CN112823402A - 功率因数校正线圈装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及功率因数校正线圈装置及其制造方法,包括:注塑骨架(100),包括线圈(120、130);端子部(160),设置在上述注塑骨架(100)的一侧,利用上述线圈(120、130)的端部形成;以及芯部(210、220),与上述注塑骨架(100)相结合。本发明以卷绕镶嵌注塑一体型制造,具有如下优点,即,提高绝缘性,通过将线圈的端部用作端子部来防止因焊接引起的接触不良问题,利用磁芯的滑动结合结构提高结构稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及功率因数校正线圈装置及其制造方法,尤其,涉及通过镶嵌注塑卷绕有线圈的基本骨架(base bobbin)来将线圈和基本骨架形成为一体的卷绕镶嵌注塑一体型功率因数校正线圈装置及其制造方法。
背景技术
功率因数校正(PFC,power factor correction)具有通过校正输入电源的功率因数来改善电源效率并供给稳定电源的作用。若输入电源的电流波形变成脉冲形态而并非正弦波,则功率因数将下降,当功率因数下降时,随着电力损耗的增加,将导致电力质量降低、能源成本上升。
电流的相位比电压的相位滞后是功率因数降低的原因,若将负荷和功率因数补偿电路并联连接来使得电压和电流的相位变得尽可能一致,则可改善功率因数并提高能源效率。
但是,由于现有的功率因数校正采用了利用环氧树脂或胶带组装上下分离的磁芯的方式,因此,具有如下多种问题,即,制造工序复杂,在耐湿等环境下的可靠性低下,因端子部焊接引起的接触不良问题,驱动时产生的发热问题,体积较大问题等。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于,提供如下的功率因数校正线圈装置及其制造方法,即,通过镶嵌注塑卷绕有线圈的基本骨架来制造将线圈和基本骨架形成为一体的卷绕镶嵌注塑一体型,从而提高绝缘性,通过将线圈端部用作端子部来防止因焊接引起的接触不良问题并提高结构稳定性。
技术方案
根据用于实现上述目的的本发明的特征,本发明包括:注塑骨架;以及芯部,与上述注塑骨架相结合,上述注塑骨架包括:基本骨架;线圈,卷绕在上述基本骨架;以及注塑部,与上述基本骨架及上述线圈相结合并注塑而成,由此,包围卷绕在上述基本骨架的上述线圈,使得上述线圈的端部向外部引出。
在上述基本骨架形成有多个引出槽,上述线圈的端部通过上述引出槽向上述基本骨架的上部引出。
上述基本骨架包括固定部,上述固定部位于形成上述引出槽的两侧壁中的一侧壁前端,上述线圈的端部挂置在上述固定部并位置固定。
上述引出槽为弯曲的形状。
上述注塑骨架包括:端子引导槽,配置上述线圈的端部并向下部引导;以及收尾部,用于覆盖上述端子引导槽。
在上述线圈的端部的一部分中,去除外皮并涂敷铅。
上述芯部包括磁芯,呈具有与上述注塑骨架的外周面相对应的内周面的带形状。
上述注塑骨架包括向一侧外周面突出形成的凸缘,上述磁芯与上述凸缘相接触。
上述注塑骨架包括芯结合孔,上述芯结合孔沿着上下方向贯通形成,上述芯部包括中心芯,上述中心芯插入在上述芯结合孔。
在上述中心芯的上部及下部与上述磁芯之间形成有间隙。
上述注塑骨架包括假端子部,上述假端子部未与上述线圈相连接。
本发明的功率因数校正线圈装置制造方法包括:通过第一次注塑形成具有芯结合孔和卷绕部的基本骨架的步骤;将线圈卷绕在上述基本骨架的步骤;通过第二次注塑在上述基本骨架和上述线圈形成注塑部,来形成注塑骨架,由此包围卷绕在上述基本骨架的线圈并使得上述线圈的端部向外部引出的步骤;通过形成在上述注塑骨架的端子引导槽,将上述线圈的端部向下部下降的步骤;以及将芯部与上述注塑骨架相结合的步骤。
本发明还包括将上述线圈的端部形成为端子部的步骤,将上述线圈的端部形成为端子部的步骤包括:通过向铅溶液浸入上述线圈的端部的一部分并去除外皮来制造端子引脚的步骤。
本发明还包括形成用于覆盖上述端子引导槽的收尾部的步骤。
将芯部与上述注塑骨架相结合的步骤包括:向上述芯结合孔插入中心芯,使得磁芯通过滑动方式与上述注塑骨架的侧面相结合的步骤。
