CN111063505A - 一种大功率电感 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大功率电感，涉及大功率电感元件领域，解决了现有绕线片式功率电感器装配效率低，耐电流强度小，功率不高的问题。其包括第一磁性底座、第二磁性底座以及一“U”字形的连接端子，第一磁性底座上设用于固定该连接端子的卡槽结构，第二磁性底座和第一磁性底座的相对连接端面之间通过粘接胶连接，并形成有气隙。本发明的大功率电感结构简单，采用一体式的连接端子，其连接臂用于构成大功率电感的线圈，其连接端头用于构成与电子仪器主板上的线路电连接的焊接引脚，相比现有的线圈式大功率电感，省去了线圈、引脚等结构，无需绕线和引脚焊接，成型、生产及组装更加方便快捷，同时具有更高的耐电流载荷能力和更低的工作温度。

Description

一种大功率电感

技术领域

本发明涉及功率电感技术领域，具体涉及一种生产和组装高效方便的大功率电感。

背景技术

大功率片式电感器一般是指耐电流在1A以上的片式电感器，随着电子技术的不断发展，电子元器件逐步向高频化、小型化、功率化的方向发展。大功率片式电感器是为了适应电子设备，尤其是电源部分电磁兼容需求所出现的电感器，它既可负载较大直流电流，又能较好地吸收电源噪声，特别适用于电源部分消除电磁干扰。

从制造工艺来分，现有的片式功率电感器主要有4种类型，即绕线型、叠层型、编织型和薄膜型片式功率电感器。其中，绕线片式功率电感器是传统绕线功率电感器小型化的产物，但其不足之处是在进一步的小型化方面受到限制，在小型化时，耐电流强度低。另外，现有技术中由底座、设于底座上的磁芯及设于磁芯上的两个线圈构成的片式功率电感器，其结构较为复杂，为了便于将功率电感焊接在电路板上，一般会在底座上设有引脚，且引脚主要设置在底座的底面上，形成插接式结构。尤其是功率电感的规格尺寸很小时，其底座、磁芯、线圈以及连接线圈的引脚在生产、成型以及组装时较为不便，生产组装效率低。

另一方面，随着开关电源的发展，对功率要求不断的增大，开关电源中的PFC电感器的储存能量也越来越大，这样要求磁性材料的气隙也加大，产生的高频漏磁就会轰击旁边的漆包线，产生高温，消耗功率，降低效率。

发明内容

为了解决上述技术存在的缺陷，本发明提供一种生产和组装高效方便的大功率电感。

本发明实现上述技术效果所采用的技术方案是：

一种大功率电感，包括第一磁性底座、第二磁性底座以及一“U”字形的连接端子，所述第一磁性底座上设用于固定所述连接端子的卡槽结构，所述第二磁性底座和所述第一磁性底座的相对连接端面之间设有气隙。

优选地，在上述的大功率电感中，所述连接端子包括一横跨所述第一磁性底座的连接臂以及一体成型在所述连接臂两端的弯折臂，两所述弯折臂的末端一体成型有相向靠近的连接端头，所述弯折臂与所述连接臂垂直，所述连接端头与所述弯折臂垂直。

优选地，在上述的大功率电感中，所述卡槽结构包括下卡槽以及两个相对的端头卡槽，所述下卡槽成型在所述第一磁性底座的底座本体在相对所述第二磁性底座的一连接端面上，两所述端头卡槽成型在所述底座本体在背离所述第二磁性底座的一端面上，所述连接臂安装在所述下卡槽中，两所述连接端头分别固定在相应端的所述端头卡槽中，所述连接端头的上表面凸出于所述所述底座本体的对应端面。

优选地，在上述的大功率电感中，所述卡槽结构包括成型在所述第一磁性底座的底座本体上的环形卡槽。

优选地，在上述的大功率电感中，所述所述第二磁性底座和所述第一磁性底座的相对连接端面之间设有粘接胶层。

优选地，在上述的大功率电感中，所述粘接胶层中混合有直径大小一致的若干玻璃珠微粒，玻璃珠微粒的直径根据电感量大小而调节。

优选地，在上述的大功率电感中，所述粘接胶层中混合有直径大小一致的若干纵向铜线段，所述粘接胶层在对应于所述连接臂的位置处设有分型的空白区，所述纵向铜线段的长度方向与所述连接臂的长度方向垂直，所述纵向铜线段对称地分居在所述空白区两侧的所述粘接胶层的两分型面上，同一侧的所述粘接胶层的分型面上的所述纵向铜线段至少包括两根，所述纵向铜线段的直径根据电感量大小而调节。

