CN117038291A - 电感元件 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电感元件，电感元件包括磁芯、绕组、磁体以及胶板，磁芯包括磁壳、磁板以及磁柱，磁壳与磁板连接且与磁板围设形成开口区，磁柱与磁板连接且位于开口区中，绕组套设于磁柱上，磁体设置于绕组、磁柱以及磁壳上，胶板与磁体连接且位于磁体远离磁芯的一侧，胶板具有金属端子，磁芯的密度大于磁体的密度，以避免出现电磁泄露的问题。

Description

电感元件

技术领域

本申请涉及电感技术领域，具体涉及一种电感元件。

背景技术

随着各类电子产品的更新换代，整机的方案设计需要从多个方面来考量，例如：节能环保，高效率，小体积，大功率等，其中，节能小型化的电子产品成为主流，同时也对电子产品内的电子元器件性能提出了更高的要求。

现有的电感元件通常是采用组装的方式制备，但电感元件的致密性较差，致使容易出现电磁泄露的情况。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种电感元件，以解决现有的元件出现电磁泄露的问题。

本申请提供一种电感元件，包括磁芯、胶体、绕组、磁体以及胶板，所述磁芯包括磁壳、磁板以及磁柱，所述磁壳与所述磁板连接且与所述磁板围设形成开口区，所述磁柱与所述磁板连接且位于所述开口区中，所述绕组套设于所述磁柱上，所述胶体包覆所述绕组，所述胶体的材料为绝缘材料，所述磁体设置于所述胶体、所述绕组、所述磁柱以及所述磁壳上，所述胶板与所述磁体连接且位于所述磁体远离所述磁芯的一侧，所述胶板具有金属端子，所述磁芯的密度大于所述磁体的密度。

其中，所述电感元件还包括胶体，所述胶体包覆所述绕组，所述胶体的材料为绝缘材料。

其中，所述磁壳靠近所述磁体的一侧设置有卡槽，所述磁体设置有与所述卡槽相卡合的凸起。

其中，所述磁体还包括与所述凸起连接的凸块，所述凸起围绕所述凸块设置，所述凸块均与所述胶体、所述绕组以及所述磁柱接触设置，所述磁体朝向所述磁芯的方向上，所述凸块的投影面积与所述开口区的投影面积相同。

其中，所述磁体还包括固定槽以及与所述凸起连接且围绕所述固定槽设置的凸块，所述凸起围绕所述凸块设置，所述磁柱卡合于所述固定槽中，所述胶体以及所述绕组与所述凸块接触设置。

其中，所述磁体远离所述磁芯的一面设置有定位件，所述胶板具有与所述定位件相卡合的定位槽。

其中，所述磁壳、所述磁板以及所述磁柱为一体结构。

其中，所述电感元件具有通孔，所述绕组的两端通过所述通孔与所述金属端子连接。

其中，所述通孔由凹陷部和凹槽构成，所述凹槽位于所述磁壳靠近所述磁体的一侧，所述凹陷部位于所述磁体靠近所述磁芯的一侧且与所述凹槽对应设置。

其中，所述磁芯的密度为所述磁体的密度的1.08倍以上。

本申请提供一种电感元件，电感元件包括磁芯、绕组、磁体以及胶板，磁芯包括磁壳、磁板以及磁柱，磁壳与磁板连接且与磁板围设形成开口区，磁柱与磁板连接且位于开口区中，磁体设置于绕组、磁柱以及磁壳上，胶板与磁体连接且位于磁体远离磁芯的一侧，胶板具有金属端子，磁芯的密度大于磁体的密度，以避免出现电磁泄露的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本申请提供的电感元件的立体结构示意图；

图2是本申请提供的电感元件的第一种爆炸结构示意图；

图3是本申请提供的电感元件的第二种爆炸结构示意图；

图4是本申请提供的磁体、磁芯以及绕组的结构示意图；

图5是本申请提供的磁芯以及绕组的结构示意图；

图6是本申请提供的磁体以及绕组的结构示意图；

图7是图1中的磁芯的内部扫描电镜图；

图8是图1中的磁体的内部扫描电镜图；

图9是本申请提供的电感元件的制备方法的流程示意图。

附图标记：

10、电感元件；100、磁芯；110、磁壳；111、卡槽；112、凹槽；120、磁板；130、磁柱；200、胶体；300、绕组；400、磁体；401、凸起；402、凸块；403、固定槽；404、凹陷部；410、通孔；500、胶板；600、金属端子。

