专利名称：一种组合中柱电感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电感器，尤其涉及一种组合中柱电感器，可广泛应用于各种电子电器的电子线路中。
背景技术：
传统的电感器件一般是由EE型磁心或EI型磁心配合线圈架绕上漆包线组成。为防止磁饱和现象发生，通常的做法是采用研磨磁心中柱的方法来设置磁路气隙，气隙处于电感器的线包中心。由于在磁路气隙附近存在扩散磁通，扩散磁通使气隙附近的线圈部分失去“电-磁”的转换作用，磁心的Ai值减小，磁路气隙附近的部分线圈只起填充作用。气隙量越大扩散磁通就越大，无效填充的线圈也就越多，同时磁力线垂直穿过线包，引起一定的功率损耗。上述原因造成器件自身铜电阻和铜损增加，使器件的功耗升高，浪费电能和铜材，降低电感器件的使用寿命。在一些电子电器的电路上，需要两个或多个电感器串联使用，过去的做法是用多个独立的电感器进行串联，结果既增加了电感在电路中所占面积，又增加了生产成本和电路的损耗。
发明内容
本发明的目的是提供一种可显著节约铜材、提高品质因数和增加励磁角的组合中柱电感器。本发明的技术方案是这样实现的一种组合中柱电感器，包括闭合磁回路磁心体、骨架和线圈，所述闭合磁回路磁心体由一个组合中柱和两个边柱磁体组成；其特征在于，所述组合中柱由一个卡档磁体和一个I字形撑垫磁体组成，所述卡档磁体设有一个直臂，在直臂两端设有两个端折臂，在两个端折臂之间的直臂上至少设置一个中折臂，所有的折臂位于直臂的同一侧；所述边柱磁体上设有折臂；所述骨架至少设有两个线圈缠绕轴，相邻两线圈缠绕轴之间设有透空，中空孔位于线圈缠绕轴的轴向中心位置，所有的线圈缠绕轴在同一条轴线上；在骨架的各个线圈缠绕轴上分别缠绕设置一组线圈，相邻的两组线圈的缠绕方向相反，将卡档磁体置于骨架的中空孔中，然后再将撑垫磁体插入中空孔，使卡档磁体的折臂卡在中空孔的两端及透空上，并使撑垫磁体与卡档磁体紧密地贴合在一起形成组合中柱，两边柱磁体折臂的外向端面贴向组合中柱的两个侧面形成至少两个电感单元；所述边柱磁体与组合中柱的相接处之间设有磁路气隙。所述边柱磁体设有一个直臂，在直臂两端设有两个端折臂，在两个端折臂之间的直臂上至少设有一个中折臂，折臂位于直臂的同一侧，边柱磁体的折臂数目与卡档磁体的折臂数目相等。所述骨架的各个线圈缠绕轴两端分别设有两个线圈挡板，在各线圈挡板的同一侧分别设有底板，相邻的两线圈缠绕轴之间的线圈挡板共用同一块底板。一种组合中柱电感器，包括闭合磁回路磁心体、骨架和线圈，所述闭合磁回路磁心
4体由一个组合中柱和两个边柱磁体组成；其特征在于，所述组合中柱由一个卡档磁体和一个I字形撑垫磁体组成；所述卡档磁体设有一个直臂，在直臂两端设有两个端折臂，两端折臂位于直臂的同一侧，整体呈U字形；所述边柱磁体设有一个直臂，在直臂两端设有两个端折臂，两端折臂位于直臂的同一侧，整体呈U字形；所述骨架设有一个线圈缠绕轴，中空孔位于线圈缠绕轴的轴向中心位置；所述线圈缠绕设置在骨架的线圈缠绕轴上，将卡档磁体置于骨架的中空孔中，然后再将撑垫磁体插入中空孔，使U字形卡档磁体的两个端折臂分别卡在中空孔的两端，并使卡档磁体与撑垫磁体紧密地贴合在一起形成组合中柱，两U字形边柱磁体的外向端面贴向组合中柱的两个侧面形成一个电感单元；所述边柱磁体与组合中柱的相接处之间设有磁路气隙。