CN210325464U - 磁感线圈 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提供了一种磁感线圈，该磁感线圈应用于平面变压器和/或平面电感器，该磁感线圈由金属导线绕制而成，金属导线外包覆有聚酰亚胺氟树脂烧结膜。由于聚酰亚胺氟树脂烧结膜中聚酰亚胺氟树脂材料具有非常好的绝缘性能和耐电压性能，且聚酰亚胺氟树脂烧结膜通过烧结方式牢固固定在金属导线表面上，因此包覆有聚酰亚胺氟树脂烧结膜的磁感线圈具有非常好的绝缘性能。由该磁感线圈制成的平面变压器和/或平面电感器具有使用寿命较长的特点。

Description

磁感线圈

技术领域

本公开涉及变压器技术领域，尤其涉及一种磁感线圈。

背景技术

磁感线圈是平面变压器和平面电感器的重要组件之一。现有的磁感线圈的金属导线表面固化有绝缘漆层，绝缘漆层对金属导线起到绝缘保护作用。

基于绝缘漆材料的绝缘性能有限，相关技术通过增加绝缘漆层的厚度和在绝缘漆层外包覆功能胶带层的方式，提高磁感线圈整体的绝缘性能。

然而，较厚的绝缘漆层和功能胶带层会增加磁感线圈的体积，不利于小型平面变压器和平面电感器的制作。另外，同时使用绝缘漆层形成工艺和功能胶带缠绕工艺，导致磁感线圈的制作工序繁琐、制作效率较低，不利于磁感线圈的快速生产。

实用新型内容

本公开提供一种磁感线圈，以解决相关技术中的缺陷。

本公开第一方面提供了一种磁感线圈，所述磁感线圈应用于平面变压器和/或平面电感器，所述磁感线圈由金属导线绕制而成，所述金属导线外包覆有聚酰亚胺氟树脂烧结膜。

可选择地，所述磁感线圈包括两层沿螺旋线绕制的平面螺旋线圈，两个所述平面螺旋线圈首端相接。

可选择地，每一层所述平面螺旋线圈中，任意相邻两匝之间的间隙相等。

可选择地，两层所述平面螺旋线圈的旋向相反。

可选择地，两层所述平面螺旋线圈由一根金属导线绕制而成。

可选择地，所述磁感线圈包括中心具有空腔的第一线圈和第二线圈，所述第一线圈容纳于所述第二线圈的空腔内。

可选择地，沿着绕线轴的方向投影，所述第一线圈中的各匝重叠，所述第二线圈中的各匝重叠。

可选择地，所述金属导线为多芯导线，所述金属导线的每一根芯为矩形片状结构，且沿厚度方向叠置。

可选择地，所述磁感线圈的首端和尾端同侧引出。

可选择地，所述磁感线圈的外形为圆形、椭圆形或多边形。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

本公开所提供的磁感线圈至少具有以下有益效果：

本公开实施例提供的磁感线圈应用于平面变压器和/或平面电感器，磁感线圈由金属导线绕制而成，金属导线外包覆有聚酰亚胺氟树脂烧结膜，由于聚酰亚胺氟树脂烧结膜中聚酰亚胺氟树脂材料具有非常好的绝缘性能，且聚酰亚胺氟树脂烧结膜通过烧结方式牢固固定在金属导线表面上，因此包覆有聚酰亚胺氟树脂烧结膜的磁感线圈具有非常好的绝缘性能。由该磁感线圈制成的平面变压器和/或平面电感器具有使用寿命较长的特点。

同时，在金属导线外包覆聚酰亚胺氟树脂烧结膜的工艺具有简单、高效等特点，无需传统磁感线圈制作过程中实施的多个工艺步骤，提高了磁感线圈的制作效率，进而提高了平面变压器和平面电感器的制作效率。

附图说明

图1是根据一示例性实施例示出的磁感线圈的实施例一的结构示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的磁感线圈的实施例二的结构示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的磁感线圈的实施例三的结构示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的磁感线圈的实施例四的结构示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的磁感线圈中，金属导线为多芯导线的断面图。

其中附图中各个标记意为：

1、第一平面螺旋线圈；2、第二平面螺旋线圈；3、第一线圈；

4、第二线圈；5、金属导线；51、第一芯；

52、第二芯；53、第三芯；6、聚酰亚胺氟树脂烧结膜

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”、“顶部”、“底部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

请参考图1至图3，本申请实施例提供了一种磁感线圈，该磁感线圈可以应用于平面变压器和平面电感器，但不仅限于此。该磁感线圈由金属导线绕制而成，且金属导线外包覆有聚酰亚胺氟树脂烧结膜。