具体实施方式

下面结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。

本申请提供一种电感元件，电感元件包括磁芯、绕组、磁体以及胶板，磁芯包括磁壳、磁板以及磁柱，磁壳与磁板连接且与磁板围设形成开口区，磁柱与磁板连接且位于开口区中，绕组套设于磁柱上，磁体设置于绕组、磁柱以及磁壳上，胶板与磁体连接且位于磁体远离磁芯的一侧，胶板具有金属端子，磁芯的密度大于磁体的密度。

在本申请中，通过将磁芯的密度设置为大于磁体的密度，使得磁芯与磁体均具有较高的致密性，提高了元件的密闭性，从而避免了出现电磁泄露的情况，进而提高电感元件的性能，同时，因磁芯与磁体均具有较高的致密性，使得电感元件可以具有较高的耐压性能。

请参考图1-图3，图1是本申请提供的电感元件的立体结构示意图；图2是本申请提供的电感元件的第一种爆炸结构示意图；图3是本申请提供的电感元件的第二种爆炸结构示意图。

本申请提供一种电感元件10，包括磁芯100、胶体200、绕组300、磁体400以及胶板500。磁芯100包括磁壳110、磁板120以及磁柱130，磁壳110与磁板120连接且与磁板120围设形成开口区，磁柱130与磁板120连接且位于开口区中；自磁柱130朝向磁板120的方向上，磁柱130的投影面积小于磁板120的投影面积，且磁柱130的形状为圆形，同时磁柱130位于磁板120的中间区域，此时，磁柱130与磁壳110之间具有间隙；磁柱130远离磁板120的一端与磁壳110远离磁板120的一端平齐。

请参阅图4-图6，图4是本申请提供的磁体、磁芯以及绕组的结构示意图；图5是本申请提供的磁芯以及绕组的结构示意图；图6是本申请提供的磁体以及绕组的结构示意图。绕组300套设于磁柱130上。具体的，绕组300由2个互相不导电连通的线圈组成，每一线圈由外部包覆有绝缘材料的导线缠绕形成，线圈的每一端部向外延伸，绕组300设置于磁柱130上时，绕组300与磁柱130之间以及磁壳110之间有一定的间隙。

胶体200包覆绕组300。具体的，胶体200的材料为绝缘材料组成，即胶体200中不含有磁粉，胶体200包覆绕组300，以使得绕组300可以被胶体200固定在磁柱130以及磁壳110上，并且胶体200也填充于绕组300中相邻的导线之间。

磁体400设置于胶体200、绕组300、磁柱130以及磁壳110上，胶板500与磁体400连接且位于磁体400远离磁芯100的一侧，胶板500具有金属端子600，磁芯100的密度为磁体400的密度的1.08倍以上。具体的，在磁芯100的一侧设置有磁体400，以使得磁体400与磁芯100形成闭合磁路，此时，胶体200以及绕组300固定在磁芯100与磁体400形成的闭合磁路中；胶板500是由胶块中设置有金属端子600形成，金属端子600具有4个，金属端子600与绕组300的两端连接。

在本申请中，磁芯100的密度设置为大于磁体400的密度，使得磁芯100具有比磁体400较高的致密性，从而避免出现电磁泄露的情况，进而提高电感元件10的性能，同时，因磁芯100与磁体400均具有较高的致密性，使得电感元件10的耐压性能有所提高，且与现有的电感元件10相比，本申请的电感元件10的耐压性能至少可以提高10％。

现有技术中，绕组通常被磁胶所包覆，但磁胶在浇灌是因粘度大，且灌注空间小，导致固化后的磁胶内部容易产生空洞，致使产生空洞的相邻线圈之间容易出现短路的问题，同时，因磁胶中的磁性材料含量低，致使磁胶的磁导率低，从而导致电感元件电感量降低；磁胶的导热能力不佳，导致电感元件在工作时，其内部产生的热量难以从内部排出至外部，致使温升电流不佳。

