一种电感器的制作方法

本实用新型属于电感领域，具体地说，涉及一种电感器。

背景技术：

电感器(inductor)是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件，广泛应用于各种电路结构中。电感器一般由骨架、磁芯和线圈组成，其中磁芯是一种高频导磁材料，具有高磁导率和高磁通密度的特点；

其中，骨架上设有绕线部，绕线部上沿轴向设有空心通道，线圈缠绕于绕线部上，至少部分磁芯插入空心通道内，该部分磁芯上开设有气隙，该部分磁芯在气隙处有漏磁通，磁芯插入空心通道的方式为磁芯的外表面与空心通道内表面紧密贴合，增加了线圈与磁芯上形成的漏磁通之间的切割，导致线圈出现涡流损耗，降低了电感器的电感量。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题一在于克服现有技术中的不足，提供一种电感器，以实现增大磁芯和线圈之间的间距，降低线圈损耗，提高电感量的目的。

为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

本实用新型提供一种电感器，包括磁芯和缠绕于磁芯外壁上的线圈，磁芯的部分外壁与线圈之间设有间距。

进一步地，至少部分磁芯上套设有绝缘结构，线圈缠绕于绝缘结构上。

进一步地，绝缘结构包括骨架，骨架具有缠绕线圈的绕线部，绕线部的轴向设有空心通道，磁芯设于骨架上、且至少部分磁芯轴向插入空心通道内，部分磁芯与空心通道之间设有间距。

进一步地，磁芯的相对两侧设两个磁柱，在两个磁柱中间的磁芯上设中间磁柱，中间磁柱插入空心通道内，中间磁柱与空心通道之间设有间距。

磁芯包括两个子磁芯，子磁芯包括外环磁芯和设于外环磁芯内侧的中柱；两个外环磁芯相对且相接触形成两个磁柱，两个中柱相对且相间隔地插入空心通道内形成中间磁柱和气隙。

进一步地，两个子磁芯的尺寸相同、且均呈e形，外环磁芯包括设于中柱两侧的两个子磁柱、和连接两个子磁柱的连接磁柱，中柱插入空心通道内，绕线部的一个侧壁夹持在一个子磁柱和中柱之间与连接磁柱抵接，其相对侧壁夹持在另一个子磁柱和中柱之间与连接磁柱抵接。

进一步地，中柱为长方体柱，中柱的上下端面与空心通道之间的距离相等，中柱左右端面与空心通道之间的距离相等。

进一步地，绕线部顶部的相对两侧均设相对绕线部轴向凸伸的第一凸块，绕线部底部的相对两侧均设有相对绕线部轴向凸伸的第二凸块，部分连接磁柱夹设在第一凸块和第二凸块之间。

进一步地，第一凸块的左右两侧均相对绕线部径向凸伸形成两个第一沿伸部，第二凸块的左右两侧均相对绕线部径向凸伸形成两个第二沿伸部，子磁柱和剩余部分的连接磁柱均夹设在第一沿伸部和第二沿伸部之间。

进一步地，两个第一凸块相对绕线部径向凸伸形成第一槽体，两个第二凸块相对绕线部径向凸伸形成第二槽体，位于第一凸块和第二凸块之间的绕线部设有相对绕线部径向凸伸的四个第三凸块，相对的两个第三凸块之间形成第三槽体，各槽体依次连接形成一个连续的限位槽。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

1.通过将部分磁芯与线圈之间设有间距，使得线圈能够远离磁芯的漏磁通，尽最大可能减少线圈对磁芯的漏磁通的切割，减少线圈的涡流损耗，提高电感器的电感量。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1是本实用新型实施例提供的电感器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的电感器的截面图；

图3是本实用新型实施例提供的骨架的结构示意图；

图4是本实用新型一实施例提供的磁芯结构的结构示意图；

图5是本实用新型一实施例提供的磁芯结构上主磁通和漏磁通的分布示意图；

图6是本实用新型另一个实施例提供的磁芯结构的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的气隙内插设有绝缘件的磁芯结构的结构示意图。

图中：1-骨架；11-绕线部；111-空心通道；12-线圈引脚；2-磁芯；21-子磁芯；211-外环磁芯；212-中柱；22-磁柱；23-中间磁柱；231-子中间磁柱；3-间距；31-第一间距；32-第二间距；4-第一凸块；41-第一沿伸部；5-第二凸块；51-第二沿伸部；6-限位槽；7-气隙；71-中间气隙；72-侧气隙；8-绝缘件；81-第一塑料片；9-散热体；91-胶水层。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

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，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

如图1以及图2所示，本实用新型提供一种电感器，包括磁芯2和线圈，至少部分磁芯2上缠绕有线圈，至少部分磁芯2与线圈之间设有间距。

本实用新型的实施例中，通过将部分磁芯2与线圈之间设有间距，使得线圈能够远离磁芯的漏磁通，尽最大可能减少线圈对磁芯2的漏磁通的切割，减少线圈的涡流损耗，提高电感器的电感量；并未增加线圈匝数或改用更昂贵的磁芯以降低线圈的涡流损耗，降低了成本；