优选地，在上述的大功率电感中，所述粘接胶层中混合有至少两根直径大小一致的横向铜线段，所述粘接胶层在对应于所述连接臂的位置处设有分型的空白区，所述横向铜线段的长度方向与所述连接臂的长度方向一致，所述横向铜线段对称地分居在所述空白区两侧的所述粘接胶层分型面上，同一侧的所述粘接胶层分型面上的所述横向铜线段至少包括一根，所述横向铜线段的直径根据电感量大小而调节。

优选地，在上述的大功率电感中，所述粘接胶层中混合有直径大小一致的若干异形铜线段，所述粘接胶层在对应于所述连接臂的位置处设有分型的空白区，所述异形铜线段对称地分居在所述空白区两侧的所述粘接胶层分型面上，同一侧的所述粘接胶层分型面上的所述异形铜线段至少包括一根，所述异形铜线段的直径根据电感量大小而调节。

优选地，在上述的大功率电感中，所述连接端子为铜材质的端子，所述第一磁性底座和所述第二磁性底座均为软磁材料制成的磁性底座。

本发明的有益效果为：本发明的大功率电感结构简单，方便成型、生产和组装，设在第一磁性底座上的卡槽结构可以牢固地将端子固定住，避免机械振动时松脱。采用一体式的连接端子，其连接臂用于构成大功率电感的线圈，其连接端头用于构成与电子仪器主板上的线路电连接的焊接引脚，相比现有的线圈式功率电感，本发明的大功率电感结构更加简单，省去了线圈、引脚等复杂结构，解决了在生产组装微小尺寸型号的功率电感时存在的绕线难度大，引脚焊接难的问题，同时具有更高的耐电流载荷能力。设置在第一磁性底座和第二磁性底座的相对连接端面之间的气隙结构稳定，铜线段和粘接胶层具有一定的散热性能，可以降低功率电感的工作温度。

附图说明

图1为本发明一实施例的爆炸图；

图2为本发明一实施例中所述第一磁性底座的连接端面的结构图；

图3为本发明所述连接端子的立体图；

图4为本发明一实施例的立体结构图；

图5为本发明另一实施例的爆炸图；

图6为图5所示实施例中所述第一磁性底座的连接端面的结构图；

图7为本发明另一其他实施例中所述粘接胶层的结构示意图；

图8为图7所示实施例中所述粘接胶层的横截面结构示意图；

图9为本发明另一其他实施例中所述粘接胶层的结构示意图；

图10为本发明另一其他实施例中所述粘接胶层的结构示意图；

图11为本发明另一其他实施例中所述粘接胶层的结构示意图。

具体实施方式

为使对本发明作进一步的了解，下面参照说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一：

如图1至图4所示，本发明实施例一提出了一种大功率电感，该大功率电感包括第一磁性底座1、第二磁性底座2以及一“U”字形的连接端子3，第一磁性底座1上设用于固定连接端子3的卡槽结构。该连接端子3起感应线圈的作用，其端部构成与电子仪器主板上的线路电连接的焊接引脚。第二磁性底座2和第一磁性底座1的相对连接端面之间通过粘接胶连接固定，在该相对连接端面间形成气隙4，即第二磁性底座2和第一磁性底座1的相对连接端面之间的间隔间隙。

进一步地，在本实施例一中，该连接端子3包括一横跨第一磁性底座1的连接臂31以及一体成型在连接臂31两端的弯折臂32。两弯折臂32的末端一体成型有相向靠近的连接端头33，弯折臂32与连接臂31垂直，连接端头33与弯折臂32垂直。一体成型的连接端子3的弯折连接处，具体是连接臂31的两端与弯折臂32之间的弯折连接处具有良好地弯折性能。装配前，该连接臂31两端的弯折臂32分别朝向外侧张开一个角度，使装配时可以更好地卡嵌在第一磁性底座1的卡槽结构上。在连接端子3卡嵌在第一磁性底座1的卡槽结构上后，将连接端子3两端的弯折臂32相向弯折，使得弯折臂32贴近在第一磁性底座1的相应侧壁上即可。