将芯部与上述注塑骨架相结合的步骤之后,还包括:向上述注塑骨架附着假端子部的步骤。
发明的效果
由于本发明的注塑骨架具有通过两次注塑包围线圈的结构,因此,可维持稳定的卷绕并加强线圈的绝缘性,从而可将线圈周围的厚度设计得薄。
因此,相比于常规功率因数校正线圈装置,本发明可减少面积并通过加强绝缘性来提高功率因数校正线圈装置的性能,可通过线圈的完全密封来增加耐湿性,从而可提高产品的可靠性。
并且,在本发明中,通过将线圈的端部浸入在铅溶液来制造端子引脚,并将其用作端子部,因此,可防止因焊接引起的接触不良问题。
并且,本发明的磁芯呈一体型形状并以滑动方式与注塑骨架相结合,因此,可使磁芯组装变得容易且简化制造工序,而且,使得磁芯没有组装偏差且具有均匀的质量特性。
附图说明
图1为示出本发明实施例的功率因数校正线圈装置的立体图。
图2为示出本发明实施例的功率因数校正线圈装置的透视图。
图3为示出本发明实施例的功率因数校正线圈装置的分解立体图。
图4为示出本发明实施例的基本骨架的立体图。
图5为示出本发明实施例的基本骨架的俯视图。
图6为示出本发明实施例的注塑骨架的立体图。
图7为示出将图3沿着B-B方向切割部分的立体图。
图8为示出图1的A-A截面的图。
图9为用于说明本发明实施例的功率因数校正线圈装置的制造过程的图。
图10为示出本发明另一实施例的注塑骨架的立体图。
图11为示出本发明另一实施例的磁芯沿着上下方向与注塑骨架相结合的状态的剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本发明的实施例。
如图1及图2所示,本发明实施例的功率因数校正线圈装置10包括注塑骨架100、端子部160及芯部200。
注塑骨架100包括线圈120、130。注塑骨架100通过物理方法紧密缠绕线圈120、130并与外部绝缘。
端子部160设置在注塑骨架100的一侧下端。端子部160利用线圈120、130的端部形成。
在注塑骨架100中,在与设置有端子部160的位置相向的另一侧下端设置用于与端子部160保持平衡的假端子部170。假端子部170可通过嵌入结合、附着等方法固定在注塑骨架100。假端子部170通过与端子部160保持平衡来提高端子部160的板(基板)结合度。
端子部160与电源相连接,假端子部170未与电源相连接。
在实施例中,端子部160与线圈120、130相连接,假端子部170未与线圈120、130相连接。
芯部200与注塑骨架100相结合。与注塑骨架100相结合的芯部200通过与线圈120、130电磁结合来形成升压电路,从而可起到使得所输入的电压转换为更高的电压来改善功率因数的作用。
线圈120、130仅卷绕一次。线圈120、130包括主线圈120和辅助线圈130(参照图8)。主线圈120通过与芯部200电磁结合来形成升压(或降压)电路,在处于大负荷的状态下,辅助线圈130可通过补充磁力来防止电源质量的降低。主线圈120的卷绕次数可与输入电压成比来确定。优选地,在效率层面上,虽然线圈应包括主线圈120和辅助线圈130,但也可仅包括主线圈120。
芯部200由可获得强磁通量的强磁性物质制成。作为形成芯部200的强磁性物质可使用在高频率下损失较小的铁素体芯,例如,可使用锰锌(Mn-Zn)铁素体芯。
利用主线圈120的端部形成的端子引脚120b与利用辅助线圈130的端部形成的端子引脚130b通过从注塑骨架100的一侧下端向下部突出来形成用于连接电源的端子部160。在实施例中,端子部160为4脚端子。端子部160也可以为2脚端子或6脚端子,其取决于根据功率因数校正线圈装置10的容量、用途等卷绕的线圈数量。
如图3所示,可在注塑骨架100结合中心芯210和磁芯220来构成功率因数校正线圈装置10。注塑骨架100大致在中心形成有沿着上下方向贯通形成的芯结合孔112,中心芯210以插入的方式与芯结合孔112相结合。磁芯220在注塑骨架100的侧面以滑动方式与注塑骨架100相结合。磁芯220呈具有与注塑骨架100的外周面相对应的内周面的带形状。在实施例中,磁芯220呈在中心具有与注塑骨架100的外周面相对应的贯通孔221的“口”字形状。
中心芯210插入在注塑骨架100的芯结合孔112,若磁芯220在注塑骨架100的侧面以滑动的方式与注塑骨架100相结合,则中心芯210和磁芯220可沿着上下方向相向且形成磁性电路。
