CN112735766A - 一种立绕电感及其绕组单元的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立绕电感及其绕组单元的制造方法，包括上磁性底板和下磁性底板，彼此平行且相对，至少还包括两个磁芯，彼此平行且间隔设置于上磁性底板和下磁性底板之间并形成磁路连通；和绕组单元，包括由一根漆包线形成的两个绕组和连结段；两个绕组分别被构造为与两个磁芯对应的螺旋体；连结段的两端分别与其中一个绕组的始端和另一绕组的末端连接，且其上形成有折弯部，以使两个绕组适于套设于对应的磁芯外且在同一观察角度下彼此间的旋转方向相反，以节省立绕电感的自动绕线程序以及制作工序。

Description

一种立绕电感及其绕组单元的制造方法

技术领域

本发明涉及电感器技术领域，具体涉及一种立绕电感及其绕组单元的制造方法。

背景技术

为了满足不同设计的需要，电感的磁芯上漆包线的缠绕方式分为立绕和平绕两种方式。其中，立绕电感采用的是扁平线，平绕电感采用的是圆铜线。立绕电感的散热性能相较与平绕电感要好很多，更适合大电流的应用场合，而且更容易实现自动化绕线；因此，随着电力电源行业的快速发展，立绕电感也逐渐被广泛应用；但是，随着开关电源的功率密度日益提升，现有的立绕电感已不能满足开关电源高功率密度的要求。

为了使立绕电感能够符合开关电源的高功率密度要求，在现有技术中还存在一种方形窗口的立绕电感，其包括两个磁芯、两根漆包线、上磁性底板和下磁性底板；上磁性底板、下磁性底板和两个磁芯磁路连通，并形成方形的窗口，以通过增大立绕电感的窗口面积的方式，使得磁芯上的漆包线能够更加紧密，进而提升整机的功率密度；两根漆包线分别缠绕两个磁芯，缠绕方向相反，且两根漆包线的进线端和出现端分别焊接在一起，以使两个磁芯上的绕组并联或串联。

但是，在上述技术方案中，由于两个磁芯上的绕组由两根漆包线形成，且两个绕组的缠绕方向相反，因此需要不同的程序分别对两根漆包线进行控制，如此一来，不仅制作成本较高且工序复杂。

综上，现有技术中的立绕电感仍有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种立绕电感及其绕组单元的制造方法，以节省立绕电感的自动绕线程序以及制作工序，为达成上述目的，本申请采用如下技术方案：

一种立绕电感，包括上磁性底板和下磁性底板，彼此平行且相对，其至少还包括：两个磁芯，彼此平行间隔设置于上磁性底板和下磁性底板之间并形成磁路连通；和绕组单元，包括由一根漆包线形成的两个绕组和连结段；两个绕组分别被构造为与两个磁芯对应的螺旋体；连结段的两端分别与其中一个绕组的始端和另一绕组的末端连接，且其上形成有折弯部，以使两个绕组适于套设于对应的磁芯外且在同一观察角度下彼此间的旋转方向相反。

进一步地，连结段的两端大致位于同一水平面上。

进一步地，磁芯的横截面为矩形，且其上设有倒角，以与对应绕组的内周相贴合。

进一步地，漆包线为宽度大于厚度的扁平线，且其厚度方向与两个绕组的中心轴线平行。

进一步地，两个磁芯与上磁性底板和下磁性底板间共同形成供漆包线穿过的矩形窗口；矩形窗口的宽度不小于扁平线宽度的两倍，以使各绕组的相向侧彼此间隔。

进一步地，上磁性底板和下磁性底板为铁硅铝材质；磁芯为铁硅材质。

一种用于制造上述方案中绕组单元的方法，其包括：步骤1：绕制漆包线，形成第一绕组；步骤2：沿第一绕组的行进方向和环绕方向继续绕制漆包线，形成第二绕组，并在漆包线上形成连接第一绕组的始端和第二绕组的末端的连结段；步骤3：将第一绕组或第二绕组围绕垂直于行进方向的弯折轴弯折，并在连结段上形成折弯部，使得第一绕组和第二绕组沿与行进方向垂直的方向相对设置，且二者在同一观察角度下彼此间的旋转方向相反。

进一步地，连结段沿与行进方向垂直的第一方向延伸。

进一步地，步骤1具体为：将漆包线沿第一方向送线，并围绕一绕线轴绕制，以形成第一绕组；步骤2具体为：步骤21：继续沿第一方向输送漆包线，并使得第一绕组沿第一方向移动预设距离；步骤22：将漆包线围绕绕线轴环绕，以形成第二绕组，并在第一绕组和第二绕组间形成沿第一方向延伸的连结段；其中，第一绕组与第二绕组的中心轴线彼此平行且间隔。