所述骨架中空孔的两侧设有气隙介质插槽，所述线圈挡板的同一侧设有底板。本发明的有益效果是1.本发明的中柱采用了组合磁体，能够有效地降低线圈骨架的高度，同时由于组合中柱中的卡档磁体上设有折臂，在与撑垫磁体和边柱磁体组合后，可有效地提高磁回路的励磁角，改善了磁路结构。2.与传统的采用EE型或EI型磁心的电感器件相比较，由于本发明改变了传统器件的单磁路气隙结构，采用了磁路气隙的位置更加合理的磁路结构。这样的磁路结构可使磁压分布均勻，扩散磁通减小，扩散磁通对线圈的影响减小，磁心的电感因数增大，从而减少线圈匝数，节省了铜材；3.本发明电感器件气隙远离线包，有效地减少了扩散磁通的影响，降低了器件的功率损耗，既节约电能又延长产品的使用寿命。4.本发明采用多绕组时，相邻绕组线圈绕向相反、线圈圈数相同的结构提高了磁心的利用率，特别是特制的骨架结构非常利于电感器件的应用安装，减少了用户的安装与使用成本。下面结合附图和实施例对本发明作详细描述。
图1为双电感单元组合中柱电感器的结构图；图2为双电感单元组合中柱电感器的磁路示意图；图3为双电感单元组合中柱电感器的组合中柱分解图；图4为双电感单元的组合中柱电感器件骨架结构图；图5为实施例四的组合中柱示意图；图6为三电感单元组合中柱电感器的结构图；图7为单电感单元组合中柱电感器的结构图；图8为单电感单元组合中柱电感器的磁路示意图；图9为单电感单元组合中柱电感器的组合中柱示意图；图10为单电感单元的组合中柱电感器件骨架结构具体实施例方式实施例一
一种组合中柱电感器实施例，参见图1 图4，包括闭合磁回路磁心体1、骨架2和线圈3，所述闭合磁回路磁心体由一个组合中柱和两个边柱磁体1-1组成；其特征在于，所述组合中柱由一个卡档磁体1-2和一个I字形撑垫磁体1-3组成；所述卡档磁体设有一个直臂1-2-1，在直臂两端设有两个端折臂1-2-2，在两个端折臂之间的直臂上至少设置一个中折臂1-2-3，所有的折臂位于直臂的同一侧；所述边柱磁体1-1上设有折臂；所述骨架至少设有两个线圈缠绕轴2-1，相邻两线圈缠绕轴之间设有透空2-6，中空孔2-4位于线圈缠绕轴的轴向中心位置，所有的线圈缠绕轴在同一条轴线上；在骨架的各个线圈缠绕轴上分别缠绕设置一组线圈，相邻的两组线圈的缠绕方向相反，将卡档磁体置于骨架的中空孔中， 然后再将撑垫磁体插入中空孔，使卡档磁体的折臂卡在中空孔的两端及透空上，并使撑垫磁体与卡档磁体紧密地贴合在一起形成组合中柱，两边柱磁体折臂的外向端面贴向组合中柱的两个侧面形成至少两个电感单元；所述边柱磁体与组合中柱的相接处之间设有磁路气隙。在本实施例中，所述卡档磁体设有一个中折臂1-2-3，整体呈E字形；所述边柱磁体设有一个直臂1-1-1，在直臂两端设有两个端折臂1-1-2，在两个端折臂之间的直臂上设有一个中折臂1-1-3，折臂位于直臂的同一侧，整体也呈E字形，边柱磁体的折臂数目与卡档磁体的折臂数目相等。所述骨架设有两个线圈缠绕轴2-1，线圈缠绕轴两端分别设有两个线圈挡板2-2， 两线圈缠绕轴之间设有透空2-6，在各线圈挡板的同一侧分别设有底板2-3，相邻的两线圈缠绕轴之间的线圈挡板共用同一块底板，在中空孔2-4的两个侧面分别设有两个气隙介质插槽2-5。所述骨架的两线圈缠绕轴上分别缠绕设置两组线圈，两组线圈的缠绕方向相反， 其中一组线圈的尾端连接另一组线圈的首端，另外的一对首端与尾端作为电路接入点。