磁芯220为未上下分离的一体型形状,可完全实现自身屏蔽结构。并且,磁芯220在注塑骨架100的侧面以滑动的方式与注塑骨架100相结合,因此,组装没有偏差且非常均匀,从而可提高效率。
芯结合孔112和中心芯210呈边缘经圆弧处理的柱形状。中心芯210形成与芯结合孔112的截面相对应的形状。经圆弧处理的中心芯210的边缘形状具有使得磁通量分布变得均匀,从而减少磁通量损耗并提高效率。
相比于芯结合孔112的高度,中心芯210的高度相对较低。这使得在与磁芯220相向的中心芯210的上部和下部形成规定间隙(GAP)。间隙可用于调节电感值。
注塑骨架100包括:本体141,侧面与磁芯220滑动结合,形成有芯结合孔112;以及凸缘142,包围本体141的一侧外周面且以规定宽度突出,使得磁芯220滑动到准确的位置。当磁芯220与本体141相结合时,侧面与凸缘142相接触。
在注塑骨架100中,凸缘142仅包围本体141的一侧外周来形成。这是为了使磁芯220通过本体141滑动结合,上述本体141相当于形成有凸缘142的部分的相反侧位置。
在注塑骨架100中,由包括本体141和凸缘142的注塑部140形成外观。具体地,在注塑骨架100中,由在卷绕有线圈120、130的基本骨架110注塑的注塑部140形成外观。
注塑部140是指在基本骨架110注塑的部分,由此,在包围卷绕在基本骨架110的线圈120、130的同时使得线圈120、130的端部向外部引出。由于本体141的边缘形成圆弧形状,因此,注塑骨架100可使得磁芯220的侧面插入变得容易。
如图4所示,基本骨架110包括:卷绕部111,卷绕有线圈;以及芯结合孔112,沿着上下方向贯通卷绕部111的中心。基本骨架110包括在卷绕部111的上端和下端沿着外径方向扩张形成的上部凸缘部113及下部凸缘部114。在上部凸缘部113与下部凸缘部114之间的卷绕部111卷绕有线圈(参照图8的附图标记120、130)。
卷绕部111可通过将上部凸缘部113与下部凸缘部114相连接的部分形成圆弧形状(形成R角)来改善内压。内压是指在施加高电压的情况下防止超负荷时所承受的程度。R角的形成具有如下效果,即,不仅可消除注塑后产生的内部孔隙,而且可通过增加强度来改善内压。
基本骨架110包括引出槽115和固定部116。
引出槽115可通过插入卷绕在卷绕部111的线圈120、130的各个端部来将各个端部引出至基本骨架110的上部。引出槽115从上部凸缘部113的一侧朝向内侧方向凹入形成,由上下开放的多个槽组成。
固定部116配置向上部凸缘部113的上部引出的线圈120、130的各个端部且以规定间隔排列。固定部116配置在引出槽115的入口,使得引出槽115的入口与引出槽115的末端相互错开,从而使得各个线圈的端部120a、130a挂置在固定部116。固定部116具有C字形状的槽117,上述槽117可位置固定卷绕在卷绕部111的线圈的端部120a、130a。
如图5所示,具体地,固定部116与引出槽115的入口并排形成于在形成弯曲形状的引出槽115的两侧壁中的一侧壁前端。固定部116具有C字形状的槽117,通过入口挂置插入在引出槽115的各个线圈的端部120a、130a,由此,可将各个线圈的端部120a、130a的位置排列在C字形状的槽117。
线圈的端部120a、130a插入在引出槽115且挂置在固定部116,同时,放置在固定部116的C字形槽117并位置固定。为此,引出槽115呈弯曲的形状,使得入口和末端的位置相互错开,引出槽115的末端和固定部116配置在相同直线上。
固定部116在基本骨架110的上部凸缘部113的一侧设置多个,用于挂置线圈的端部120a、130a并位置固定。固定部116隔着规定间隔配置,由此,维持作为端子引脚的线圈的端部120a、130a之间的绝缘距离。引出槽115及固定部116的数量为卷绕在卷绕部111的线圈120、130数量的两倍。在实施例中,主线圈120和辅助线圈130以2个线圈数量卷绕在卷绕部111,因此,具有4个引出槽115和固定部116。