而在本申请中，通过在磁芯100内设置胶体200，胶体200的粘度小，使得即使灌注空间小，也不会使得固化后的胶体200内部产生空洞，从而避免相邻线圈之间出现短路的问题，使得电感元件10的电感量提高，与现有的电感元件10相比，本申请的电感元件10的电感量至少可以提高20％。

在本申请中，胶体200由绝缘材料构成，其导热能力优于磁胶，可以快速将电感元件10内部的热量导出至磁板120上，从而提高电感元件10的温升电流，与现有的电感元件10相比，本申请的电感元件10的温升电流至少可以提高30％。

在本申请中，胶体200由绝缘材料构成，使得形成的磁路不在胶体200中，且其固化之后，可以起到支撑的作用，避免电感元件10中其它结构与绕组300的挤压，从而保证了电感元件10的性能。

在本申请中，电感元件10由磁芯100、胶体200、绕组300、磁体400以及胶板500构成，产品的结构简单，可以缩短电感元件10的生产周期，进而降低生产成本，且与现有的电感元件10相比，本申请的电感元件10的生产成本至少可以降低15％。

在本申请中，将绕组300套设在磁柱130上，使得绕组300产生的热量可以经磁柱130导出至磁板120和磁体400上，使得电感元件10工作时，内部产生的热量可以尽快排出至电感元件10的外部，从而进一步提高了电感元件10的温升电流。

在一实施例中，磁体400的密度设置为磁体400的密度的1.08倍以上。具体的，磁体400的密度可以为磁体400的密度的1.08倍、1.09倍、1.11倍、1.15倍或1.18等，在本实施例中，以磁体400的密度为磁体400的密度的1.08倍为例进行说明。

在本申请中，将磁体400的密度设置为磁体400的密度的1.08倍以上，以进一步使得磁芯100具有比磁体400较高的致密性，从而进一步避免出现电磁泄露的情况，进而提高电感元件10的性能，同时，因磁芯100与磁体400均更高的致密性，进一步提高电感元件10的耐压性能。

在一实施例中，磁壳110、磁板120以及磁柱130为一体结构。

在本申请中，将磁壳110、磁板120以及磁柱130设置为一体结构，避免磁壳110、磁板120以及磁柱130之间的连接出现缝隙，从而进一步提高电感元件10的密闭性，降低电磁辐射。

在一实施例中，磁壳110靠近磁体400的一侧设置有卡槽111，磁体400设置有与卡槽111相卡合的凸起401，卡槽111具有若干个，如可以设置2个、3个、4个、6个或8个等，凸起401的数量与卡槽111的数量相匹配，在本实施例中，以卡槽111设置为4个为例进行说明。

在本申请中，通过在磁壳110上设置卡槽111，在磁体400上设置有与卡槽111相卡合的凸起401，使得磁体400与磁芯100可以通过此卡合结构卡合，提高了磁体400与磁芯100连接的稳定性，同时进一步提高电感元件10的密闭性，避免出现电磁泄露的问题。

在一实施例中，磁体400还包括固定槽403以及与凸起401连接且围绕固定槽403设置的凸块402。凸起401围绕凸块402设置，自磁体400朝向磁芯100的方向上，凸块402的投影面积与磁柱130与磁壳110之间的间隙大小相同；磁柱130卡合于固定槽403中，胶体200以及绕组300与凸块402接触设置。

在本申请中，通过在磁体400上设置有与磁柱130相卡合的固定槽403，以使得磁柱130可以固定在磁体400上，可以降低磁芯100与磁体400之间出现松动的风险，并形成密闭的空间，同时，在磁体400上设置有与磁柱130与磁壳110之间的间隙的面积相同的凸块402，使得磁体400可以与磁芯100较好的卡合，可以进一步提高电感元件10的密闭性，从而进一步提高了电感元件10的性能。

在一实施例中，磁体400远离磁芯100的一面设置有定位件，胶板500具有与定位件相卡合的定位槽。具体的，定位件的数量可以为1个、2个、4个或5个等，定位槽的数量与定位件的数量相同。

