CN114914063A - 磁性装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磁性装置。磁性装置包括一上磁芯、一下磁芯、一线圈以及一导磁元件，其中导磁元件设置于上磁芯和下磁芯之间。再者，导磁元件更包覆前述线圈，且与上磁芯和下磁芯接触。

Description

磁性装置

技术领域

本发明涉及一种磁性装置。更具体地来说，本发明尤其涉及一种具有导磁元件的磁性装置。

背景技术

许多电子设备中皆具有包含线圈和磁性元件的零件，例如电感器或电压器等。为了避免线圈和磁性元件之间产生短路，且为了符合安全规范，线圈和磁性装置之间通常会以气隙间隔。然而，此种结构会使得损耗提高，进而使得零件的使用效率变差。因此，如何解决前述问题始成一重要的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁性装置，以解决上述至少一个问题。

本发明提供一种磁性装置，包括一上磁芯、一下磁芯、一线圈以及一导磁元件，其中导磁元件设置于上磁芯和下磁芯之间。再者，导磁元件还包覆前述线圈，且与上磁芯和下磁芯接触。

本发明一些实施例中，前述导磁元件的初始磁导率大于空气的初始磁导率。上磁芯的初始磁导率大于导磁元件的初始磁导率。下磁芯的初始磁导率大于导磁元件的初始磁导率。

本发明一些实施例中，前述导磁元件是以粘胶和高导磁率的粉末混合形成。

本发明一些实施例中，前述上磁芯与下磁芯连接，以于上磁芯和下磁芯之间形成一容置空间，且导磁元件设置于容置空间中。容置空间形成于两个侧柱之间，且每个侧柱的轮廓的至少部分大致相同于导磁元件的轮廓的至少部分。于一些实施例中，导磁元件填满容置空间。

本发明一些实施例中，前述上磁芯具有一第一凸出部，下磁芯具有一第二凸出部，第一凸出部对齐第二凸出部，且导磁元件围绕第一凸出部和第二凸出部。导磁元件的部分位于线圈和第一凸出部之间。

本发明一些实施例中，前述线圈具有一环状结构，环状结构围绕一中空部，且导磁元件填满中空部。

本发明一些实施例中，前述下磁芯包括多个引脚。

本发明的有益效果在于，通过磁性装置的前述结构，可有效地提升磁性装置的感值，并降低电路上的突波。再者，由于不需额外设置定位元件来定位线圈，可减少工艺的复杂度，且可使磁性装置的整体体积缩小，有利于磁性装置的小型化。

附图说明

根据以下的详细说明并配合所附附图可以更加理解本发明实施例。应注意的是，根据本产业的标准惯例，附图中的各种部件并未必按照比例绘制。事实上，可能任意的放大或缩小各种部件的尺寸，以做清楚的说明。

图1为本发明一实施例的磁性装置的示意图。

图2为本发明一实施例的磁性装置的爆炸图。

图3为图1中沿A-A方向的剖视图。

图4为图1中沿B-B方向的剖视图。

图5为本发明另一实施例的磁性装置的示意图。

图6为本发明另一实施例的磁性装置的爆炸图。

图7为图5中沿C-C方向的剖视图。

图8为本发明又一实施例的磁性装置的示意图。

附图标记如下：

100:上磁芯

110:顶板

120:侧柱

121:内凹曲面

130:第一凸出部

200:下磁芯

210:底板

220:侧柱

221:内凹曲面

230:第二凸出部

300:线圈

310:中空部

400:导磁元件

M1:磁性装置

M2:磁性装置

M3:磁性装置

R:容置空间

W:绕线架

W1:引脚

W2:引脚

具体实施方式

以下说明本发明的磁性装置。然而，可轻易了解本发明提供许多合适的发明概念而可实施于广泛的各种特定背景。所公开的特定实施例仅仅用于说明以特定方法使用本发明，并非用以局限本发明的范围。

除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇公开所属的本领域技术人员所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有一与相关技术及本发明的背景或上下文一致的意思，而不应该以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。

本说明书以下的公开内容是叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以求简化发明的说明。当然，这些特定的范例并非用以限定本发明。例如，若是本说明书以下的公开内容叙述了将一第一特征形成于一第二特征之上或上方，即表示其包含了所形成的上述第一特征与上述第二特征是直接接触的实施例，亦包含了还可将附加的特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使上述第一特征与上述第二特征可能未直接接触的实施例。再者，为了方便描述附图中一特征与另一特征的关系，可使用空间相关用语，例如“下面”、“下方”、“之下”、“上方”、“之上”以及类似的用语等。除了附图所示出的方位之外，空间相关用语涵盖装置在使用或操作中的不同方位。所述装置也可被另外定位(旋转90度或在其他方位上)，且同样可对应地解读于此所使用的空间相关描述。