在基本骨架110的芯结合孔112突出形成有固定台肩118,用于固定中心芯210的插入位置。固定台肩118通过支撑插入在芯结合孔112的中心芯210的底面来使得中心芯210位于以芯结合孔112的高度为基准的中间位置。固定台肩118通过支撑中心芯210的底面来使得中心芯210在芯结合孔112内位于规定位置。
如图6所示,将基本骨架110放入模具进行第二次注塑,即可形成注塑骨架100的外观。通过第一次注塑成形基本骨架110。通过第二次注塑在基本骨架110形成包围线圈120、130的注塑部140。若对基本骨架110进行第二次注塑,则形成注塑骨架100。注塑骨架100包括基本骨架110和注塑部140。
卷绕在基本骨架110的卷绕部111的线圈120、130因被注塑部140所包围而无法暴露在外部。而且,卷绕在基本骨架110的线圈的端部120a、130a通过注塑骨架100的一侧上部向外部引出。线圈的端部120a、130a通过固定部116隔开规定间隔并以排列的状态引出。向基本骨架110卷绕线圈120、130后,若通过注塑形成注塑骨架100的外观,则可确保厚度的均匀性。
在注塑骨架100的引出线圈的端部120a、130a的一侧面形成端子引导槽143。端子引导槽143用于位置固定线圈的端部120a、130a。端子引导槽143沿着上下方向形成,呈凹入形状,下部设有开口,隔着规定间隔形成多个。从注塑骨架100的一侧上部向外部引出的线圈的端部120a、130a可通过端子引导槽143下降至注塑骨架100的一侧下端。
如图7所示,注塑骨架100包括基本骨架110及在基本骨架110进行第二次注塑的注塑部140。注塑部140以包围线圈120、130的方式与基本骨架110及线圈120、130相结合来注塑。
在注塑骨架100中,基本骨架110与在基本骨架100进行第二次注塑的注塑部140的接合面呈阶梯形状。基本骨架110和注塑部140的阶梯形状接合可增加内置在基本骨架100与注塑部140之间的线圈120、130的外部绝缘电压。并且,注塑部140填充在线圈120、130之间的缝隙,因此,可维持稳定的卷绕并大幅提高绝缘性。
优选地,当进行第二次注塑时,基本骨架110应具有端部侧具有高度差的双阶层结构,使得基本骨架110和注塑部140的接合面形成阶梯形状。具有高度差的结构具有如下的效果,即,在进行第二次注塑后,随着接触面积的增加来改善内压。
如图6及图7所示,在注塑骨架100的一侧形成有凸缘142,在相反的另一侧形成有本体141。磁芯220以滑动的方式与本体141相结合。凸缘142是指注塑部140以规定厚度包围基本骨架110的一侧的上部凸缘部113和下部凸缘部114部分来形成的部分。
芯结合孔112为与芯结合孔112相同的结构,上述芯结合孔112形成在基本骨架110的中心部分,中心芯210以插入的方式与芯结合孔112相结合。芯结合孔112的宽度及高度为基于与芯结合孔112相结合的中心芯210的尺寸预先设计的。
线圈120、130包括主线圈120和辅助线圈130。主线圈120通过向卷绕部111缠绕数次以上导线来形成,辅助线圈130通过向主线圈120的外部追加缠绕导线来形成。主线圈120可通过与芯部200电磁结合来形成功率因数补偿电路。辅助线圈130可通过有效检测产品工作时产生的磁性并利用所检测到的信号来驱动IC驱动器。
若在卷绕部111将导线缠绕成圈,则成为线圈,在此情况下,当中心芯210与磁芯220相结合时,可增加线圈120、130的电感值并形成功率因数补偿电路。导线可使用铜线。
注塑骨架100完全密封主线圈120和辅助线圈130,因此,具有耐湿并大幅增加绝缘性的功能,可通过最大限度地薄化基本骨架110的厚度、注塑部140的厚度来制造。
磁芯220以滑动的方式与注塑骨架100的侧面相结合。磁芯220为未上下分离的一体型,具有通过包围注塑骨架100的本体141外廓来自身屏蔽的结构,因此,可有效阻隔电路内的电磁波并阻隔电磁波电磁干扰(EMI)的释放。
并且,磁芯220为未上下分离的一体型,因具有简单的形状而容易制造。相比于利用环氧树脂或胶带组装上下分离的磁芯的方式,这种一体型磁芯220具有较强的耐热冲击性。
另一方面,通过注塑骨架100的一侧上端向外部引出的线圈的端部120a、130a可被制成端子引脚并用作端子部。具体地,可将线圈的端部120a、130a浸入在铅溶液来制造为端子引脚120b、130b并将其用作用于电源连接的端子部160。
