[发明专利]一种圆环形立绕电感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电感元器件技术领域，尤其涉及一种圆环形立绕电感器及其制造方法。

背景技术

环形立绕电感器的结构，是由切割的环线磁芯与立绕的方形扁平线圈组装而成。如图1所示，环形磁芯通过高速砂轮等工具的对称切割，将磁环切成两块半圆环的磁芯1，然后将图2所示的扁平铜线进行立绕成方形立绕线圈2，按照图2所示的组装方式，把两半磁芯插入扁平线立绕线圈内部，然后在磁芯的切割面上涂敷粘接胶，对磁环进行粘接，形成电感器3。

这种电感器以其使用的磁芯材料和铜线最为经济，散热效果好，电感线圈的寄生电容小、电路应用中电磁兼容效果好，而深受电源工程师的青睐。

然而，采用这样的结构组装成的电感元件，不可避免地存在下面问题：

1)为降低加工成本，切割技术普遍采用高速砂轮片进行磨切，因砂轮片的厚度较大，切割后磁芯材料的尺寸损失大，将两半拼回成一只磁环时，实际上磁环已经不是圆形，不单导致导磁材料的损失引起电感量的变化，更因磁环尺寸的变扁变小，致使环形内腔内排入的导线匝数下降，难以取得更大的电感量；

2)砂轮片高速旋转切割过程中，由于砂轮转动控制原因以及切割进给深度的不同，极易发生砂轮片的抖动，使得两半磁芯的切割面不能够保持平行，导致两半被切后的磁芯组合后，出现如图3所示的V型缝隙4，这样的V型缝隙4，不但容易使磁路产生严重的漏磁现象，引起电感量的变化，并形成周边铜线的涡流损耗和电磁兼容问题，还会严重影响磁芯的粘接强度，造成粘接品质问题；

3)采用半圆切割的方法组装起来的线圈，各个导线被强行弯曲成圆形磁芯的形状排列，导线围绕磁芯弧状排列挤压变形，从而使得导线各匝由圆心向外形成如图4和图5所示的沿着导线向磁芯内壁的压力，这些压力沿着导线排列方向作用，注意力方向各不相同，但如图4和图5所示，这些导线作用力5被分解成了水平和垂直两个方向的导线作用合力6，其中水平方向的导线作用合力6，作用在环形磁芯上，只要磁芯体强度足够，则这些作用力互为抵消，水平方向导线作用合力6为零，但垂直方向的作用力则被全部作用在切割面上。而两半磁芯是靠粘接而成一体，所以粘接面上形成了由内向外的高强度合力，这些导线作用合力6永久作用在粘接面上，形成了这种半圆切割方式的电感器的对粘接强度可靠性最为致命的持久破坏力。

4)除上述问题点外，采用半圆切割的磁芯构成的环形立绕电感器，还有一个突出致命的缺点，就是在线圈弹力的作用下，两半磁芯间容易出现装配错位，电感装配非常困难；而且，即便装配粘接后，为了把粘接胶烘干固化，还需要采用烘干治具将两半磁芯保持挤压固定烘干，大量的生产治具提高了这种类型的电感器的生产成本。

发明内容

本发明针对现有技术中的上述缺点，提供了一种圆环形立绕电感器。

一种圆环形立绕电感器，包括圆环形磁芯和立绕线圈；所述立绕线圈是用扁平导线围绕所述圆环形磁芯立绕而成的线圈；所述圆环形磁芯是由大块磁芯段和小块磁芯段组合而成，所述大块磁芯段的内侧圆弧弧长A与所述小块磁芯段的内侧圆弧弧长a之比大于3，即A:a>3:1。

优选地，所述小块磁芯段的外侧圆弧弧长b与小块磁芯段的内侧圆弧弧长a之比大于1.2，即b:a>1.2:1。

优选地，所述大块磁芯段的两个切割面之间的最小间距h大于所述立绕线圈的扁平导线的宽度W。

优选地，所述立绕线圈是用扁平导线围绕所述圆环形磁芯立绕而成的单个线圈。

优选地，所述立绕线圈是用扁平导线围绕所述圆环形磁芯立绕而成的复数个线圈通过串联和/或并联连接形成的单个绕组。

优选地，所述立绕线圈是用扁平导线围绕所述圆环形磁芯立绕而成的复数个线圈组成的复数个绕组。

本发明还提供一种圆环形立绕电感器的制造方法，所述圆环形立绕电感器包括圆环形磁芯和立绕线圈；所述立绕线圈是用扁平导线围绕所述圆环形磁芯立绕而成的线圈；所述制造方法包括以下步骤：

切割所述圆环形磁芯，将所述圆环形磁芯切割成一个大块磁芯段和一个小块磁芯段，所述大块磁芯段的内侧圆弧弧长A与所述小块磁芯段的内侧圆弧弧长a之比大于3，即A:a>3:1；

将所述立绕线圈套入所述大块磁芯段，再将所述小块磁芯段插入到所述大块磁芯段的缺口处，通过在切割面涂敷粘接胶进行固定，形成所述圆环形立绕电感器。

优选地，所述圆环形磁芯的切割是采用直径小于0.5mm的线进行切割。

优选地，所述小块磁芯段的外侧圆弧弧长b与小块磁芯段的内侧圆弧弧长a之比大于1.2，即b:a>1.2:1。