进一步地，在步骤1和步骤21之间还包括以下步骤：移动绕线轴以允许漆包线沿第一方向移动。

由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有的如下有益效果：

1、上磁性底板和下磁性底板，彼此平行且相对，两个磁芯彼此平行且间隔设置于上磁性底板和下磁性底板之间并形成磁路连通的设置，增大了立绕电感的窗口面积，使得磁芯上的绕线可以更加紧密，进而提升效率；绕组单元由一根漆包线形成两个绕组和连结段，连结段的两端分别与其中一个绕组的始端和另一绕组的末端连接，且其上形成有折弯部的设置，使得两个绕组适于套设于对应磁芯外且在同一观察角度下彼此间旋转方向相反，进而避免两个绕组套设于对应磁芯上并形成磁路连通时，由于旋转方向相同而出现磁场相互抵消，电感无法正常使用的情况。

2、连结段的两端大致位于同一水平面上的设置，使得绕组单元套设于对应的磁芯后，上磁芯底板和下磁性底板能够装设于两个磁芯两端；因此，该设置避免了连结段对上磁性底板或下磁性底板安装时的干涉。

3、磁芯的横截面呈矩形，且其上设有倒角的设置，使得绕组套设于对应磁芯外时，绕组的内周能够与磁芯相贴合，以避免绕组与磁芯之间的间隙过大的情况；因此，该设置有利于提升磁芯的体积利用率，提升产品的效率和质量。

4、漆包线为宽度大于厚度的扁平线的设置，有利于节省绕线的空间体积，且利于散热。

5、两个磁芯与上磁性底板和下磁性底板间共同形成供漆包线穿过的矩形窗口，且矩形窗口的宽度不小于所述扁平线宽度的两倍的设置，使得各绕组的相向侧彼此间隔，窗口面积增大，磁芯上的漆包线能够更加紧密；因此，该设置有利于提升整机的功率密度。

6、上磁性底板和下磁性底板选用直流特性差但成本低的铁硅铝材质，磁芯选用直流特性好，但损耗低的铁硅材质的设置，使得该立绕电感既能具备较好的直流流特性，动态感量衰减少的特点，又能降低成本；因此，该设置有利于提升立绕电感的直流特性并降低成本。

7、通过在形成第一绕组后，沿第一绕组的行进方向和环绕方向继续绕制漆包线，形成第二绕组，并在漆包线上形成连接所述第一绕组的始端和第二绕组的末端的连结段的方式，使得用户可手动将第一绕组或第二绕组围绕垂直于行进方向的弯折轴弯折，并在连结段上形成折弯部，以使第一绕组和第二绕组能够沿与行进方向垂直的方向相对设置的方式，使得两个相对设置的绕组在同一观察角度下彼此间的旋转方向相反；此外，通过一根漆包线形成绕组单元的方式，使得用户通过控制一根漆包线即可完成对绕组单元的绕制，避免了对两根七宝的控制；因此，该制造方法不仅简化了自动绕线程序，还节省了当两个绕组由两根漆包线绕制时还需手动对两个绕组的始端和末端进行焊接的制作工序；因此，该绕组单元的制造方法有利于提高生产效率。

8、通过设置连结段沿与行进方向垂直的第一方向延伸的方式，使得第一绕组或第二绕组在围绕垂直于行进方向的弯折轴进行弯折时，连结段的两端能够大致位于同一水平面上；因此，该设置能够避免连结段上的折弯部对上磁性底板或下磁性底板安装时的干涉。

9、通过将漆包线沿第一方向送线，并围绕一绕线轴绕制，形成第一绕组后继续沿第一方向输送漆包线，并使第一绕组沿第一方向移动预设距离，将漆包线围绕绕线轴环绕以形成第二绕组的方式，使得第一绕组与第二绕组能够通过移动预设距离的方式形成连结段，并围绕同一绕线轴分别绕制第一绕组和第二绕组，以形成两个中心轴线彼此平行且间隔的两个绕组。

10、通过在形成第一绕组和继续沿第一方向输送第一漆包线的步骤之间增设移动绕线轴以允许漆包线沿第一方向移动的步骤，避免了当第一绕组形成后由于绕线轴位于第一绕组中导致第一绕组无法沿第一反向移动，进而无法沿第一方向继续送线的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例所述的一种立绕电感的立体结构示意图；

