CN213242116U - 一种磁芯、电磁元件以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种磁芯，其特征在于，包括多个气隙；其中相邻两个气隙之间的铁磁材料层包括柔性铁磁材料。本实用新型还涉及一种电磁元件和一种电子设备。本实用新型所涉及结构解决了磁芯小型化后多个气隙加工困难和单个气隙扩散磁通过大的问题，同时降低了制造成本。

Description

一种磁芯、电磁元件以及电子设备

技术领域

本实用新型涉及电磁领域，特别地涉及一种磁芯、电磁元件以及电子设备。

背景技术

电磁元件可以包括绕组和磁芯。磁芯可以包括铁磁材料和非铁磁材料。磁芯中的非铁磁材料形成的结构可以被称为“气隙”。

材料内部的磁导率与真空磁导率的比值被定义为相对磁导率。铁氧体是常用的作为磁芯的铁磁材料之一。铁氧体的相对磁导率一般在几十到几万之间。非铁磁材料的相对磁导率可以认为是1。可见，铁磁材料与非铁磁材料的磁导率之间存在巨大差异。

图1所示为现有电磁元件磁芯的结构示意图。如图所示，磁芯10包括位于磁芯两端的铁磁材料11和位于磁芯中部的非铁磁材料形成的气隙12。由于铁磁材料11和非铁磁材料12之间磁导率的巨大差异，会产生扩散磁通13。扩散磁通13的存在会导致绕组被扩散磁通切割，从而引发涡流损耗。

目前针对这个问题有两个解决方案，一种是让绕组远离扩散磁通。这个方法会浪费可用的空间。另一种是将气隙N等分，降低扩散磁通的分布面积。这个方法在大功率磁元件中常用。

图2所示为一种现有电磁元件的磁芯的示意图，磁芯20包括位于其两端的铁磁材料21，以及间隔设置的非铁磁材料22和铁磁材料23形成的多个气隙。由于扩散磁通24与气隙的厚度正相关，因此图2中的磁芯所产生的扩散磁通24小于图1中磁芯10的扩散磁通13。

但是刚性的铁磁材料易碎，因此能够加工出来的铁磁材料最小厚度受限，原磁芯要加工处理掉很大的尺寸，加工成本较高，磁芯组装过程复杂。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提出了一种磁芯，其特征在于，包括：多个气隙；其中相邻两个气隙之间的铁磁材料层包括柔性铁磁材料。

特别的，所述磁芯，其特征在于，所述气隙包括柔性非铁磁材料。

特别的，所述磁芯，其特征在于，所述气隙之间的柔性铁磁材料的厚度为0.01mm～2mm。

特别的，所述磁芯，其特征在于，所述气隙的厚度为0.01mm～2mm。

特别的，所述磁芯，其特征在于，其中所述铁磁材料层包括铁氧体材料。

特别的，所述磁芯，其特征在于，其中所述非铁磁材料层包括硅胶。

本实用新型还涉及一种电磁元件，其特征在于，包括如前述的磁芯，以及绕组；所述绕组缠绕在所述磁芯的表面。

本实用新型还涉及一种电子设备，其特征在于，包括前述的电磁元件。

本实用新型所涉及结构解决了磁芯小型化后多个气隙加工困难和单个气隙扩散磁通过大的问题，同时降低了制造成本。

附图说明

下面，将结合附图对本实用新型的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1所示为现有电磁元件磁芯的结构示意图；

图2所示为一种现有电磁元件的磁芯的示意图；

图3是根据本实用新型的一个实施例的磁芯结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。

目前在磁芯中设置气隙的方法是将铁磁材料加工成多个小段后，用非铁磁材料垫出多个气隙。但是刚性的铁磁材料易碎，因此能够加工出来的铁磁材料最小厚度受限，传统工艺通常只能将铁磁材料加工至2mm厚，若要继续降低其厚度，制造成本会呈指数增加。而且原磁芯要加工处理掉很大的尺寸，加工成本较高，磁芯组装过程复杂。

受限于尺寸和成本，目前仅仅在大功率磁性元件设计中才能采用多气隙的磁芯。尺寸越小的磁元件使用这种带有多个气隙结构的磁芯成本就越高。因此，现有技术无法在低成本情况下解决小型磁元件扩散磁通扩散的问题。

