一种电感器.pdf

本发明提供一种电感器，包括第一磁心和第二磁心，所述第一磁心与第二磁心连接且形成空腔。于所述空腔内，所述第一磁心上设置有第一磁柱，所述第二磁心上相对地设置有与所述第一磁柱同轴的第二磁柱，所述第一、第二磁柱的端面之间具有一定间隙，一线圈缠绕于所述第一磁柱、间隙和第二磁柱上。第一、第二磁柱间具有一定的间隙，将线圈缠绕于两磁柱上，通电后，磁力线集中在线圈周围。该载流线圈在间隙部分由于没有磁柱，其产生的磁感应线是弥散在整个空间的，与现有技术中线圈缠绕于整个磁柱相比，本发明技术方案提高了电感器的耐饱和能力，降低了导磁率。

1、  一种电感器，包括第一磁心和第二磁心，所述第一磁心与第二磁心连接且形成空腔，其特征在于：于所述空腔内，所述第一磁心上设置有第一磁柱，所述第二磁心上相对地设置有与所述第一磁柱同轴的第二磁柱，所述第一、第二磁柱的端面之间具有一定间隙，一线圈缠绕于所述第一磁柱、间隙和第二磁柱上。

2、  如权利要求1所述的电感器，其特征在于：所述线圈为扁平线圈。

3、  如权利要求1所述的电感器，其特征在于：所述电感器的底部设置有底座，所述第一、第二磁心固定于所述底座上。

4、  如权利要求3所述的电感器，其特征在于：所述电感器为贴片式电感器，所述底座的底面具有三个焊盘，所述线圈与焊盘电性连接。

5、  如权利要求1-4任一项所述的电感器，其特征在于：所述间隙为0.1～0.2mm。

6、  如权利要求5所述的电感器，其特征在于：所述电感器的额定直流电流为5.0A，电感量允许范围10(±20％)μH，直流电阻≤13.5mΩ，Q值大于30。

7、  如权利要求6所述的电感器，其特征在于：所述间隙为0.125mm。

一种电感器
技术领域
本发明属于一种电子元件，尤其涉及一种电感器。
背景技术
目前市场上的一种电感器，如图1所示，其包括第一磁心11和第二磁心12，第一磁心11与第二磁心12周向密封连接形成空腔13，于空腔13内第一磁心11上设置有缠绕有线圈14的磁柱111，磁柱111的端面与第二磁心12之间具有一定的间隙。
由于线圈缠绕于一个磁柱111上，磁感应线几乎是沿着磁心的，使磁通量较大，有效导磁率高，而耐饱和能力低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种电感器，能够降低其导磁率，提高耐饱和能力。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种电感器，包括第一磁心和第二磁心，所述第一磁心与第二磁心连接且形成空腔。于所述空腔内，所述第一磁心上设置有第一磁柱，所述第二磁心上相对地设置有与所述第一磁柱同轴的第二磁柱，所述第一、第二磁柱的端面之间具有一定间隙，一线圈缠绕于所述第一磁柱、间隙和第二磁柱上。
第一、第二磁柱间具有一定的间隙，将线圈缠绕于两磁柱上，通电后，磁力线集中在线圈周围。该载流线圈在间隙部分由于没有磁柱，其产生的磁感应线是弥散在整个空间的，与现有技术中线圈缠绕于整个磁柱相比，本发明技术方案提高了电感器的耐饱和能力，降低了导磁率。
附图说明
图1是现有技术提供的一种电感器的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种电感器的分解示意图；
图3是图2中第一、第二磁心的结构和位置关系示意图；
图4是本发明实施例的仰视示意图；
图5是图3中第一或第二磁心的机构示意图；
图6本发明实施例间隙厚度与电感直流的关系示意图；
图7是本发明实施例有间隙和无间隙两种情况下磁心的磁滞回线示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1和图2，本发明实施例提供一种电感器，包括第一磁心2和第二磁心3，第一磁心2与第二磁心3连接且形成空腔4。于空腔4内，第一磁心2上设置有第一磁柱21，第二磁心2上相对地设置有与第一磁柱21同轴的第二磁柱31。第一、第二磁柱21、31的端面之间具有一定间隙41，一线圈5缠绕于第一磁柱21、间隙41和第二磁柱31上。
如图3和图4所示，本实施例中，电感器为表贴功率电感器，其外形呈矩形。电感器的底部设置有底座6，于底座6的底面设置有三个焊盘61。与三个焊盘61相对应地，底座6上设置有第一凸块62和第二凸块63，第一、第二凸块62、63分别设置于底座6顶面的两侧，并形成了可容纳第二磁心2的容置空间64。于第一凸块62上设置有两个凹槽65，两凹槽65的位置与两个焊盘61中的位置相对应，而第二凸块63与另一个焊盘61相对应。