连接臂31构成大功率电感的线圈，连接端头33构成与电子仪器主板上的线路电连接的焊接引脚。在本发明的实施例一中，该卡槽结构包括下卡槽12以及两个相对的端头卡槽13。下卡槽12成型在第一磁性底座1的底座本体11在相对第二磁性底座2的一连接端面上。两端头卡槽13成型在底座本体11在背离第二磁性底座2的一端面上。连接臂31安装在下卡槽12中，两连接端头33分别固定在相应端的端头卡槽13中。连接端头33的上表面凸出于底座本体11的对应端面，便于与仪器电路主板上的线路电性连接固定。

进一步地，连接端子3为铜材质的端子，第一磁性底座1和第二磁性底座2均为软磁材料制成的磁性底座。例如电磁纯铁、电解铁、羰基铁、钼坡莫合金、铁硅铝或铁氧体等，作为本发明的一种优选，第一磁性底座1和第二磁性底座2优选采用铁氧体磁芯。为方便安装固定，第一磁性底座1和第二磁性底座2均为平板的块状结构，其中，第二磁性底座2的6个表面均为平面状结构。

实施例二：

如图3至图6所示，本发明实施例二提出了一种大功率电感，该大功率电感包括第一磁性底座1、第二磁性底座2以及一“U”字形的连接端子3，第一磁性底座1上设用于固定连接端子3的卡槽结构。该连接端子3起感应线圈的作用，其端部构成与电子仪器主板上的线路电连接的焊接引脚。第二磁性底座2和第一磁性底座1的相对连接端面之间通过粘接胶连接固定，在该相对连接端面间形成气隙4，即第二磁性底座2和第一磁性底座1的相对连接端面之间的间隔间隙。

进一步地，在本实施例二中，连接端子3包括一横跨第一磁性底座1的连接臂31以及一体成型在连接臂31两端的弯折臂32。两弯折臂32的末端一体成型有相向靠近的连接端头33，弯折臂32与连接臂31垂直，连接端头33与弯折臂32垂直。一体成型的连接端子3的弯折连接处，具体是连接臂31的两端与弯折臂32之间的弯折连接处具有良好地弯折性能。装配前，连接臂31两端的弯折臂32分别朝向外侧张开一个角度，使装配时可以更好地卡嵌在第一磁性底座1的卡槽结构上。在连接端子3卡嵌在第一磁性底座1的卡槽结构上后，将连接端子3两端的弯折臂32相向弯折，使弯折臂32贴近在第一磁性底座1的相应侧壁上即可。连接臂31构成本实施例的大功率电感的线圈，连接端头33构成与电子仪器主板上的线路电连接的焊接引脚。

在本发明的实施例二中，如图5和图6所示，该卡槽结构所述卡槽结构包括成型在第一磁性底座1的底座本体11上的环形卡槽14，环形卡槽14在一体成型在底座本体11的四个周侧面上。连接臂31、两弯折臂32和两连接端头33分别固定在环形卡槽14的相应槽段中。连接端头33的上表面凸出于底座本体11的对应端面，便于与仪器电路主板上的线路电性连接固定。

进一步地，连接端子3为铜材质的端子，第一磁性底座1和第二磁性底座2均为软磁材料制成的磁性底座。例如电磁纯铁、电解铁、羰基铁、钼坡莫合金、铁硅铜或铁氧体等，作为本发明的一种优选，第一磁性底座1和第二磁性底座2优选采用铁氧体磁芯。为方便安装固定，第一磁性底座1和第二磁性底座2均为平板的块状结构，其中，第二磁性底座2的6个表面均为平面状结构。

实施例三：

如图7所示，在本发明的实施例一和实施例二的基础上，用于粘接固定第二磁性底座2和第一磁性底座1的相对连接端面间的粘接胶，在两者的连接面处成型为一层粘接胶层6。该粘接胶层6中混合有直径大小一致的若干玻璃珠微粒7，该玻璃珠微粒7的直径根据电感量大小而调节，不同直径的玻璃珠微粒7可使得成型的气隙4的大小不一样，从而决定电感的大小。气隙4的大小，即第二磁性底座2与第一磁性底座1的相对连接端面之间的间距，与玻璃珠微粒7的直径大小适配。如图8所示，为本实施例三中粘接胶层6的横截面结构示意图，玻璃珠微粒7在垂直方向的上下两个对称的切点分别与第二磁性底座2以及第一磁性底座1的相对连接端面抵触，该相对连接端面间的粘接胶成型固化为粘接胶层6，玻璃珠微粒7为气隙4的成型提供固定支撑，粘接胶层6用于将第二磁性底座2以及第一磁性底座1的相对连接端面粘接固定。气隙4的大小，即第二磁性底座2与第一磁性底座1的相对连接端面之间的间距，影响功率电感的电感大小以及饱和电流大小等电性指标参数。气隙4的大小与功率电感的电感大小以及饱和电流大小等电性指标参数成反比。

