CN211208204U - 能连接到印刷电路板的磁性部件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及能连接到印刷电路板的磁性部件，该磁性部件包括至少一个根据利兹型构造的电导体(1)，其缠绕在电绝缘支撑件(2)上，并且形成所述电导体(1)的端部(3)，端部被构造成用于与所述印刷电路板连接。根据本实用新型：线圈状导体(1)，由多根导电股线组成，每根导电股线是电绝缘的；导体(1)的端部(3)具有暴露所述导电股线的剥开部分，并且所述剥开部分被布置成插入到导电护套(4)中，并通过浸入软焊牢固地附接到导电护套；以及导体(1)的端部(3)的所述剥开部分的长度大于所述护套(4)的预定长度。
Description
技术领域
本实用新型提出一种用于连接到印刷电路板的磁性部件，其包括缠绕的电导体，该缠绕的电导体具有有助于并改善包括所述缠绕的电导体的所述磁性部件到所述印刷电路板(通常也称为印刷电路)的连接的特定特性。
这些线圈状(coiled)电导体以及与它们集成在一起的磁性部件(例如变压器或谐振扼流圈(resonant choke))，优选地用于汽车行业，特别是用于电动或混合动力类型的汽车电池。
在本实用新型中使用的所引用的电导体是这样一种导体：该导体包括由多根捻在一起(twisted together)的细股线(strand)组成的利兹线(Litz wire)，每根股线均被绝缘膜覆盖，以减少在高频(大于1MHz)应用中使用时的集肤效应和功率损耗。
背景技术
在当前的现有技术中，存在几种类型的连接及其制造方法，其使得能够将优选地缠绕在包含磁性元件的磁性部件的电绝缘芯周围的电导体的输出端部连接至印刷电路板，其中所述电导体是利兹型的，例如使用附件和/或可旋拧耳片的连接，连接到利兹型电导体的一端部，或者至少一根电缆焊接到插头，该插头连接到芯，该芯包含线圈状电导体。但是，这些类型的连接需要一定的空间，并且还需要适当调整的过程才能与印刷电路板可靠地接触，并且在某些情况下，它们可能需要某些特定的附加步骤，例如热压接(crimping) 或电焊。
美国专利申请2017/271861A1描述了一种类型的到印刷电路板的连接，其中待连接的利兹型电导体的端部被剥去，使股线暴露出来，然后将股线镀锡，从而使电导体的所有组成股线以最佳方式接触，形成块体，并准备焊接到印刷电路板上。
但是，这种类型的连接具有一些重要的缺点，例如：
i.由于先前的镀锡，两端部的直径和沿电导体的输出端部的每个区段 (section)的直径不是恒定的，这不够精确并且结果导致了宽范围的公差，由于热量导致的可能变形，其所产生的区段通常是非圆形出口；
ii.输出端部的节距公差不是很精确，此外，其纵向形式可能不是笔直的，这不利于(compromise)其插入；
iii.由于镀锡，电导体的输出端部沿其剥开部分具有一定的刚度，这可能会影响输出端部的形状或位置，并使最终组件复杂化，从而可能导致变形。
为了抵消这些缺陷和限制单独地或组合地出现，印刷电路板需要具有足够大的孔以在所有情况下都有利于磁性部件的电导体的输出端部的组装，无论所产生的公差或出口端部的形状如何。
本实用新型旨在解决这种类型的连接的局限性，同时仍以最小的成本在节省空间方面提供良好的结果，且具有直接焊接到印刷电路板上的可能性，并且具有符合某些工业部门(例如汽车行业)的严格规定和/或标准的公差、可靠性和特性。
实用新型内容
本实用新型描述了一种磁性部件，例如变压器或谐振扼流圈，其将利兹型电导体与被构造成连接至印刷电路板的所述利兹型电导体的输出端部集成在一起。
在优选实施例中使用的利兹型电导体缠绕在芯(优选地是电绝缘芯)周围，并且包括多根股线，每根股线都是电绝缘的，且其直径在0.05mm至大约0.2mm的范围内，适合于以预定的工作开关频率操作，该频率通常在70kHz 至300kHz之间，并且所述股线以利兹型构造缠结，以避免由于涡电流的出现而可能造成的损耗。