图2为本发明的实施例所述的一种立绕电感的另一立体结构示意图；

图3为本发明其他实施例中两个绕组的俯视图；

图4为本发明的实施例所述的立绕电感的剖视图；

图5为本发明的实施例所述的磁芯和绕组的横截面示意图。

主要附图标记说明：

上磁性底板1、下磁性底板2、磁芯3、绕组4、折弯部5、漆包线6、连结段7、窗口8。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本发明实施例，本领域的普通技术人员在不作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本发明和节省描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。

参见图1至图5，本发明公开了一种立绕电感及其绕组单元的制造方法，立绕电感至少包括上磁性底板1、下磁性底板2、两个磁芯3和绕组单元。

上磁性底板1和下磁性底板2的横截面均为大小一致的矩形，且二者平行且相对；在本发明的实施例中，上磁性底板1和下磁性底板2均为铁硅铝材质；在其他实施例中，上磁性底板1和下磁性底板2还可采用铁粉芯等直流特性差但成本低的材质。

两个磁芯3为两个大小一致的立柱，且横截面均为矩形，其上设有倒角；在本发明的实施例中，两个磁芯3为直流特性好且损耗低的铁硅材质，在其他实施例中，磁芯3还可为其它直流特性好且损耗低的材质如铁硅镍。

绕组单元，包括由一根漆包线6形成的两个绕组4和连结段7。

两个绕组4分别被构造为两个螺旋体；连结段7的两端分别与其中一个绕组4的始端和另一绕组4的末端连接，且其上形成有折弯部5，以使两个绕组4在同一观察角度下彼此间的旋转方向相反；在本发明的实施例中，连结段7的两端大致位于同一水平面上；在本发明的实施例中，漆包线6为宽度大于厚度且规格为8*0.8mm两股并绕的扁平线，该扁平线的设置不仅有利于节省绕线空间，且有利于产品散热。

其中，两个磁芯3彼此平行且间隔设置于上磁性底板1和下磁性底板2之间形成磁路连通，且如图4所示，两个磁芯3与上磁性底板1和下磁性底板2间共同形成供漆包线6穿过的矩形窗口8，该矩形窗口8的宽度不小于扁平线宽度的两倍，以使各绕组4的相向侧彼此间隔，该设置增大了立绕电感的窗口8面积，使得磁芯3上的绕线可以更加紧密，进而提升效率；在本发明的实施例中，两个磁芯3的两端分别通过粘接的方式与上磁性底板1和下磁性底板2连接。

如图5所示，两个绕组4套设于两个磁芯3外，且两个绕组4的内周与两个磁芯3外表面相贴合；该设置避免了绕组4与对应磁芯3之间的间隙过大的情况，有利于提升磁芯3的体积利用率以及产品的质量和效率。

在具体的装配的过程中，先将绕制好的绕组单元的两个绕组4分别套设于两个磁芯3外，此时两个绕组4彼此间的旋转方向在同一观察角度下相反，该设置能够避免磁路连通时，由于旋转方向相同而出现磁场相互抵消，产品无法正常使用的情况。

再通过粘接的方式，将上磁性底板1和下磁性底板2分别粘接与两个磁芯3的两端，以完成装配；其中，由于在本发明的实施例中，由于连结段7的两端大致位于同一水平面上，因此连结段7上形成的折弯部5不会干涉上磁性底板1或下磁性底板2的固定；此外，由于上磁性底板1和下磁性底板2选用的是成本较低且直流特性差但成本低的材料，而磁芯3选用的是直流特性好，动态感量衰减少的材料；因此，该产品能够在具备较好直流特性的同时还能够降低成本。

其中，绕组单元的制造方法包括：步骤1：绕制漆包线6，形成第一绕组；在本发明的实施例中，漆包线6由单向的自动绕线设备控制输出，自动绕线设备根据磁性的尺寸设置绕组4线圈的宽度、长度以及匝数。

在本发明的实施例中，步骤1具体为：将漆包线6沿第一方向送线，并围绕一绕线轴绕制，以形成第一绕组。

步骤2：沿第一绕组的行进方向和环绕方向继续绕制漆包线6，形成第二绕组，并在漆包线6上形成连接第一绕组的始端和第二绕组的末端的连结段7。

在本发明的实施例中，步骤2具体包括步骤21：继续沿第一方向输送漆包线6，并使得第一绕组沿第一方向移动预设距离；步骤22：将漆包线6围绕绕线轴环绕，以形成第二绕组，并在第一绕组和第二绕组间形成沿第一方向延伸的连结段7；其中，第一绕组和第二绕组的中心轴线彼此平行且间隔。