在本实施例中形成了两个电感单元，两个电感单元为串联结构。所述磁路气隙中设有气隙介质4，气隙介质可采用PET等厚度一致性好的绝缘物质制作，以便于较好地控制磁路气隙量。在组装本发明时，可先将气隙介质插入介质插槽中，然后再将两个E字形边柱磁体折臂的外向端面贴向组合中柱的两个侧面形成两个电感单元，通过在磁路气隙中垫制气隙介质可以精确地控制磁路气隙量，减小本发明电感量的偏差。在闭合磁回路磁体的外侧用绝缘胶带紧密包扎，使得磁回路磁体、骨架和气隙介质之间结合得紧密、牢固。在本实施例中，可用研磨的方法，使边柱磁体中折臂的长度小于端折臂的长度，使得边柱磁体的端折臂与组合中柱侧面之间设置的磁路气隙量，小于边柱磁体的中折臂与组合中柱侧面之间设置的磁路气隙量，可以减小本发明的漏磁通，提高电磁兼容性能。边柱磁体与中柱磁体在线圈外侧的相接处之间设置磁路气隙，使得磁路气隙距离线圈较远，而扩散磁通较集中地存在于磁路气隙附近。因此，这样的磁路结构，可以减小由于扩散磁通对线圈的作用所引起的功率损耗，同时可减少线圈的匝数，达到节省铜材的目的。由于本发明采用组合中柱的结构，由于卡档磁体设置了折臂，可有效地增大磁路的励磁角；在组装过程中，因可先后依次插入骨架的中空孔，因此，并不会增加缠绕线圈的难度。
6
两组线圈采用相同的圈数，是磁和铜材料使用最省的最优化设计。实施例二一种组合中柱电感器另一应用实施例，参见实施例一，与实施例一的不同之处在于，本实施例骨架的中空孔边缘上不设气隙介质插槽，组装时直接将边柱磁体端折臂的端面贴在组合中柱的侧表面上，使得磁路气隙集中位于边柱磁体的中折臂与组合中柱侧面之间，可使本实施例的漏磁通降到最小值，以取得最好的电磁兼容性能。实施例三一种组合中柱电感器另一应用实施例，参见实施例一，与实施例一的不同之处在于，两线圈的首端与尾端分别引出，形成四个电路接入点。本实施例在电路中可作为共模差模集成电感器使用。实施例四一种组合中柱电感器另一应用实施例，参见图5和实施例一，与实施例一的不同之处在于，在I字形撑垫磁体的两个侧面分别设有两个调节槽1-3-1，两调节槽到撑垫磁体端面的距离a与卡档磁体端折臂的厚度b相等，撑垫磁体的上表面1-3-2带有坡度，卡档磁体的下表面也带有坡度，两坡度相等。骨架中空孔有一定的公差，在组装本实施例时，当带有坡度的撑垫磁体插入中空孔时，可使组合中柱与骨架的中空孔配合紧密，同时由于卡档磁体受撑垫磁体挤压而上升， 必然使得组合中柱与边柱磁体的接触面增大，使得电感量增大，但由于撑垫磁体上设有的调节槽随着卡档磁体的挤压被部分地推入了磁路气隙中，增大了磁路气隙量，从而自动地调节电感量，使之下降，从而即可使得本发明的组装紧密，又可使本发明的电感量一致性好。实施例五一种组合中柱电感器另一应用实施例，参见图6和实施例一，与实施例一的不同之处在于，所述边柱磁体设有两个中折臂，所述卡档磁体设有两个中折臂，所述骨架设有三个线圈缠绕轴，在骨架的三个线圈缠绕轴上分别缠绕设置三组线圈，两相邻线圈的缠绕方向相反，在本实施例中形成了三个电感单元，三个电感单元为串联结构。本发明还可以在实施例五的基础上增加设置电感单元的个数，所包括的电感单元数目可根据实际需要设置。