首先请参阅图1和图2，本发明一实施例的磁性装置M1主要包括一上磁芯100、一下磁芯200、一线圈300以及一导磁元件400。上磁芯100和下磁芯200可彼此组合并在两者之间形成一容置空间R，且前述线圈300和导磁元件400可容置于此容置空间R中。于本实施例中，磁性装置M1可为一电感器，用以降低突波(ripple)、去除噪声、降低电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)及/或转换功率。磁性装置M1可应用于许多不同的电子设备中，例如电源供应器、主机板、数据机等，但并不限定于此。

上磁芯100具有E字形结构。详细而言，上磁芯100可具有一顶板110、两个侧柱120以及一第一凸出部130。两个侧柱120连接顶板110，且分别位于顶板110的一表面的两端。第一凸出部130则设置于顶板110的中央，且相离于前述侧柱120。于本实施例中，第一凸出部130具有一圆柱体结构，且当上磁芯100和下磁芯200相互结合时，两个侧柱120和第一凸出部130皆是朝向下磁芯200延伸。

下磁芯200同样具有E字形结构。详细而言，下磁芯200可具有一底板210、两个侧柱220以及一第二凸出部230。两个侧柱220连接底板210，且分别位于底板210的相反侧。第二凸出部230则设置于底板210的中央，且分离于前述侧柱220。于本实施例中，第二凸出部230具有一圆柱体结构，且当上磁芯100和下磁芯200相互结合时，两个侧柱220和第二凸出部230皆是朝向上磁芯100延伸，且容置空间R是形成于多个所述侧柱120、220之间。

于本实施例中，第一凸出部130的剖面形状和尺寸大致相同于和第二凸出部230的剖面形状和尺寸，且当上磁芯100和下磁芯200相互结合时，第一凸出部130会对齐且接触第二凸出部230，从而可形成位于容置空间R中的柱体。

需特别说明的是，前述上磁芯100和下磁芯200是以高初始磁导率(μi)的材料构成，例如可为初始磁导率介于8000～10000的材料。举例而言，上磁芯100和下磁芯200可包括铁、锰、锌、非晶态金属、其组合或其合金等，但并不限定于此。于本实施例中，上磁芯100的顶板110、侧柱120和第一凸出部130是以一体成型的方式形成，且下磁芯200的底板210、侧柱220和第二凸出部230亦是以一体成型的方式形成。

图3为前述磁性装置M1沿A-A方向的剖视图，且图4为前述磁性装置M1沿B-B方向的剖视图。如图1至图4所示，当磁性装置M1组装完成时，线圈300和导磁元件400会容置于容置空间R中，且围绕由第一凸出部130和第二凸出部230形成的柱体。线圈300可被导磁元件400所包覆，且导磁元件400可与上磁芯100和下磁芯200接触。

导磁元件400可包括高磁导率的粉末与粘胶。使用者可将高磁导率的粉末与粘胶混合之后，以射出成型方式包覆整个线圈300，再升温(例如升至130℃至150℃)烘烤使粉末和粘胶的混合物固化，从而可形成包覆线圈300的导磁元件400。通过前述方式所形成的导磁元件400的初始磁导率将可大于空气的初始磁导率(空气的初始磁导率大约为1)，例如可介于2000～3000。

于本实施例中，当包覆线圈300的导磁元件400设置于容置空间R时，导磁元件400会设置于上磁芯100的两个侧柱120之间。每个侧柱120面朝导磁元件400的表面上可形成一内凹曲面121，且所述内凹曲面121的轮廓可对应于导磁元件400的轮廓。因此，当导磁元件400设置于容置空间R时，其将可接触侧柱120的内凹曲面121，并被内凹曲面121所定位。

同样的，当包覆线圈300的导磁元件400设置于容置空间R时，导磁元件400会设置于下磁芯200的两个侧柱220之间。每个侧柱220面朝导磁元件400的表面上可形成一内凹曲面221，且所述内凹曲面221的轮廓可对应于导磁元件400的轮廓。因此，当导磁元件400设置于容置空间R时，其将可接触侧柱220的内凹曲面221，并被内凹曲面221所定位。

此外，上磁芯100和下磁芯200相互结合时，顶板110和底板210之间的距离大致相同于导磁元件400的厚度，因此当导磁元件400设置于容置空间R时，导磁元件400也将同时接触上磁芯100的顶板110和下磁芯200的底板210。

再者，线圈300具有一环状结构，故环状结构将围绕一中空部310，前述第一凸出部130和第二凸出部230可穿过此中空部310。由于导磁元件400是完整包覆线圈300，因此部分的导磁元件400会位于线圈300和第一凸出部130/第二凸出部230之间，且可接触第一凸出部130和第二凸出部230。