实施例四：

如图9所示，在本发明的实施例一和实施例二的基础上，用于粘接固定第二磁性底座2和第一磁性底座1的相对连接端面间的粘接胶，在两者的连接面处成型为一层粘接胶层6。该粘接胶层6中混合有直径大小一致的若干个纵向铜线段7a，该粘接胶层6在对应于连接臂31的位置处设有分型的空白区61。纵向铜线段7a的长度方向与连接臂31的长度方向垂直，该纵向铜线段7a对称地分居在空白区61两侧的粘接胶层6的两分型面上。同一侧的粘接胶层6的分型面上的纵向铜线段7a至少包括两根，在本实施例四中，同一侧的粘接胶层6的分型面上的纵向铜线段7a设置为两根，该纵向铜线段7a的直径根据电感量大小而调节，不同直径的纵向铜线段7a可使得成型的气隙4的大小不一样，从而决定电感的大小。

气隙4的大小，即第二磁性底座2与第一磁性底座1的相对连接端面之间的间距，与纵向铜线段7a的直径大小适配。纵向铜线段7a为气隙4的成型提供固定支撑，粘接胶层6用于将第二磁性底座2以及第一磁性底座1的相对连接端面粘接固定。

实施例五：

如图10所示，在本发明的实施例一和实施例二的基础上，用于粘接固定第二磁性底座2和第一磁性底座1的相对连接端面间的粘接胶，在两者的连接面处成型为一层粘接胶层6。该粘接胶层6中混合有至少两根直径大小一致的横向铜线段7b，粘接胶层6在对应于连接臂31的位置处设有分型的空白区61。横向铜线段7b的长度方向与连接臂31的长度方向垂直，横向铜线段7b对称地分居在空白区61两侧的粘接胶层6的两分型面上。同一侧的粘接胶层6的分型面上的横向铜线段7b至少包括两根，在本实施例五中，同一侧的粘接胶层6的分型面上的横向铜线段7b设置为两根，该横向铜线段7b的直径根据电感量大小而调节，不同直径的横向铜线段7b可使得成型的气隙4的大小不一样，从而决定电感的大小。

气隙4的大小，即第二磁性底座2与第一磁性底座1的相对连接端面之间的间距，与横向铜线段7b的直径大小适配。横向铜线段7b为气隙4的成型提供固定支撑，粘接胶层6用于将第二磁性底座2以及第一磁性底座1的相对连接端面粘接固定。

实施例六：

如图11所示，在本发明的实施例一和实施例二的基础上，用于粘接固定第二磁性底座2和第一磁性底座1的相对连接端面间的粘接胶，在两者的连接面处成型为一层粘接胶层6。该粘接胶层6中混合有直径大小一致的若干个异形铜线段7c，该粘接胶层6在对应于连接臂31的位置处设有分型的空白区61。异形铜线段7c对称地分居在该空白区61两侧的粘接胶层6的两分型面上。同一侧的粘接胶层6的分型面上的异形铜线段7c至少包括两根，在本实施例六中，同一侧的粘接胶层6的分型面上的异形铜线段7c设置为两根，该异形铜线段7c的直径根据电感量大小而调节，不同直径的异形铜线段7c可使得成型的气隙4的大小不一样，从而决定电感的大小。在本发明的实施例六中，该异形铜线段7c具体设置为“U”型结构，在直径一致，且不构成闭环连接的前提，异形铜线段7c还可以是其他形状的结构。

气隙4的大小，即第二磁性底座2与第一磁性底座1的相对连接端面之间的间距，与异形铜线段7c的直径大小适配。异形铜线段7c为气隙4的成型提供固定支撑，粘接胶层6用于将第二磁性底座2以及第一磁性底座1的相对连接端面粘接固定。

在上述各实施例中，连接端子3为铜材质的端子，第一磁性底座1和第二磁性底座2均为软磁材料制成的磁性底座，设置在第二磁性底座2和第一磁性底座1的相对连接端面之间的粘接胶层6采用具有导热功能的粘接胶。