在本申请中，通过在磁体400上设置定位件，胶体200上设置有定位槽，以使得胶体200的金属端子600可以通过定位件与定位槽之间的相互作用快速固定在磁体400上，进一步缩短电感元件10的生产周期。

在一实施例中，电感元件10具有通孔410，绕组300的两端通过通孔410向磁壳110以及磁体400的外部延伸与胶板500上的金属端子600连接，以便于绕组300与金属端子600连接，同时保证电感元件10的密闭性。

在一实施例中，通孔410由凹槽112与凹陷部404构成，凹槽112位于磁壳110靠近磁体400的一侧，凹陷部404位于磁体400靠近磁芯100的一侧且与凹槽112对应设置。

在一实施例中，胶板500的材料为绝缘材料，避免金属端子600与胶板500之间电连接，进而保证了电感元件10的性能。

在另一实施例中，磁体400还包括与凸起401连接的凸块402，凸起401围绕凸块402设置，凸块402均与胶体200、绕组300以及磁柱130接触设置，磁体400朝向磁芯100的方向上，凸块402的投影面积与开口区的投影面积相同，以提高磁芯100与磁体400之间的稳固性，进而降低磁芯100与磁体400之间出现松动的风险，并形成密闭的空间，并使得磁体400可以与磁芯100较好的卡合，可以进一步提高电感元件10的密闭性，从而进一步提高了电感元件10的性能。

请参阅图7和图8，图7是图1中的磁芯的内部扫描电镜图；图8是图1中的磁体的内部扫描电镜图。

图7是磁柱130切开后在扫描电镜下的形貌，图8是磁体400切开后在扫描电镜下的形貌，由此可知，将磁芯100的密度设置为大于磁体400的密度，可以使得磁芯100具有比磁体400较高的致密性。

需要说明的是，本申请提供的电感元件不限于耦合电感和变压器。

请参阅图9，图9为本申请提供的电感元件的制备方法流程图。

本申请还提供一种电感元件10的制备方法，包括：

B11、提供第一模具。

B12、在第一模具中设置磁芯材料，并施加第一压力压制形成磁芯，磁芯包括磁壳、磁板以及磁柱，磁壳与磁板连接且与磁板围设形成开口区，磁柱与磁板连接且位于开口区中，第一压力≥800MPa。

具体的，第一压力可以为800MPa、830MPa、860MPa、890MPa或950等。在本实施例中，以第一压力为830MPa为例进行说明。

B13、去除第一模具。

在一实施例中，在步骤B13之后，还包括：

采用第一温度对磁芯100进行烧结处理，第一温度≥1300℃。

具体的，第一温度可以为1300℃、1350℃、1380℃、1410℃或1480℃等。在本实施例中，以第一温度为1350℃为例进行说明。

B14、将绕组套设于磁柱上。

具体的，将第一根导线缠绕形成第一个线圈，然后，将第二根导线缠绕在第一个线圈的外侧形成第二个线圈，第一个线圈和第二个线圈构成绕组300。

B15、将胶水设置于开口区，经固化处理形成胶体，胶体包覆绕组。

具体的，胶水不含有磁性材料，仅含有绝缘性材料，将胶水设置于磁壳110、磁板120以及磁柱130围设形成的区域，以使得胶水填充在绕组300剩余的空间内，经固化处理形成包覆绕组300的胶体200。

B16、提供第二模具。

B17、将设置有绕组以及胶体的磁芯置于第二模具中。

B18、在第二模具中设置磁体材料，施加第二压力压制形成磁体，第二压力为500-700MPa，磁芯的密度大于磁体的密度。

具体的，第二压力可以为500MPa、520MPa、550MPa、610MPa670MPa或700MPa等。在本实施例中，以第二压力为为600MPa为例进行说明。

B19、去除第二模具。

在一实施例中，在步骤B19之后，还包括：

在胶板500远离磁芯100的一侧设置胶板500。

在本申请中，通过将第一压力设置为大于且等于800MPa，第二压力设置为500-700MPa，在制备磁体400时，将磁芯100放置在形成磁体400的模具，使得磁芯100经过二次压制，进而使得磁芯100的密度大于为磁体400的密度，从而提高了磁芯100和磁体400的致密性。