在本发明的实施例中，在步骤1和步骤21之间还包括移动绕线轴以允许漆包线6沿第一方向移动的步骤；这里，绕线轴移动仅指垂直第一方向上的移动，以为第一绕组沿第一方向的移动做让位；在其他实施例中，还可通过沿第一方向移动绕线轴的方式，使得彼此间隔的两个绕组4能够围绕同一绕线轴进行绕制。

步骤3：将第一绕组或第二绕组围绕垂直于行进方向和的弯折轴弯折，并在连结段7上形成折弯部5，使得第一绕组和第二绕组沿与行进方向垂直的方向相对设置，且二者在同一观察角度下彼此间的旋转方向相反；在本发明的实施例中，连结段7沿与行进方向垂直的第一方向延伸；在其他实施例中，两个绕组4还可通过双向自动绕线设备形成如图3所示的弯折，该8字型的弯折结构也可以实现由一根漆包线6形成的两个旋转方向相反的两个绕组4。

综上，本发明提供的一种立绕电感及其绕组单元的制造方法，能够有效节省立绕电感的自动绕线程序以及制作工序。

上述说明书和实施例的描述，用于解释本发明保护范围，但并不构成对本发明保护范围的限定。通过本发明或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种立绕电感，包括上磁性底板和下磁性底板，彼此平行且相对，其特征在于：至少还包括：

两个磁芯，彼此平行间隔设置于所述上磁性底板和所述下磁性底板之间并形成磁路连通；和

绕组单元，包括由一根漆包线形成的两个绕组和连结段；两个所述绕组分别被构造为与两个所述磁芯对应的螺旋体；所述连结段的两端分别与其中一个所述绕组的始端和另一所述绕组的末端连接，且其上形成有折弯部，以使两个所述绕组适于套设于对应的磁芯外且在同一观察角度下彼此间的旋转方向相反。

2.如权利要求1所述的一种立绕电感，其特征在于：所述连结段的两端大致位于同一水平面上。

3.如权利要求1所述的一种立绕电感，其特征在于：所述磁芯的横截面为矩形，且其上设有倒角，以与对应绕组的内周相贴合。

4.如权利要求2所述的一种立绕电感，其特征在于：所述漆包线为宽度大于厚度的扁平线，且其厚度方向与两个所述绕组的中心轴线平行。

5.如权利要求4所述的一种立绕电感，其特征在于：两个所述磁芯与所述上磁性底板和所述下磁性底板间共同形成供所述漆包线穿过的矩形窗口；所述矩形窗口的宽度不小于所述扁平线宽度的两倍，以使各所述绕组的相向侧彼此间隔。

6.如权利要求1所述的一种立绕电感，其特征在于：所述上磁性底板和所述下磁性底板为铁硅铝材质；所述磁芯为铁硅材质。

7.一种用于制造权利要求1所述绕组单元的方法，其特征在于：包括：

步骤1：绕制所述漆包线，形成第一绕组；

步骤2：沿所述第一绕组的行进方向和环绕方向继续绕制所述漆包线，形成第二绕组，并在所述漆包线上形成连接所述第一绕组的始端和所述第二绕组的末端的连结段；

步骤3：将所述第一绕组或所述第二绕组围绕垂直于所述行进方向的弯折轴弯折，并在所述连结段上形成所述折弯部，使得所述第一绕组和所述第二绕组沿与所述行进方向垂直的方向相对设置，且二者在同一观察角度下彼此间的旋转方向相反。

8.如权利要求7所述的一种用于制造权利要求1所述绕组单元的方法，其特征在于：所述连结段沿与所述行进方向垂直的第一方向延伸。

9.如权利要求8所述的一种用于制造权利要求1所述绕组单元的方法，其特征在于：所述步骤1具体为：

将所述漆包线沿所述第一方向送线，并围绕一绕线轴绕制，以形成第一绕组；

所述步骤2具体为：

步骤21：继续沿所述第一方向输送所述漆包线，并使得所述第一绕组沿所述第一方向移动预设距离；

步骤22：将所述漆包线围绕所述绕线轴环绕，以形成所述第二绕组，并在所述第一绕组和所述第二绕组间形成所述沿第一方向延伸的连结段；其中，所述第一绕组与所述第二绕组的中心轴线彼此平行且间隔。

10.如权利要求9所述的一种用于制造权利要求1所述绕组单元的方法，其特征在于：

在所述步骤1和所述步骤21之间还包括以下步骤：

移动所述绕线轴以允许所述漆包线沿所述第一方向移动。

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