如图6所示,更详细地,将向外部引出的线圈的端部120a、130a浸入在高温铅溶液来制造为端子引脚120b、130b,如图7所示,将端子引脚120b、130b配置在端子引导槽143,由此,可将端子引脚120b、130b下降至注塑骨架100的一侧下端。
当将线圈的端部120a、130a浸入在高温铅溶液时,线圈的端部120a、130a的外皮被铅溶化而去除,在去除外皮的铜线上附着铅,因此容易制成端子引脚120b、130b。并且,当线圈的端部120a、130a浸入在高温铅溶液时,随着铅附着在铜线,铜线将获得规定强度。除高温铅外,也可使用其他多种物质,只要是能够融化线圈的端部120a、130a的外皮,同时,附着在铜线并使得铜线获得规定强度且具有导电性即可。
若将线圈的端部120a、130a制成端子引脚120b、130b并用作端子部160,则无需进行以往用于连接线圈的端部与端子部的焊接作业,因此,可防止焊接不良问题和接触不良的问题。
虽未图示,但是,可在端子引脚120b、130b接合用于加强强度的加强引脚。当线圈120、130的铜线较薄时,将其用作端子部160可能会产生弯曲等问题。因此,通过向端子引脚120b、130b接合加强引脚来增加强度,从而可防止端子部产生弯曲变形等。加强引脚接合在端子引脚120b、130b后,随着加强引脚与端子引脚120b、130b一同配置在端子引导槽143,从而可将加强引脚下降至注塑骨架100的下方。在此情况下,随着加强引脚配置在端子引导槽143并加强端子引脚120b、130b,可进一步有效加强端子引脚120b、130b的强度。
将沿着注塑骨架100一侧下端向下部突出形成的端子引脚120b、130b用作端子部160。加强引脚可适用于通过将线圈的端部120a、130a浸入在高温铅溶液制成的所有端子引脚120b、130b,还可根据需求仅适用于铜线较薄的一部分。
并且,可将沿着注塑骨架100的一侧下端向下部突出形成的端子引脚120b、130b与配置在端子引导槽143来加强端子引脚120b、130b的加强引脚一同浸入在高温铅来形成为一体,从而可用作端子部160。
参照图3及图6,注塑骨架100包括收尾部150,用于覆盖配置在端子引导槽143的线圈的端部120a、130a。收尾部150可防止线圈120、130在注塑骨架100的侧面向外部暴露。收尾部150能够以通过向端子引导槽143附着环氧树脂或进行额外的注塑来覆盖端子引导槽143的方式形成,在上述端子引导槽143插入有被制成端子引脚120b、130b的线圈的端部120a、130a。
或者,在端子引导槽143插入有端子引脚120b、130b和加强引脚的状态下,收尾部150能够以通过向端子引导槽143附着环氧树脂或进行额外的注塑来覆盖端子引导槽143的方式形成。基本骨架110和注塑骨架100可由未影响电气特性的非磁性体、绝缘体且具有高耐热性和高耐电压性的材料制成。
在中心芯210插入在注塑骨架100的芯结合孔112的状态下,磁芯220从侧面以滑动的方式与注塑骨架100相结合。
如图8所示,在功率因数校正线圈装置10中,在与磁芯220相向的中心芯210的上部和下部形成规定间隙。在中心芯210的上部和下部形成的间隙可使线圈120、130的功能最大化来降低磁芯220的空心率并改善产品工作时产生的发热问题。使用的频率越高,振荡频率因线圈120、130的微小振动而产生变动的可能性便越大,因此,中心芯210与磁芯220之间的上下间隙起到防止线圈120、130振动的作用。
当磁芯为上下结合的方式时,在上部芯与下部芯的中间将形成间隙,因此,当驱动时,可产生发热问题,并且,由于利用环氧树脂等进行附着,可产生产品性能低下、制造工序复杂、容易受到环境可靠性影响等问题。
以下说明本发明实施例的功率因数校正线圈装置制造方法。
功率因数校正制造方法包括:准备卷绕有线圈120、130的基本骨架110的步骤;通过对基本骨架110进行第二次注塑来形成注塑骨架100,由此包围卷绕在基本骨架110的线圈120、130并使得线圈的端部120a、130a向外部引出的步骤;将线圈的端部120a、130a浸入在铅溶液来制造为端子引脚120b、130b的步骤;通过形成于注塑骨架100的侧面的端子引导槽143向下方下降被制成端子引脚120b、130b的线圈的端部120a、130a来形成端子部160的步骤;以及将芯部210、220与注塑骨架100相结合的步骤。