由于聚酰亚胺氟树脂烧结膜中聚酰亚胺氟树脂材料具有良好的绝缘性能和耐电压性能，且聚酰亚胺氟树脂烧结膜通过烧结方式可靠地固定于金属导线表面，因此包覆有聚酰亚胺氟树脂烧结膜的磁感线圈具有良好的绝缘性能，在满足产品认证中对产品安全的要求(即安规)下，包覆有聚酰亚胺氟树脂烧结膜的磁感线圈的绝缘性能达到3750V/AC～6000V/AC，耐电弧能力达到level 15。由该磁感线圈制成的平面变压器和平面电感器具有使用寿命较长的特点。

基于该聚酰亚胺氟树脂烧结膜具有较好的绝缘性能以及该聚酰亚胺氟树脂烧结膜的固定方式，使得由该磁感线圈制成的平面变压器具有较好的耐电晕能力。在满足安规的要求下，由该磁感线圈制成的平面变压器的耐电晕能力达到20kV/mm，50Hz/60Hz。

同时，金属导线外聚酰亚胺氟树脂烧结膜的包覆工艺简单，无需传统磁感线圈制作过程中实施的多个绝缘工艺，即可达到磁感线圈产品所需的性能指标，提高了磁感线圈的制作效率，进而提高了平面变压器和平面电感器的制作效率。

本申请对磁感线圈的具体形状不做限定，可以采用图1中示出的圆形磁感线圈、图2中示出的多边形磁感线圈或图3中示出的矩形磁感线圈，但是，应当理解，磁感线圈的具体形状不仅限于此，还可以根据实际需求选择其它形状，例如椭圆形磁感线圈或三角形磁感线圈等等。

请参考图1，在一个可选的实施例中，磁感线圈可以包括两层沿螺旋线绕制的平面螺旋线圈，两层平面螺旋线圈首端相接。

本示例中，磁感线圈绕制成两层平面螺旋线圈，使得该磁感线圈可以在保持匝数不变的情况下，具有厚度小、体积小的特点，有利于平面变压器和平面电感器的扁平化制作。且容易理解的，可以通过增加平面螺旋线圈的匝数的方式，满足磁感线圈所承载电流或电压的需求。

另一方面，相比传统的绕制工艺，即沿同一绕线轴同一绕线方向绕制成的螺旋线圈而言，本公开实施例提供的包括两层平面螺旋线圈的磁感线圈中，由于层数少，沿层叠方向，相邻层的金属导线相对应的面积较小，从而可以有效规避多匝线圈因邻近效应产生的温升严重问题，使得线圈中有电流通过时由于邻近效应产生的发热少。相应的，配置有该平面螺旋线圈的平面变压器和平面电感器也具有发热量少这一优点。

平面螺旋线圈的结构有多种，例如，在图1所示的实施例中，磁感线圈包括第一平面螺旋线圈1和第二平面螺旋线圈2，其中，可以设置第一平面螺旋线圈1中任意相邻两匝之间的间隙相等，以及设置第二平面螺旋线圈2中任意相邻两匝之间的间隙相等。这样设置后，磁感线圈为规则结构，可以提高磁感线圈的加工工艺性，有利于实现磁感线圈批量生产。

进一步，第一平面螺旋线圈1中任意相邻两匝之间的间隙均为第一间隙，第二平面螺旋线圈2中任意相邻两匝之间的间隙均为第二间隙，第一间隙可以等于第二间隙。这使得磁感线圈中，第一平面螺旋线圈1与第二平面螺旋线圈2为对称结构，提高磁感线圈的结构稳定性。

当然，根据实际需求的不同，也可以将平面螺旋线圈中相邻两匝之间的间隙设置成不等。

另一方面，还可以设置第一平面螺旋线圈1和第二平面螺旋线圈2的旋向相反(指从磁感线圈的一侧观察)，这样设置后，可以使得第一平面螺旋线圈1和第二平面螺旋线圈2在首端连接后，至少部分金属导线在层叠方向上相互错开，由此可以进一步降低邻近效应。

第一平面螺旋线圈1和第二平面螺旋线圈2可以是两个独立的线圈接合形成，具体接合方式可以不限，可以采用焊接等。本示例中，磁感线圈由一根金属导线绕制而成，也就是说，第一平面螺旋线圈1和第二平面螺旋线圈2从属于同一根金属导线。该方式可以避免在磁感线圈中出现接头，由此可以简化加工工艺和降低由于接合不良导致的故障率。

具体地，在绕制时，可以一根金属导线的中点为卷绕起点，按照预先设定的卷轴，将包覆有聚酰亚胺氟树脂烧结膜的部分金属导线以顺时针方向卷绕成第一平面螺旋线圈1，以及将包覆有聚酰亚胺氟树脂烧结膜的另一部分金属导线以逆时针方向卷绕成第二平面螺旋线圈2。