形成利兹电导体的预定数量的已缠结的股线根据导体本身的最大电流容量以及基于可能发生的电流损耗而变化。
当限定形成利兹型电导体的股线数时，必须考虑的另一个重要因素是可用的冷却或散热方式，因为高温会导致短路，短路可能损坏部件和/或电气或电磁相关系统。
利兹型电导体的两个出口端部都具有剥开部分，露出彼此电绝缘的电导体的已缠结的股线，根据本实用新型的建议，这些已缠结的股线插入到导电护套(优选地用金属材料制成的中空管状护套)中或被导电护套(优选地用金属材料制成的中空管状护套)覆盖，交错的股线通过软焊、优选地通过浸入而牢固地附接到护套的内部。
电导体的每个端部的所述剥开部分的长度大于具有预定长度的护套的长度，电导体的每个端部的裸露部分的长度具有相同的尺寸。
通过软浸焊工艺(例如镀锡)牢固地接合护套，该护套覆盖电导体的每个端部的剥开部分的已缠结的股线，或上述已缠结的股线插入该护套中，在该软浸焊工艺中，具有每一端部的剥开部分的护套插入容纳有锡或另一合适的熔融金属材料的能够使用的容器或罐中，以便将护套和未覆盖的部分接合起来，在它们之间建立电连接，同时使每根导体股线的电绝缘熔化。可选地，可以通过热压接获得端部与它们各自的盖之间的连接。
为了在诸如变压器或扼流圈之类的磁性部件的导体或缠绕电缆的端部之间获得合适的连接，该生产过程包括以下步骤：
a)剥去电导体的一些输出端部的预定长度的区段；
b)交织和/或编织多根股线，在通过金属材料(如铜或黄铜)的管或管状护套插入或覆盖这些股线之前，这些股线形成电导体的每一端部的剥开部分的电导体。
c)在一定时间和预定温度下将由护套覆盖的剥开部分浸入如锡等熔化的导电金属容器中(通过浸入软焊)，消除每根导线的绝缘，从而在导体的股线与护套之间建立电连接；
d)将由护套接合并覆盖的每个电导体的端部固定或装配到芯(优选是电绝缘芯)的一些引导件，电导体缠绕在所述芯上，或者引导所述端部穿过板的一些孔以引导这些端部，这些引导件或孔具有约±0.2mm的节距公差；
e)在距护套的端部期望的距离处切开被护套覆盖的出口端部，以提供具有恒定直径和适当几何公差(护套直径公差约为±0.1mm)的最佳出口连接区段；以及最后
f)将被护套覆盖的输出端部焊接到印刷电路板上，因此，电导体的端部通过焊接附接到印刷电路板上。
可选地，在一些特定实施例中，作为所述端部到基板的预焊接步骤(步骤f)，可以将被管状几何形状的金属护套覆盖的利兹型电导体的输出端部压接(即通过压缩固定)，以便提供六边形几何形状的导体连接端部。
另一方面，也可以在步骤c)中进行压接操作，以在通过软焊将护套和电导体的剥开端部的股线都接合之前，将护套充分地固定到电导体的剥开端部的股线上。
在该过程之后，实现了用于随后连接到印刷电路板的线圈状电导体的连接端部总是具有最佳的公差，所述公差是覆盖约±0.1mm的剥开端部的股线的护套的直径公差，以及孔或通道/凹槽的±0.2mm的节距公差，该孔或通道 /凹槽引导所述连接端部，从而将它们焊接到印刷电路板。
将理解，对例如平行、垂直、相切等的几何位置的引用允许相对于由上述术语限定的几何位置最大±5°的偏差。
还将理解，所提供的值的任何范围在其极限值上可能不是最佳的，并且可能要求对本实用新型进行修改以使所述极限值适用，所述修改在本领域技术人员的能力范围内。
本实用新型的其他特征将在示例性实施例的以下详细描述中出现。
在特定实施例中，本公开涉及一种可连接到印刷电路板的磁性部件，该磁性部件包括至少一个根据利兹型构造的电导体，该电导体缠绕在电绝缘支撑件上，并且形成所述电导体的端部，该端部被构造成用于与所述印刷电路板的连接，其具有以下主要特征：
-线圈状电导体，由多根导电股线组成，每根导电股线是电绝缘的；
-导体的端部具有暴露所述导电股线的剥开部分，并且所述剥开部分被布置成插入导电护套中，并通过浸入以软焊牢固地附接到该导电护套；和
-导体端部的所述剥开部分的长度大于所述护套的预定长度；
其中，插入并附接到其各自的护套中的端部以±0.1mm的直径公差和小于±0.2mm的节距公差提供到印刷电路板的连接区段。