以下说明准备卷绕有线圈的基本骨架的步骤。
如图9所示,基本骨架110通过第一次注塑成形具有芯结合孔112和卷绕部111的形状。以中心的芯结合孔112为基准,基本骨架110在上部具有上部凸缘部113,在下部具有下部凸缘部114,在上部凸缘部113与下部凸缘部114之间形成有卷绕部111。而且,在凸缘142的一侧形成有引出槽115和固定部116。在基本骨架110的芯结合孔112形成有固定台肩118。
在基本骨架110的卷绕部111卷绕主线圈120,追加卷绕包围主线圈120的辅助线圈130。卷绕在卷绕部111的主线圈120和辅助线圈130的端部120a、130a分别通过引出槽115向上部凸缘部113的上部引出之后,嵌入在C字形状的固定部116的槽117。
接着,将卷绕有主线圈120和辅助线圈130的基本骨架110放入模具并以镶嵌注塑的方式进行第二次注塑,使得注塑部140以包围主线圈120和辅助线圈130的方式形成。
进行第二次注塑后,主线圈120和辅助线圈130的端部120a、130a通过注塑骨架100的一侧上部向外部引出。通过注塑骨架100的一侧上部向外部引出的主线圈120和辅助线圈130的端部120a、130a通过用于排列线圈的端部120a、130a的固定部116以隔开规定间隔的状态引出。
从注塑骨架100的一侧上部向外部引出的主线圈120和辅助线圈130的端部120a、130a通过浸入在高温铅溶液被制成端子引脚120b、130b。高温铅溶液可以为约400℃~600℃温度的高温铅溶液。
随后,将附着有铅并具有规定强度的端子引脚120b、130b弯曲并插入于端子引导槽143,使端子引脚120b、130b下降至注塑骨架100的一侧下端。在此情况下,为了进一步增加端子引脚120b、130b的强度,可通过向端子引导槽143插入加强引脚来与端子引脚120b、130b相重叠。
以下说明将芯部与注塑骨架100相结合的步骤。
向注塑骨架100的芯结合孔112插入中心芯210,在注塑骨架100的侧面以滑动的方式结合磁芯220。向注塑骨架100的芯结合孔112插入中心芯210,若在注塑骨架100的侧面以滑动的方式结合磁芯220,则中心芯210与磁芯220沿着上下方向相向且形成磁性电路。
在此情况下,在注塑骨架100的一侧突出形成的凸缘142将起到限制磁芯220的滑动位置的挡止部功能,因此,可使得磁芯220滑动到与中心芯210相对应的准确位置。
执行磁芯220滑动结合在注塑骨架100的步骤后,在与设置有端子部160的位置相向的注塑骨架100的另一端附着假端子部170,上述假端子部170用于保持与端子部160的平衡。在磁芯220滑动结合在注塑骨架100之前,若在注塑骨架100附着假端子部170,则难以将磁芯220滑动结合在注塑骨架100。因此,应在磁芯220滑动结合在注塑骨架100之后,在注塑骨架100附着假端子部170。
接着,通过向端子引导槽143附着环氧树脂或进行额外注塑来形成覆盖端子引导槽143的收尾部150,由此,上述收尾部150防止端子引脚120b、130b从注塑骨架100的侧面暴露。
形成收尾部150后,当向端子引脚120b、130b接合加强引脚时,将向注塑骨架100的下部突出的端子引脚120b、130b和接合在端子引脚120b、130b的加强引脚再一次浸入在铅溶液,使铅附着在端子引脚120b、130b和加强引脚,由此,可将其用作一体化的端子部160。
最终制成的功率因数校正线圈装置10具有如下的结构,即,在底面双极中,端子部160和假端子部170分别具有突出的形状,在注塑骨架100的外周面,一体型的磁芯220与注塑骨架100无间隔地紧密结合。
以下说明本发明的作用。
在本发明中,注塑骨架100通过第二次注塑形成并具有包围卷绕在基本骨架110的线圈的结构,因此,可维持稳定的卷绕、加强线圈120、130的绝缘电压、大幅提高绝缘性。
并且,本发明通过完全密封线圈120、130来增加绝缘性并防止产生噪音及发热,因此,可使得基本骨架110和注塑部140具有较薄的厚度。