综上所述，本发明的大功率电感结构简单，方便成型、生产和组装，设在第一磁性底座上的卡槽结构可以牢固地将连接端子固定住，避免机械振动时松脱。采用一体式的连接端子，其连接臂用于构成大功率电感的线圈，其连接端头用于构成与电子仪器主板上的线路电连接的焊接引脚，相比现有的线圈式功率电感，本发明的大功率电感结构更加简单，省去了线圈、引脚等复杂结构，解决了在生产组装微小尺寸型号的功率电感时存在的绕线难度大，引脚焊接难的问题，同时具有更高的耐电流载荷能力。设置在第一磁性底座和第二磁性底座的相对连接端面之间的气隙结构稳定，铜线段和粘接胶层具有一定的散热性能，可以降低功率电感的工作温度。

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，本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种大功率电感，其特征在于，包括第一磁性底座(1)、第二磁性底座(2)以及一“U”字形的连接端子(3)，所述第一磁性底座(1)上设用于固定所述连接端子(3)的卡槽结构，所述第二磁性底座(2)和所述第一磁性底座(1)的相对连接端面之间设有气隙(4)。

2.根据权利要求1所述的大功率电感，其特征在于，所述连接端子(3)包括一横跨所述第一磁性底座(1)的连接臂(31)以及一体成型在所述连接臂(31)两端的弯折臂(32)，两所述弯折臂(32)的末端一体成型有相向靠近的连接端头(33)，所述弯折臂(32)与所述连接臂(31)垂直，所述连接端头(33)与所述弯折臂(32)垂直。

3.根据权利要求2所述的大功率电感，其特征在于，所述卡槽结构包括下卡槽(12)以及两个相对的端头卡槽(13)，所述下卡槽(12)成型在所述第一磁性底座(1)的底座本体(11)在相对所述第二磁性底座(2)的一连接端面上，两所述端头卡槽(13)成型在所述底座本体(11)在背离所述第二磁性底座(2)的一端面上，所述连接臂(31)安装在所述下卡槽(12)中，两所述连接端头(33)分别固定在相应端的所述端头卡槽(13)中，所述连接端头(33)的上表面凸出于所述所述底座本体(11)的对应端面。

4.根据权利要求2所述的大功率电感，其特征在于，所述卡槽结构包括成型在所述第一磁性底座(1)的底座本体(11)上的环形卡槽(14)。

5.根据权利要求3或4所述的大功率电感，其特征在于，所述所述第二磁性底座(2)和所述第一磁性底座(1)的相对连接端面之间设有粘接胶层(6)。

6.根据权利要求5所述的大功率电感，其特征在于，所述粘接胶层(6)中混合有直径大小一致的若干玻璃珠微粒(7)，所述玻璃珠微粒(7)的直径根据电感量大小而调节。

7.根据权利要求5所述的大功率电感，其特征在于，所述粘接胶层(6)中混合有直径大小一致的若干纵向铜线段(7a)，所述粘接胶层(6)在对应于所述连接臂(31)的位置处设有分型的空白区(61)，所述纵向铜线段(7a)的长度方向与所述连接臂(31)的长度方向垂直，所述纵向铜线段(7a)对称地分居在所述空白区(61)两侧的所述粘接胶层(6)的两分型面上，同一侧的所述粘接胶层(6)的分型面上的所述纵向铜线段(7a)至少包括两根，所述纵向铜线段(7a)的直径根据电感量大小而调节。

8.根据权利要求5所述的大功率电感，其特征在于，所述粘接胶层(6)中混合有至少两根直径大小一致的横向铜线段(7b)，所述粘接胶层(6)在对应于所述连接臂(31)的位置处设有分型的空白区(61)，所述横向铜线段(7b)的长度方向与所述连接臂(31)的长度方向一致，所述横向铜线段(7b)对称地分居在所述空白区(61)两侧的所述粘接胶层(6)的两分型面上，同一侧的所述粘接胶层(6)的分型面上的所述纵向铜线段(7b)至少包括一根，所述纵向铜线段(7b)的直径根据电感量大小而调节。

9.根据权利要求5所述的大功率电感，其特征在于，所述粘接胶层(6)中混合有直径大小一致的若干异形铜线段(7c)，所述粘接胶层(6)在对应于所述连接臂(31)的位置处设有分型的空白区(61)，所述异形铜线段(7c)对称地分居在所述空白区(61)两侧的所述粘接胶层(6)的两分型面上，同一侧的所述粘接胶层(6)的分型面上的所述异形铜线段(7c)至少包括一根，所述异形铜线段(7c)的直径根据电感量大小而调节。

10.根据权利要求1所述的大功率电感，其特征在于，所述连接端子(3)为铜材质的端子，所述第一磁性底座(1)和所述第二磁性底座(2)均为软磁材料制成的磁性底座。

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