如图5所示，第一、第二磁心2、3也呈矩形，第一、第二磁心2、3周向均具有凸缘42，为了引出线圈5的端线，凸缘42两侧开口。第一、第二磁柱21、31采用MnZn铁氧体材料制成，其截面直径相同，且分别设置于第一、第二磁心2、3的内侧中央，使两磁心呈“E”型。
由于表贴电感器的体积较小，第一、第二磁柱21、31的长度短，因此将线圈5绕制成扁平线圈，线圈采用漆包铜线。该扁平线圈绕制后呈柱形，其直径与磁柱21的直径相匹配。线圈具有两个端线51，第一、第二磁心2、3安装于底座6的容置空间64内后，两端线51分别位于两凹槽65内，且与两个焊盘61电性连接。
点胶装载量的多少不仅会影响粘接强度的可靠性，还会直接影响磁心间隙41大小，造成电性能随着胶量多少而变化。为了有效的控制间隙41的大小，可以通过调整胶的粘度，使其便于在平板玻璃上进行刮胶，再以磁心去粘胶并进行组合。从而达到胶量合适，分布均匀，达到牢固连接的目的。本实施例中，第一、第二磁心2、3之间和第二磁心3与底座6之间采用环氧树脂胶进行粘接，而扁平线圈与底座6采用焊接与底部焊盘61连接，以组成回路并保证其可靠性。
因此，第一、第二磁柱21、31间具有一定的间隙41，将线圈5缠绕于两磁柱上，通电后，磁力线集中在线圈5周围。该载流线圈5在间隙41部分由于没有磁柱，其产生的磁感应线是弥散在整个空间的，与现有技术中线圈缠绕于整个磁柱相比，本发明技术方案提高了电感器的耐饱和能力，降低了导磁率。
本实施例提供的表贴电感器，单只产品规格间隙41的长度控制在0.1～0.2mm，其电感量允许范围10(±20％)μH，要求额定直流偏置电流5.0A，直流电阻DCR≤13.5mΩ，Q值(品质因数)大于30。产品的外形尺寸小，在有限的体积内，达到较高的额定电流和极低的直流电阻。当间隙41设置为0.125mm时，可使电感器的有效导磁率下降最少，而极大的提高了电感器的耐饱和能力。
对于E型第一、第二磁心2、3，在一定的频率和线圈匝数下进行测量，磁心在不同的间隙41厚度下的电感直流电流叠加特性如图6所示，其中曲线1、2、3相应于间隙厚度分别为0.1mm、0.2mm和0.3mm。增加空间隙厚度，能够在较高的偏置直流下获得较高的电感量，且曲线下降坡度趋于减小，但在较低的偏置电流下，其电感量较低，即有效导磁率较低。
如图7所示，A1为无间隙的磁滞回线，A2为有间隙的磁滞回线。为了使第一、第二磁心2、3工作在较大电流(磁通密度)下不致于饱和，在磁路中加开间隙41，电感器的直流叠加特性得到改善，主要是由于间隙41加大使饱和磁滞回线向横轴方向倾斜，第一、第二磁心2、3饱和磁化需要更大的外磁场，。因此第一、第二磁柱21、31中引入间隙41既可以防止饱和磁化，另外也降低了Br(剩余磁通密度)，使ΔB大大增加。
第一、第二磁柱21、31加开间隙41后，可使B-H曲线斜率降低，使磁心饱和点右移，从而增加了磁心抗直流磁化的能力。但间隙41的加入，又使导磁率下降，所以间隙41有个最佳值，即在电感线圈通过最大峰值电流时，磁心不进入饱和，同时又不致使导磁率下降的太低。所以采用E型第一、第二磁心2、3，可以方便地利用中心第一、第二磁柱21、31间的间隙41来控制。根据圆柱边缘导磁率公式(经验公式)：
v = r ln [ 1 + 2 x + 2 x 2 + x L g L g ] ]]>
式中：
v——电感器电感量，H；
r——圆柱半径，m；
χ——圆柱的有效导磁率；
Lg——圆柱间间隙的长度，m。
再根据电感器所要求的电感量、外形尺寸、要求的最大电流，确定磁心材料的μi(导磁率)、Bs(饱和磁通密度)从而得到χ、r、v，通过估算得到Lg≈0.2mm。
然后，利用直流偏置电源和精密电感测试仪配套连接，使通入电感器直流电流达到5A时，电感器的电感量下降不超过零电流时的20％(ΔL≤20％L)，即认为磁心已达到最高Bm(磁通密度峰值)，此时的间隙41即为最佳间隙长度。若通入Imax(最大电流)时，电感量下降超过20％，说明间隙41小，可适当加大；若通入Imax时，电感量不下降(在设定的圈数内，电感量达不到协议的要求)，说明间隙41大，可适当减小，经反复试验和验证后，确定最佳间隙长度。
经过实验，本实施例产品与国外某产品的外形尺寸和电性能对比见表1、表2；
表1 尺寸对比表

表2 电性能对比表

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。