为解决上述问题，本申请提出一种新型磁芯结构，图3是根据本实用新型的一个实施例的磁芯结构示意图。图3所示的磁芯30包括位于其两端的刚性铁磁材料31。在两端的铁磁材料31之间，包括间隔设置的非铁磁材料层32即气隙和铁磁材料层33。根据一个实施例，铁磁材料层33可以是柔性的，例如柔性铁氧体材料。根据一个实施例，非铁磁材料层32也可以是柔性的，例如硅胶。

由于非铁磁材料层32和铁磁材料层33是柔性材料，因此不易碎，因此可加工而成的每段柔性的非铁磁材料层32和柔性的铁磁材料层33的厚度可以远小于刚性材料可以实现的厚度。正是由于厚度的减小，图3所示结构中扩散磁通34相较图2中扩散磁通24更小，效果更优。

根据一个实施例，柔性的非铁磁材料层32和柔性的铁磁材料层33的厚度可以根据应用需要而设定。在一些实施例中，柔性的非铁磁材料层32的厚度可以为0.01mm。柔性的铁磁材料层33的最小厚度可以达到0.01mm。在一些实施例中，柔性的铁磁材料层33的厚度为0.05mm。厚度的不同进而导致结构中柔性材料占比的不同。一般的，柔性材料(包括柔性的铁磁材料层和柔性的非铁磁材料层)占所述磁芯的0.5％-25％。

在一些实施例中，在一个磁芯30中包括的非铁磁材料层32和铁磁材料层33的层数可以根据实际需求增加或减少，在此不做限制。

根据一个实施例，可通过胶粘的方法将柔性的非铁磁材料层32和柔性的铁磁材料层33连接在一起。根据一个实施例，可以利用胶粘或两部分刚性铁磁材料31挤压方法将柔性的非铁磁材料层32/柔性的铁磁材料层33与刚性的铁磁材料31连接在一起。根据不同的实施例，可以通过冲压、剪裁、切割、打磨等工艺来加工形成柔性的非铁磁材料层32或柔性的铁磁材料层33。

在一些实施例中，柔性的非铁磁材料层32和柔性的铁磁材料层33的层叠结构可以更靠近磁芯30的一端。在一些实施例中，柔性的非铁磁材料层32和柔性的铁磁材料层33的层叠结构可以更靠近磁芯30的中部。

在一些实施例中，刚性铁磁材料31也可以替换为柔性铁磁材料，这种结构可以进一步扩展电磁元件的应用范畴。

本申请还提供了一种电磁元件，其包括如上介绍的磁芯以及绕组，绕组缠绕在磁芯的表面。

本实用新型所涉及电磁元件可以是变压器、电感和电磁铁中的一种或多种的组合。

本申请还提供了一种包括这种电磁元件的电子设备。

本申请所提供结构中柔性的铁磁材料和柔性的非铁磁材料的可加工厚度远低于刚性的铁磁材料和刚性的非铁磁材料。利用这种结构，原磁芯需要被加工处理掉的尺寸大幅度降低，减少了不必要的浪费，节约了成本。对于相同尺寸的磁芯来说，采用这种结构可以在相同的长度中设置更多的气隙，进而可以更好的避免磁通扩散。柔性铁磁材料的加工、储存、运输成本更低，通用性更强，成本更低。整个工艺手段简单灵活，成本低，适合大规模生产。

上述实施例仅供说明本实用新型之用，而并非是对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本实用新型公开的范畴。

Claims (8)

1.一种磁芯，其特征在于，包括：

多个气隙；

其中相邻两个气隙之间的铁磁材料层包括柔性铁磁材料。

2.如权利要求1所述的磁芯，其特征在于，所述气隙包括柔性非铁磁材料。

3.如权利要求1或2所述的磁芯，其特征在于，所述气隙之间的柔性铁磁材料的厚度为0.01mm～2mm。

4.如权利要求1或2所述的磁芯，其特征在于，所述气隙的厚度为0.01mm～2mm。

5.如权利要求1所述的磁芯，其特征在于，其中所述铁磁材料层包括铁氧体材料。

6.如权利要求2所述的磁芯，其特征在于，其中所述非铁磁材料层包括硅胶。

7.一种电磁元件，其特征在于，包括：

如权利要求1-6任一所述的磁芯，以及绕组；

所述绕组缠绕在所述磁芯的表面。

8.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求7所述的电磁元件。

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