在本申请中，磁芯100的密度设置为大于磁体400的密度，使得磁芯100具有比磁体400较高的致密性，从而避免出现电磁泄露的情况，进而提高电感元件10的性能，同时，因磁芯100与磁体400均具有较高的致密性，使得电感元件10的耐压性能有所提高，且与现有的电感元件10相比，本申请的电感元件10的耐压性能至少可以提高10％。

在本申请中，通过在磁芯100内设置胶体200，胶体200的粘度小，使得即使灌注空间小，也不会使得固化后的胶体200内部产生空洞，从而避免相邻线圈之间出现短路的问题，使得电感元件10的电感量提高，与现有的电感元件10相比，本申请的电感元件10的电感量至少可以提高20％。

在本申请中，胶体200由绝缘材料构成，其导热能力优于磁胶，可以快速将电感元件10内部的热量导出至磁板120上，从而提高电感元件10的温升电流，与现有的电感元件10相比，本申请的电感元件10的温升电流至少可以提高30％。

在本申请中，胶体200由绝缘材料构成，以使得形成的磁路不在胶体200中，且其固化之后，可以起到支撑的作用，避免电感元件10中其它结构与绕组300的挤压，从而保证了电感元件10的性能。

在本申请中，电感元件10由磁芯100、胶体200、绕组300、磁体400以及胶板500构成，产品的结构简单，可以缩短电感元件10的生产周期，进而降低生产成本，且与现有的电感元件10相比，本申请的电感元件10的生产成本至少可以降低15％。

应当理解，在实际场景中制备电感元件的各个步骤的具体细节以及参数等，可以适应性而定；和/或，所述制备方法还可以包括其他步骤，这些均为本申请的制备方法的专利保护范围之内。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电感元件，其特征在于，包括磁芯、绕组、磁体以及胶板，所述磁芯包括磁壳、磁板以及磁柱，所述磁壳与所述磁板连接且与所述磁板围设形成开口区，所述磁柱与所述磁板连接且位于所述开口区中，所述绕组套设于所述磁柱上，所述磁体设置于所述绕组、所述磁柱以及所述磁壳上，所述胶板与所述磁体连接且位于所述磁体远离所述磁芯的一侧，所述胶板具有金属端子，所述磁芯的密度大于所述磁体的密度。

2.根据权利要求1所述的电感元件，其特征在于，所述电感元件还包括胶体，所述胶体包覆所述绕组，所述胶体的材料为绝缘材料。

3.根据权利要求1所述的电感元件，其特征在于，所述磁壳靠近所述磁体的一侧设置有卡槽，所述磁体设置有与所述卡槽相卡合的凸起。

4.根据权利要求3所述的电感元件，其特征在于，所述磁体还包括与所述凸起连接的凸块，所述凸起围绕所述凸块设置，所述凸块均与所述胶体、所述绕组以及所述磁柱接触设置，所述磁体朝向所述磁芯的方向上，所述凸块的投影面积与所述开口区的投影面积相同。

5.根据权利要求3所述的电感元件，其特征在于，所述磁体还包括固定槽以及与所述凸起连接且围绕所述固定槽设置的凸块，所述凸起围绕所述凸块设置，所述磁柱卡合于所述固定槽中，所述胶体以及所述绕组与所述凸块接触设置。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电感元件，其特征在于，所述磁体远离所述磁芯的一面设置有定位件，所述胶板具有与所述定位件相卡合的定位槽。

7.根据权利要求1-5任一项所述的电感元件，其特征在于，所述磁壳、所述磁板以及所述磁柱为一体结构。

8.根据权利要求1-5任一项所述的电感元件，其特征在于，所述电感元件具有通孔，所述绕组的两端通过所述通孔与所述金属端子连接。

9.根据权利要求8所述的电感元件，其特征在于，所述通孔由凹陷部和凹槽构成，所述凹槽位于所述磁壳靠近所述磁体的一侧，所述凹陷部位于所述磁体靠近所述磁芯的一侧且与所述凹槽对应设置。

10.根据权利要求1-5任一项所述的电感元件，其特征在于，所述磁芯的密度为所述磁体的密度的1.08倍以上。