通过前述结构，可减少线圈300和上磁芯100以及线圈300和下磁芯200之间的气隙，进而提高感值，且可减少电路上的突波(ripple)。

于一些实施例中，导磁元件400可填满容置空间R，以增加导磁元件400和上磁芯100、下磁芯200的接触面积，从而提高电感值并增强定位效果。

请参阅图5至图7，于本发明另一实施例中，磁性装置M2主要包括一上磁芯100、一下磁芯200、一线圈300以及一导磁元件400。磁性装置M2的结构和配置大致与磁性装置M1相同，故相同的部分将不再赘述。

与磁性装置M1不同的是，磁性装置M2的上磁芯100和下磁芯200各自具有C字型结构，因此磁性装置M2将不会包含位于容置空间R中的第一凸出部130和第二凸出部230。线圈300具有环状结构以及被环状结构围绕的中空部310，导磁元件400将会填满前述中空部310。

请参阅图8，于本发明另一实施例中，磁性装置M3主要包括一上磁芯100、一下磁芯200、一线圈300以及一导磁元件400。磁性装置M3的结构和配置大致与磁性装置M1相同，故相同的部分将不再赘述。于本实施例中，磁性装置M3可为一变压器，当电流流入磁性装置M3后，磁性装置M3可通过电磁感应输出不同电压的电流。

与磁性装置M1不同的是，磁性装置M3还包括一绕线架W，上磁芯100和下磁芯200的第一凸出部130和第二凸出部230穿设于绕线架W中央的贯穿孔中，且导磁元件400环设于绕线架W的绕线部的外环面，绕线架W上分别设有一或多个引脚W1、W2，导磁元件400内的线圈300的端部可穿过导磁元件400并缠绕于这些引脚W1、W2上。

综上所述，本发明提供一种磁性装置，包括一上磁芯、一下磁芯、一线圈以及一导磁元件，其中导磁元件设置于上磁芯和下磁芯之间。再者，导磁元件更包覆前述线圈，且与上磁芯和下磁芯接触。通过磁性装置的前述结构，可有效地提升磁性装置的感值，并降低电路上的突波。再者，由于不需额外设置定位元件来定位线圈，可减少工艺的复杂度，且可使磁性装置的整体体积缩小，有利于磁性装置的小型化。

虽然本发明的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本发明的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中技术人员可从本发明公开内容中理解现行或未来所发展出的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本发明使用。因此，本发明的保护范围包括上述工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本发明的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。

虽然本发明以前述数个较佳实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰。因此本发明的保护范围当视随附的权利要求所界定者为准。此外，每个权利要求建构成一独立的实施例，且各种权利要求及实施例的组合皆介于本发明的范围内。

Claims (11)

1.一种磁性装置，包括：

一上磁芯；

一下磁芯；

一线圈；以及

一导磁元件，设置于该上磁芯和该下磁芯之间，其中该导磁元件包覆该线圈，且该上磁芯的初始磁导率及/或该下磁芯的初始磁导率大于该导磁元件的初始磁导率。

2.如权利要求1所述的磁性装置，其中该导磁元件接触该上磁芯和该下磁芯。

3.如权利要求1所述的磁性装置，其中该导磁元件是以粘胶和高导磁率的粉末混合形成。

4.如权利要求1所述的磁性装置，其中该上磁芯与该下磁芯连接，以于该上磁芯和该下磁芯之间形成一容置空间，且该导磁元件设置于该容置空间中。

5.如权利要求4所述的磁性装置，其中该上磁芯包括两个侧柱，该容置空间形成于多个所述侧柱之间，且每个侧柱的轮廓的至少部分大致相同于该导磁元件的轮廓的至少部分。

6.如权利要求4所述的磁性装置，其中该导磁元件填满该容置空间。

7.如权利要求1所述的磁性装置，其中该上磁芯具有一第一凸出部，该下磁芯具有一第二凸出部，该第一凸出部对齐该第二凸出部，且该导磁元件围绕该第一凸出部和该第二凸出部。

8.如权利要求7所述的磁性装置，其中部分的该导磁元件位于该线圈和该第一凸出部之间。

9.如权利要求1所述的磁性装置，其中该线圈具有一环状结构，该环状结构围绕一中空部，且该导磁元件填满该中空部。

10.如权利要求9所述的磁性装置，其中该上磁芯具有一第一凸出部，该下磁芯具有一第二凸出部，该第一凸出部和该第二凸出部穿过该中空部，且该导磁元件接触该第一凸出部和该第二凸出部。

11.如权利要求1所述的磁性装置，其中该磁性装置还包括一绕线架，该绕线架包括多个引脚，且该导磁元件环设于该绕线架上。

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