在其它一些可选的实施例中，包覆有聚酰亚胺氟树脂烧结膜的金属导线沿同一绕线轴同一绕线方向绕制成螺旋状，且沿着绕线轴的方向投影，各匝线圈重叠。

如图2所示，磁感线圈的外形为六边形，沿着磁感线圈的绕线轴的方向投影，磁感线圈的各匝线圈重叠。如图3所示，磁感线圈的外形为四边形，沿着磁感线圈的绕线轴的方向投影，磁感线圈的各匝线圈重叠。

请参考图4，在一个可选的实施例中，磁感线圈可以包括中心均具有空腔的第一线圈3和第二线圈4，第一线圈3容纳于第二线圈4的空腔内。一方面，在不影响磁感线圈承载电压和电流的前提下，采用嵌套结构可以节约磁感线圈所占用的空间；另一方面，相比一体式结构的线圈而言，第一线圈3和第二线圈4中各磁材的长度减小，则磁阻减小，效率提高。

进一步，沿着绕线轴的方向投影，第一线圈3中的各匝相互重叠，第二线圈4中的各匝相互重叠。容易理解的，第一线圈3和第二线圈4中各匝相互重叠，可以方便将外形尺寸较小的一者放入另一者的空腔内。另一方面，由于将一体式结构的磁感线圈优化成嵌套在一起独立两个线圈，磁感线圈的厚度几乎可以降低一半，因此，由于重叠导致的邻近效应相对较小。并且，各匝相互重叠可以大大简化磁感线圈的绕制工艺。

当然，在可选择的实施例中，第一线圈3中的各匝线圈可以不完全重叠，第二线圈4中的各匝线圈可以不完全重叠，第一线圈3和第二线圈4的具体结构可以根据需要进行设置。

可以基于图4所示的磁感线圈的设计原理设置嵌套的线圈的数量，例如，磁感线圈可以包括依次嵌套的三个线圈。

请参考图5，在一个可选的实施例中，金属导线可以为多芯导线，多芯导线沿厚度方向叠置，且各芯之间绝缘。

在图5所示的示例中，金属导线的每一根芯可以均设置为矩形片状结构。磁感线圈包括金属导线5和包覆在金属导线5外表面的聚酰亚胺氟树脂烧结膜6，金属导线5包括三芯导线，具体包括沿厚度方向叠置的第一芯51、第二芯52和第三芯53，第一芯51、第二芯52和第三芯53的截面均为矩形，为了实现绝缘，可以仅在第二芯52外包覆有绝缘漆层，当然，第一芯51、第二芯52和第三芯53可以均包覆有绝缘漆层。

根据电流趋肤效应，当导体中有交流电或者交变电磁场时，导体内部的电流分布不均匀，电流集中在导体的“皮肤”部分，导线内部实际上电流变小，电流集中在导线的表层。因此，多芯结构的金属导线5增大了金属导线的表面积，因此增大了金属导线承载电流的能力，且降低了金属导线有电流通过时产生的温升。

容易理解的，在相同大小的空间内，矩形片状结构的芯可以比圆形结构的芯设置的更多。

在一个可选的实施例中，磁感线圈的首端和尾端可以同侧引出，以方便对磁感线圈两端进行接线操作。例如，参照图1至图4所示的磁感线圈，磁感线圈的首端和尾端均从同一侧引出，这使得磁感线圈与其它部件例如电路板连接时更加方便。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种磁感线圈，其特征在于，所述磁感线圈应用于平面变压器和/或平面电感器，所述磁感线圈由金属导线绕制而成，所述金属导线外包覆有聚酰亚胺氟树脂烧结膜。

2.根据权利要求1所述的磁感线圈，其特征在于，所述磁感线圈包括两层沿螺旋线绕制的平面螺旋线圈，两层所述平面螺旋线圈首端相接。

3.根据权利要求2所述的磁感线圈，其特征在于，每一层所述平面螺旋线圈中，任意相邻两匝之间的间隙相等。

4.根据权利要求2所述的磁感线圈，其特征在于，两层所述平面螺旋线圈的旋向相反。

5.根据权利要求2所述的磁感线圈，其特征在于，两层所述平面螺旋线圈由一根金属导线绕制而成。

6.根据权利要求1所述的磁感线圈，其特征在于，所述磁感线圈包括中心具有空腔的第一线圈和第二线圈，所述第一线圈容纳于所述第二线圈的空腔内。

7.根据权利要求6所述的磁感线圈，其特征在于，沿着绕线轴的方向投影，所述第一线圈中的各匝重叠，所述第二线圈中的各匝重叠。

8.根据权利要求1所述的磁感线圈，其特征在于，所述金属导线为多芯导线，所述金属导线的每一根芯为矩形片状结构，且沿厚度方向叠置。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的磁感线圈，其特征在于，所述磁感线圈的首端和尾端同侧引出。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的磁感线圈，其特征在于，所述磁感线圈的外形为圆形、椭圆形或多边形。

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