堆叠的子磁芯的数量增加，高频下的噪声衰减率增加。这是因为集中在每个子磁芯表面上的磁通量集中在不同材料上，从而降低了饱和度。因此，由于随着堆叠的子磁芯的数量增加，面积效率提高，所以增加了高频电感并且提高了高频下的噪声去除效果。
此外，随着堆叠的子磁芯的数量增加，涡流损耗减小，因此芯损耗降低。
图14示出了根据本发明另一实施例的磁芯的立体图和剖视图。将不再重复与图1至13中的内容相同内容的描述。
参考图14，磁芯1400可以包括多个堆叠的子磁芯1410，每个子磁芯1410可以包括第一磁体1412和第二磁体1414，第一磁体1412和第二磁体1414可以是不同的磁体，并且第二磁体1414可以设置在第一磁体1412的表面的至少一部分上。这里，第二磁体1414可以具有比第一磁体1412更高的饱和磁通密度。
在这种情况下，第一磁体1412可以具有环形形状，第二磁体1414可以设置在线圈被缠绕的区域中。例如，当线圈包括缠绕在磁芯1400的周围的第一线圈以及缠绕为与第一线圈对称的第二线圈时，第二磁体1414可以设置为在第一线圈和第二线圈被缠绕的区域的每一个中包围第一磁体1412的上表面S1、外周面S2、下表面S3和内周面S4。
也就是说，第一磁体1412可以被划分为第一区域A1和第二区域A2，第二磁体1414设置在第一区域A1中，第二磁体1414未设置在第二区域A2中。在第一区域A1中，第二磁体1414可以设置为包围第一磁体1412的上表面S1、外周面S2、下表面S3和内周面S4，并且在第二区域A2中第一磁体1412可以暴露于外部。
在这种情况下，一对第一区域A1可以彼此对称地设置，并且一对第二区域A2可以彼此对称地设置。所述一对第一区域A1可以设置为通过第二区域A2彼此间隔开，并且所述一对第二区域A2可以设置为通过第一区域A1彼此间隔开。
线圈120可以缠绕在第一区域A1的周围，并且可以与第二区域A2间隔开。
图15示出了根据本发明又一实施例的磁芯的立体图和剖视图。将不再重复与图1至14中的内容相同内容的描述。
参考图15，磁芯1500可以包括多个堆叠的子磁芯1510，并且多个子磁芯1510中的每一个可以包括第一磁体1512和第二磁体1514。此外，磁芯1500可以进一步包括设置在多个子磁芯1510的最下面的子磁芯上的下子磁芯1520和设置在多个子磁芯1510的最上面的子磁芯上的上子磁芯1530，下子磁芯1520和上子磁芯1530中的每一个可以仅包括第一磁体。
在这种情况下，第一磁体1512和第二磁体1514可以是不同类型的磁体，第二磁体1514可以设置在第一磁体1512的表面上。这里，第二磁体1514可以是具有比第一磁体1512更高的饱和磁通密度。
在这种情况下，第一磁体1512可以包括环形铁氧体，第二磁体1514可以包括金属带。第二磁体1514可以设置为包围第一磁体1512的上表面S1、外周面S2、下表面S3和内周面S4。
多个子磁芯的剩余的下子磁芯1520可以设置在多个堆叠的子磁芯的最下层和最上层上。因此，第二磁体未设置在磁芯1500的上表面与外周面之间的边界处、下表面与外周面之间的边界处、下表面与内周面之间的边界处、以及上表面与内周面之间的边界处，因此可以防止在缠绕线圈时在第二磁体中产生裂纹的问题。
图16示出了根据本发明又一实施例的磁芯的立体图和剖视图。将不再重复与图1至15中的内容相同内容的描述。
参考图16，磁芯1600可以包括多个堆叠的子磁芯1610，每个子磁芯1610可以包括第一磁体1612和第二磁体1614，第一磁体1612和第二磁体1614可以是不同类型的磁体，第二磁体1614可以设置在第一磁体1612的表面的一部分上。也就是说，与图11的实施例不同，第二磁体1614可以仅设置在第一磁体1612的外周面S2和内周面S4上。这里，第二磁体1614可以具有比第一磁体1612更高的饱和磁通密度。
为此，作为金属带的第二磁体1614可以缠绕在环形第一磁体1612的外周面S2的周围。此外，作为预缠绕为环形形状的金属带的第二磁体1614可以插入第一磁体1612的空腔中。预缠绕的第二磁体1614可以展开以与第一磁体1612的内周面S4的尺寸相匹配。
因此，可以通过简单的工艺将第二磁体1614设置在第一磁体1612的表面的一部分上。
虽然上面已经详细描述了本发明的示例实施例及其优点，但是本领域技术人员应该理解，在不背离由如下的权利要求定义的本发明的范围的情况下，可以进行各种改变、替换和变更。
[附图标记]
100：电感器
110：磁芯
120：线圈
1100：磁芯
1110：子磁芯
1112：第一磁体
1114：第二磁体

Claims (20)

1.一种电感器，包括：
磁芯；以及
线圈，所述线圈缠绕在所述磁芯的周围，