并且,在本发明中,卷绕线圈后通过第二次注塑来形成注塑骨架100的外观,因此,可确保均匀性,并且,可使得芯部210、220以位置固定的方式紧密结合,从而可提高结构稳定性。
并且,在本发明中,将磁芯220以滑动的方式与注塑骨架100相结合,因此,可使得磁芯220的组装变得容易并简化磁芯制造工序,从而可使得磁芯220没有组装偏差且具有均匀的质量特性。
并且,在本发明中,将卷绕在基本骨架110并通过第二次注塑引出的线圈的端部120a、130a浸入铅溶液来制造端子引脚120b、130b,并将其用作注塑骨架100的端子部160,因此,可提高板(例如:基板)结合度并防止因焊接不良引起的短路问题,从而可提高功率因数校正线圈装置的工作可靠性。
并且,在形成线圈的铜线较薄的情况下,本发明可通过适用加强引脚来增加铜线的强度,因此,可防止产生弯曲等问题,从而可将线圈用作端子。
并且,本发明可提高允许驱动电流容量并改善铜线发热问题,确保稳定的卷绕耐压性,并大幅提高线圈与芯之间的绝缘性。
并且,本发明具有如下优点,即,通过第二次注塑以无浸渍工序的方式执行完全成型处理,因此,可通过形成较薄的厚度来减少功率因数校正线圈装置的尺寸(面积),可通过适用华东磁芯来省略附着胶带或环氧树脂的过程,从而可简化工序。
本发明的长度为43mm、宽度为35mm、厚度为16mm,并测定电气特性。相同端子引脚之间的距离约为5mm。
测定结果表明,相比于相同规格的未进行双重注塑(第一次注塑、第二次注塑)的功率因数校正线圈装置,本发明的电感(inductance)较高,泄漏减少了约18%,由此,可确认到通过输出电感下降(DCR,drop across theoutput inductor)的优越性。
另一方面,本发明另一实施例的功率因数校正线圈装置可采用上下结合的方式,并非磁芯滑动结合的方式。
如图10所示,当采用磁芯上下结合的方式时,注塑骨架100-1在两侧形成有凸缘142-1,在其之间形成有芯结合部141-1。两侧凸缘142-1和芯结合部141-1为注塑部140以规定厚度包围形成在卷绕有线圈的基本骨架(未图示)而成的部分。在芯结合部141-1的中心形成有芯结合孔112-1。
相比于一实施例,另一实施例的基本骨架在两侧对称形成用于引导线圈的端部的端子引导槽,由此,将端子部160-1形成于注塑骨架100-1的两侧下端。
如图11所示,磁芯230、240包括上部芯230和下部芯240,上部芯230和下部芯240在注塑骨架100-1的上侧和下侧以具有规定间隙的方式相结合,上部芯230和下部芯240可形成E字形状,其包括截面部、从截面部垂直突出的两侧腿部、在两侧腿部垂直突出的中心腿部。
在上部芯230和下部芯240中,在截面部与注塑骨架100-1的上面或下面的芯结合部141-1紧贴的状态下,两侧腿部将紧贴在注塑骨架100-1的两侧,中心腿部以插入在芯结合孔的方式与注塑骨架100-1相结合,在与注塑骨架100-1相结合的状态下,包围注塑骨架100-1的外周中心。
E字形状的上部芯230和下部芯240与形成于注塑骨架100-1的芯结合孔112-1相互对应,使得上部芯230和下部芯240以无间隔的方式与注塑骨架100-1的外周紧贴结合。上部芯230和下部芯240通过环氧树脂焊接固定。环氧树脂焊接具有如下优点,即,提高防水性、减少受损时产生的碎片、容易检查裂纹。
但是,由于在上部芯230与下部芯240的中间形成有间隙,因此,当驱动时,上下结合方式的磁芯230、240可产生发热问题,并且,使用环氧树脂等进行附着,因此,相比于一实施例,具有产品性能低下、制造工序复杂、容易受到环境可靠性影响的缺点。
但是,若适用上下结合方式的磁芯230、240,则可在注塑骨架100-1的两侧下端形成端子部160-1,因此,无需为了保持平衡而额外设置假端子部(图1的附图标记170)。
在另一实施例中,将线圈利用为端子并用作端子部160-1,因此,不仅可防止因焊接引起的接触不良问题,而且还可提高线圈的绝缘性,从而可提供具有较高绝缘性、高结构稳定性的功率因数校正线圈装置10-1。
本发明一实施例与本发明另一实施例的区别在于,本发明一实施例通过第二次注塑包围线圈并将线圈的端部用作端子部,具有磁芯滑动结合在注塑骨架的结构,而本发明另一实施例通过第二次注塑包围线圈并将线圈的端部用作端子部,具有磁芯上下结合在注塑骨架的结构。