实施例六一种组合中柱电感器实施例，参见图7 图10以及实施例一，包括闭合磁回路磁心体1、骨架2和线圈3，所述闭合磁回路磁心体由一个组合中柱和两个边柱磁体1-1组成； 其特征在于，所述组合中柱由一个卡档磁体1-2和一个I字形撑垫磁体1-3组成；所述卡档磁体设有一个直臂1-2-1，在直臂两端设有两个端折臂1-2-2，两端折臂位于直臂的同一侧，整体呈U字形；所述边柱磁体设有一个直臂1-1-1，在直臂两端设有两个端折臂1-1-2， 两端折臂位于直臂的同一侧，整体呈U字形；所述骨架设有一个线圈缠绕轴2-1，中空孔2-5 位于线圈缠绕轴的轴向中心位置；所述线圈缠绕设置在骨架的线圈缠绕轴上，将卡档磁体置于骨架的中空孔中，然后再将撑垫磁体插入中空孔，使U字形卡档磁体的两个端折臂分别卡在中空孔的两端，并使卡档磁体与撑垫磁体紧密地贴合在一起形成组合中柱，两U字形边柱磁体的外向端面贴向组合中柱的两个侧面形成一个电感单元；所述边柱磁体与组合中柱的相接处之间设有磁路气隙。
在本实施例中，所述骨架的线圈缠绕轴2-1两端分别设有两个线圈挡板2-2 ；在两个线圈挡板的同一侧设有底板2-3，设置底板可增加本发明焊接在电路板上的稳固性；在中空孔2-4的两侧分别设有两个介质插槽2-5。所述磁路气隙中设有气隙介质4，气隙介质可采用PET等厚度一致性较好的绝缘物质制作，以便于较好地控制磁路气隙量。在组装本发明时，可先将气隙介质插入介质插槽中，然后再将两个U字形边柱磁端折臂的外向端面体贴向组合中柱的两个侧面形成电感单元，通过在磁路气隙中垫制气隙介质可以精确地控制磁路气隙量，减小本发明电感量的偏差。在闭合磁回路磁体的外侧用绝缘胶带紧密包扎，使得磁回路磁体、骨架和气隙介质之间结合的紧密、牢固。边柱磁体与中柱磁体在线圈外侧的相接处之间设置磁路气隙，使得磁路气隙距离线圈较远，而扩散磁通较集中地存在于磁路气隙附近。因此，这样的磁路结构，可以减小由于扩散磁通对线圈的作用所引起的功率损耗，同时可减少线圈的匝数，达到节省铜材的目的。由于本发明采用组合中柱的结构，由于卡档磁体设置了折臂，可有效地增大磁路的励磁角；在组装过程中，因可先后依次插入骨架的中空孔，因此，并不会增加缠绕线圈的难度。实施例七一种组合中柱电感器另一应用实施例，参见实施例六和实施例四，本实施例的组合中柱与实施例四的不同点在于卡档磁体不设中折臂，整体呈U字形，除组合中柱外的其余部分与实施例六相同。
权利要求
1.一种组合中柱电感器，包括闭合磁回路磁心体、骨架和线圈，所述闭合磁回路磁心体由一个组合中柱和两个边柱磁体组成；其特征在于，所述组合中柱由一个卡档磁体和一个 I字形撑垫磁体组成，所述卡档磁体设有一个直臂，在直臂两端设有两个端折臂，在两个端折臂之间的直臂上至少设置一个中折臂，所有的折臂位于直臂的同一侧；所述边柱磁体上设有折臂；所述骨架至少设有两个线圈缠绕轴，相邻两线圈缠绕轴之间设有透空，中空孔位于线圈缠绕轴的轴向中心位置，所有的线圈缠绕轴在同一条轴线上；在骨架的各个线圈缠绕轴上分别缠绕设置一组线圈，相邻的两组线圈的缠绕方向相反，将卡档磁体置于骨架的中空孔中，然后再将撑垫磁体插入中空孔，使卡档磁体的折臂卡在中空孔的两端及透空上， 并使撑垫磁体与卡档磁体紧密地贴合在一起形成组合中柱，两边柱磁体折臂的外向端面贴向组合中柱的两个侧面形成至少两个电感单元；所述边柱磁体与组合中柱的相接处之间设有磁路气隙。