在此实施例中：
-护套是由金属材料制成的中空的管状元件。
-护套可以是由铜或黄铜制成的护套。
-连接区段可以通过焊接附接到印刷电路板。
-在通过浸入以软焊进行接合之前，导体的端部可以通过压接附接到护套。
这里提出的磁性部件优选是变压器或谐振扼流圈。
通过浸入以软焊插入护套中的电导体的端部的接合可以是通过镀锡来实现的。
附图说明
从以下参考附图对示例性实施例的详细描述中，将更充分地理解前述和其他优点和特征，这些附图应以说明性而非限制性的方式理解，其中：
-图1示出了磁性部件，在这种情况下是缠绕的包括利兹电导体的扼流线圈；和
-图2示出了磁性部件，在这种情况下是缠绕的包括利兹电导体的变压器。
具体实施方式
附图以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的示例性实施例。
图1示出了特定的实施例，其中电导体1被施加到谐振扼流圈，所述电导体1被缠绕在电绝缘材料(优选地为聚合物材料)的支撑件2周围。在该特定实施例中，该电绝缘支撑件2和缠绕在其周围的电导体1容纳在由两半磁性材料形成的外壳6内。
线圈状电导体1具有两个端部3，端部的一部分具有预定的剥开长度，且端部暴露形成电导体1的缠结的股线，上述端部3插入金属(铜或黄铜) 的护套4中。被其各自的护套4覆盖的这些端部3由下部塑料板5a中的孔引导，以用于随后借助于接头通过焊接连接至印刷电路板(不可见)。
图2示出了另一具体实施例，其中电导体1被施加到变压器，其布置与图1中的布置类似。与图1不同的是，变压器具有缠绕在电绝缘支撑件2周围的多个电导体1，所述电导体的端部3插入每个电导体1的各自的护套中并且位于支撑件2的槽5b内。这些槽5b保持电导体1的端部3，将端部朝向到印刷电路板(不可见)的连接点引导，以便焊接到所述印刷电路板上。如图1所示，电绝缘支撑件2和缠绕在其周围的电导体1容纳在由两半磁性材料形成的外壳6内。
应理解的是，构成一个实施例中描述的本实用新型的不同部分可以与其他不同实施例中描述的部分自由地组合，尽管没有明确描述所述组合，只要该组合没有危害。
Claims (7)
1.能连接到印刷电路板的磁性部件，包括至少一个根据利兹型构造的电导体(1)，所述电导体缠绕在电绝缘支撑件(2)上，并且形成所述电导体(1)的端部(3)，所述端部被构造成用于与所述印刷电路板的连接，其特征在于：
-线圈状的所述电导体(1)由多根导电股线组成，每根导电股线是电绝缘的；
-所述导体(1)的端部(3)具有暴露所述导电股线的剥开部分，并且所述剥开部分被布置成插入到导电护套(4)中，并通过浸入以软焊牢固地附接到该导电护套；以及
-所述导体(1)的端部(3)的所述剥开部分的长度大于所述护套(4)的预定长度；
其中，插入并附接到其各自的护套(4)中的所述端部(3)以±0.1mm的直径公差和小于±0.2mm的节距公差提供到所述印刷电路板的连接区段。
2.根据权利要求1所述的能连接到印刷电路板的磁性部件，其特征在于，所述护套(4)是由金属材料制成的中空的管状元件。
3.根据权利要求2所述的能连接到印刷电路板的磁性部件，其特征在于，所述护套(4)是由铜或黄铜制成的护套。
4.根据权利要求1所述的能连接到印刷电路板的磁性部件，其特征在于，所述连接区段通过焊接附接至所述印刷电路板。
5.根据权利要求1所述的能连接到印刷电路板的磁性部件，其特征在于，在通过浸入以软焊进行接合之前，所述导体(1)的端部(3)通过压接附接到所述护套(4)。
6.根据权利要求1所述的能连接到印刷电路板的磁性部件，其特征在于，所述磁性部件是变压器或谐振扼流圈。
7.根据权利要求1所述的能连接到印刷电路板的磁性部件，其特征在于，通过浸入以软焊插入所述护套(4)中的所述电导体(1)的端部(3)的接合是通过镀锡来实现的。
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