本发明一实施例和本发明另一实施例在磁芯结合在注塑骨架的方式上存在差异,优选地,剩余部分应适用相同结构。因此,本发明一实施例和本发明另一实施例的基本骨架的形状、注塑骨架的形状及磁芯的形状可互不相同。
上述功率因数校正线圈装置可通过设置在发光二极管(LED)驱动电源装置、个人计算机(PC)的电源装置等降低功率因数。除功率因数校正之外,上述功率因数校正线圈装置还可适用于仅进行第一次卷绕来使用的的各种装置。
以上,本发明在附图和说明书公开了优选实施例。其中,虽然使用了特定术语,但这仅用于说明本发明,并不具有限定或限制发明要求保护范围中所记载的本发明范畴的含义。因此,应当理解的是,本发明所属技术领域的普通技术人员可通过上述说明进行多种变形或从中导出等同的其他实施例。因此,本发明真正的技术性发明要求保护范围应根据所附的发明要求保护范围的技术思想定义。
Claims (16)
1.一种功率因数校正线圈装置,其特征在于,
包括:
注塑骨架;以及
芯部,与上述注塑骨架相结合,
上述注塑骨架包括:
基本骨架;
线圈,卷绕在上述基本骨架;以及
注塑部,与上述基本骨架及上述线圈相结合并注塑而成,由此包围卷绕在上述基本骨架的上述线圈,使得上述线圈的端部向外部引出。
2.根据权利要求1所述的功率因数校正线圈装置,其特征在于,在上述基本骨架形成有多个引出槽,上述线圈的端部通过上述引出槽向上述基本骨架的上部引出。
3.根据权利要求2所述的功率因数校正线圈装置,其特征在于,上述基本骨架包括固定部,上述固定部位于形成上述引出槽的两侧壁中的一侧壁前端,上述线圈的端部挂置在上述固定部并位置固定。
4.根据权利要求3所述的功率因数校正线圈装置,其特征在于,上述引出槽为弯曲的形状。
5.根据权利要求1所述的功率因数校正线圈装置,其特征在于,上述注塑骨架包括:
端子引导槽,配置上述线圈的端部并向下部引导;以及
收尾部,用于覆盖上述端子引导槽。
6.根据权利要求1所述的功率因数校正线圈装置,其特征在于,在上述线圈的端部的一部分中,去除外皮并涂敷铅。
7.根据权利要求1所述的功率因数校正线圈装置,其特征在于,上述芯部包括磁芯,呈具有与上述注塑骨架的外周面相对应的内周面的带形状。
8.根据权利要求7所述的功率因数校正线圈装置,其特征在于,上述注塑骨架包括向一侧外周面突出形成的凸缘,上述磁芯与上述凸缘相接触。
9.根据权利要求7所述的功率因数校正线圈装置,其特征在于,
上述注塑骨架包括芯结合孔,上述芯结合孔沿着上下方向贯通形成,
上述芯部包括中心芯,上述中心芯插入在上述芯结合孔。
10.根据权利要求9所述的功率因数校正线圈装置,其特征在于,在上述中心芯的上部及下部与上述磁芯之间形成有间隙。
11.根据权利要求1所述的功率因数校正线圈装置,其特征在于,上述注塑骨架包括假端子部,上述假端子部未与上述线圈相连接。
12.一种功率因数校正线圈装置制造方法,其特征在于,包括:
通过第一次注塑形成具有芯结合孔和卷绕部的基本骨架的步骤;
将线圈卷绕在上述基本骨架的步骤;
通过第二次注塑在上述基本骨架和上述线圈形成注塑部,来形成注塑骨架,由此包围卷绕在上述基本骨架的线圈并使得上述线圈的端部向外部引出的步骤;
通过形成在上述注塑骨架的端子引导槽,将上述线圈的端部向下部下降的步骤;以及
将芯部与上述注塑骨架相结合的步骤。
13.根据权利要求12所述的功率因数校正线圈装置制造方法,其特征在于,
还包括将上述线圈的端部形成为端子部的步骤,
将上述线圈的端部形成为端子部的步骤包括:
通过向铅溶液浸入上述线圈的端部的一部分并去除外皮来制造端子引脚的步骤。
14.根据权利要求12所述的功率因数校正线圈装置制造方法,其特征在于,还包括形成用于覆盖上述端子引导槽的收尾部的步骤。
15.根据权利要求12所述的功率因数校正线圈装置制造方法,其特征在于,将芯部与上述注塑骨架相结合的步骤包括:
向上述芯结合孔插入中心芯,使得磁芯通过滑动方式与上述注塑骨架的侧面相结合的步骤。
16.根据权利要求12所述的功率因数校正线圈装置制造方法,其特征在于,将芯部与上述注塑骨架相结合的步骤之后,还包括:
向上述注塑骨架附着假端子部的步骤。
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