2.根据权利要求1所述的一种组合中柱电感器，其特征在于，所述各组线圈的圈数相等，所述骨架的各个线圈缠绕轴两端分别设有两个线圈挡板。
3.根据权利要求2所述的一种组合中柱电感器，其特征在于，所述边柱磁体设有一个直臂，在直臂两端设有两个端折臂，在两个端折臂之间的直臂上至少设有一个中折臂，折臂位于直臂的同一侧，边柱磁体的折臂数目与卡档磁体的折臂数目相等。
4.根据权利要求3所述的一种组合中柱电感器，其特征在于，在各线圈挡板的同一侧分别设有底板，相邻的两线圈缠绕轴之间的线圈挡板共用同一块底板，在中空孔的两个侧面分别设有两个气隙介质插槽。
5.根据权利要求4所述的一种组合中柱电感器，其特征在于，所述撑垫磁体的两个侧面分别设有两个调节槽，两调节槽到撑垫磁体端面的距离a与卡档磁体端折臂的厚度b相等，撑垫磁体的上表面带有坡度，卡档磁体的下表面也带有坡度，两坡度相等。
6.根据权利要求4所述的一种组合中柱电感器，其特征在于，所述卡档磁体为E字形， 所述边柱磁体也为E字形，所述骨架设有两个线圈缠绕轴。
7.根据权利要求4所述的一种组合中柱电感器，其特征在于，所述卡档磁体的直臂上设有两个中折臂，所述边柱磁体的直臂上也设有两个中折臂。
8.根据权利要求4所述的一种组合中柱电感器，其特征在于，所述磁路气隙中设有气隙介质。
9.一种组合中柱电感器，包括闭合磁回路磁心体、骨架和线圈，所述闭合磁回路磁心体由一个组合中柱和两个边柱磁体组成；其特征在于，所述组合中柱由一个卡档磁体和一个 I字形撑垫磁体组成；所述卡档磁体设有一个直臂，在直臂两端设有两个端折臂，两端折臂位于直臂的同一侧，整体呈U字形；所述边柱磁体设有一个直臂，在直臂两端设有两个端折臂，两端折臂位于直臂的同一侧，整体呈U字形；所述骨架设有一个线圈缠绕轴，中空孔位于线圈缠绕轴的轴向中心位置；所述线圈缠绕设置在骨架的线圈缠绕轴上，将卡档磁体置于骨架的中空孔中，然后再将撑垫磁体插入中空孔，使U字形卡档磁体的两个端折臂分别卡在中空孔的两端，并使卡档磁体与撑垫磁体紧密地贴合在一起形成组合中柱，两U字形边柱磁体的外向端面贴向组合中柱的两个侧面形成一个电感单元；所述边柱磁体与组合中柱的相接处之间设有磁路气隙。
10.根据权利要求9所述的一种组合中柱电感器，其特征在于，所述撑垫磁体的两个侧面分别设有两个调节槽，两调节槽到撑垫磁体端面的距离a与卡档磁体端折臂的厚度b相等，撑垫磁体的上表面带有坡度，卡档磁体的下表面也带有坡度，两坡度相等。
全文摘要
本发明涉及一种组合中柱电感器，包括闭合磁回路磁心体、骨架和线圈，所述闭合磁回路磁心体由一个组合中柱和两个边柱磁体组成，所述组合中柱由一个卡档磁体和一个I字形撑垫磁体组成；在骨架的各个线圈缠绕轴上分别缠绕设置一组线圈，相邻的两组线圈的缠绕方向相反，将卡档磁体置于骨架的中空孔中，然后再将撑垫磁体插入中空孔，使卡档磁体的折臂卡在中空孔的两端及透空上，两边柱磁体折臂的外向端面贴向组合中柱的两个侧面形成至少两个电感单元。本发明的有益效果是本发明能够有效地降低线圈骨架的高度，可有效地提高磁回路的励磁角，改善了磁路结构。
文档编号H01F27/26GK102208241SQ20111003255
公开日2011年10月5日 申请日期2011年1月25日 优先权日2011年1月25日
发明者徐晓辉, 林金城, 陈限育, 黄思忠 申请人:清流县鑫磁线圈制品有限公司