其中，所述磁芯包括多个堆叠的子磁芯，
每个所述子磁芯包括第一磁体和第二磁体，
所述第一磁体和所述第二磁体是不同类型的磁体，
所述第二磁体设置在所述第一磁体的表面的至少一部分上，
每个所述子磁芯具有环形形状，并且
所述第一磁体的磁导率与所述第二磁体的磁导率不同。
2.根据权利要求1所述的电感器，其中，设置在所述第一磁体的外周面上的所述第二磁体在所述第一磁体的径向方向上的厚度与所述第一磁体的厚度之比在1：16至1：80的范围内。
3.根据权利要求1所述的电感器，其中，设置在所述第一磁体的内周面上的所述第二磁体在所述第一磁体的径向方向上的厚度与所述第一磁体的厚度之比在1：16至1：80的范围内。
4.根据权利要求1所述的电感器，其中，所述第二磁体的磁导率大于所述第一磁体的磁导率。
5.根据权利要求4所述的电感器，其中，所述第一磁体包括铁氧体，所述第二磁体包括金属带。
6.根据权利要求5所述的电感器，其中，所述第一磁体包括Mn-Zn基铁氧体，所述第二磁体包括Fe-Si基金属带。
7.根据权利要求1的所述的电感器，其中：
所述第一磁体具有环形形状；并且
所述第二磁体设置为包围所述第一磁体的上表面、外周面、下表面和内周面全体。
8.根据权利要求7所述的电感器，其中，包围所述第一磁体的所述外周面和所述内周面中的至少一者的所述第二磁体包括缠绕有多个层的金属带。
9.根据权利要求8所述的电感器，其中，设置在缠绕有所述线圈的区域中的所述金属带的层数与设置在未缠绕所述线圈的区域中的所述金属带的层数不同。
10.根据权利要求7所述的电感器，其中：
设置在所述第一磁体的所述上表面上的所述第二磁体的厚度和设置在所述第一磁体的所述下表面上的所述第二磁体的厚度中的每一个比所述第一磁体的所述上表面与所述第一磁体的所述下表面之间的距离小；并且
设置在所述第一磁体的所述外周面上的所述第二磁体的厚度和设置在所述第一磁体的所述内周面上的所述第二磁体的厚度中的每一个比所述第一磁体的所述外周面与所述第一磁体的所述内周面之间的距离小。
11.根据权利要求1所述的电感器，其中：
所述磁芯具有环形形状；
所述第一磁体包括第一区域和第二区域，在所述第一区域中所述第二磁体设置为包围所述第一磁体的上表面、外周面、下表面和内周面，在所述第二区域中未设置所述第二磁体；并且
所述线圈缠绕在所述第一区域的表面的周围。
12.根据权利要求11所述的电感器，其中，所述第二区域和所述线圈彼此间隔开。
13.根据权利要求11所述的电感器，其中，所述第一磁体包括彼此对称设置的一对第一区域以及彼此对称设置的一对第二区域。
14.根据权利要求1所述的电感器，其中：
所述磁芯进一步包括：下子磁芯，所述下子磁芯设置在多个所述子磁芯的最下面的子磁芯上；以及上子磁芯，所述上子磁芯设置在多个所述子磁芯的最上面的子磁芯上；并且
所述下子磁芯和所述上子磁芯由第一磁体制成。
15.一种磁芯，包括：
第一子磁芯；以及
第二子磁芯，所述第二子磁芯堆叠在所述第一子磁芯上，
其中，所述第一子磁芯和所述第二子磁芯中的每一个包括第一磁体和第二磁体，
所述第一磁体和所述第二磁体是不同类型的磁体，
所述第二磁体设置在所述第一磁体的表面的至少一部分上，
所述第一子磁芯和所述第二子磁芯中的每一个具有环形形状，并且
所述第一磁体的磁导率与所述第二磁体的磁导率不同。
16.根据权利要求15所述的磁芯，其中：
所述第一磁体具有环形形状；并且
所述第二磁体设置为包围所述第一磁体的上表面、外周面、下表面和内周面全体。
17.根据权利要求16所述的磁芯，其中，包围所述第一磁体的所述外周面和所述内周面中的至少一者的所述第二磁体包括缠绕有多个层的金属带。
18.根据权利要求15所述的磁芯，其中：
所述第一磁体具有环形形状；并且
所述第一磁体包括第一区域和第二区域，在所述第一区域中所述第二磁体设置为围绕所述第一磁体的上表面、外周面、下表面和内周面，在所述第二区域中未设置所述第二磁体。
19.根据权利要求15所述的磁芯，进一步包括设置在所述第一子磁芯下方的下子磁芯以及设置在所述第二子磁芯上方的上子磁芯，
其中，所述下子磁芯和所述上子磁芯由第一磁体制成。
20.一种电磁干扰EMI滤波器，包括：
至少一个电感器；以及
至少一个电容器，
其中，所述电感器包括磁芯以及缠绕在所述磁芯的周围的线圈，
所述磁芯包括多个堆叠的子磁芯，
每个所述子磁芯包括第一磁体和第二磁体，
所述第一磁体和所述第二磁体是不同类型的磁体，
所述第二磁体设置在所述第一磁体的表面的至少一部分上，
每个所述子磁芯具有环形形状，并且
所述第一磁体的磁导率与所述第二磁体的磁导率不同。
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