需要说明的是，如图5所示，图5为本实用新型实施例的磁芯结构，在图5中示出了磁芯结构上的主磁通和漏磁通的分布；磁芯结构包括磁芯和部分磁芯上套设的线圈，该部分磁芯上设气隙，对线圈通电后，线圈内通有电流，线圈内通有电流时，就会在线圈周围的空间形成磁场，由于磁芯的导磁性能比空气好，所以绝大部分磁通沿磁芯和气隙构成回路，这部分磁通成为主磁通，还有一部分磁通没有经过气隙，而是经空气自成回路，这部分成为漏磁通。

本实用新型的实施例中，至少部分磁芯上套设有绝缘结构，线圈缠绕于绝缘结构上，绝缘结构具有一定的厚度，且绝缘结构对切割无影响，绝缘结构使得至少部分线圈与磁芯之间有间距的设置。

如图1以及图2所示，本实用新型的实施例中，绝缘结构包括骨架1，骨架1具有缠绕线圈的绕线部11，绕线部11的轴向设有空心通道111，磁芯2设于骨架1上，且至少部分磁芯2轴向插入空心通道111内，部分磁芯2与空心通道111之间设有间距3。

本实用新型的实施例中，至少部分磁芯2上设有气隙7，至少部分磁芯2轴向插入空心通道111内，插入空心通道111内的至少部分磁芯外壁与空心通道111内壁之间设有间距3，使得气隙7与空心通道111内壁之间设有间距，由于该间距3的存在，减少了线圈对磁芯的漏磁通的切割，减少线圈的涡流损耗，达到在相同线圈匝数的条件下提高电感量的目的；并且，在提高电感量目的的基础上，并未改变线圈匝数，降低了生产成本；

需要说明的是，至少部分磁芯与空心通道111之间设有间距3，该间距3是指部分磁芯2的各部分与相对的空心通道111内壁之间的距离，存在着部分磁芯2的至少一个部分与空心通道111内壁之间的距离。

本实用新型的实施例中，磁芯2的相对两侧设两个磁柱22，在两个磁柱22中间的磁芯上设中间磁柱23，中间磁柱23插入空心通道111内，中间磁柱23与空心通道111之间设有间距3。

本实用新型的实施例中，如图4所示，磁芯2的中部设有中间磁柱23，中间磁柱23插入空心通道111内，该中间磁柱23上设有气隙7，因此，将开设有气隙7的中间磁柱23插入空心通道111内，中间磁柱23与空心通道111内壁之间设有间距3，使得中间磁柱23上开设的气隙与空心通道111之间设有间距，从而使得漏磁通远离线圈，能减少线圈对磁芯的漏磁通的切割；

其中，中间磁柱上设有一个气隙，或者中间磁柱上设有至少两个气隙，气隙7的宽度一般是指气隙在中间磁柱23轴向方向的尺寸；如图6所示，当中间磁柱23上设有至少两个气隙时，至少两个气隙的宽度总和等于磁芯上开设有一个气隙时气隙的宽度，至少两个气隙沿中间磁柱23的轴向间隔设置，在中间磁柱23上开设有多个气隙7，减少气隙7的相对宽度，达到了减少漏磁通，从而减小磁芯结构的磁损，并且，由于漏磁通变少了，因此，能够减少线圈对磁芯的漏磁通的切割，降低线圈的涡流损耗，达到在相同线圈匝数的条件下提高电感量的目的；并且，在提高电感量目的的基础上，并未改变磁芯的材质，因此，降低了生产成本。

如图1和图2所示，本实用新型的实施例中，磁芯2包括两个子磁芯21，子磁芯21包括外环磁芯211和设于外环磁芯211内侧的中柱212；两个外环磁芯211相对且相接触形成两个磁柱，两个中柱212相对且相间隔地插入空心通道111内形成中间磁柱和气隙。

本实用新型的实施例中，两个子磁芯21相对设置形成磁芯2；具体地，外环磁芯的一侧开口，外环磁芯呈环形，外环磁芯可为圆环形，也可为方形，两个外环磁芯211相对且相接触形成磁芯的外框，磁芯的外框包括两个磁柱22；外环磁芯211呈环形，使得外环磁芯211具有内侧和外侧，中柱212设于外环磁芯211的内侧，且向外环磁芯211的开口一侧沿伸，两个中柱212相对且相间隔形成中间磁柱，两个中柱212的轴向端面之间形成中间磁柱中的一个气隙，其他气隙分别开设在两个中柱212上；

如图7所示，进一步地，中间磁柱23被若干个气隙分隔为多个子中间磁柱231，每个气隙内设有绝缘件8，实现相邻两个子中间磁柱23之间的连接；

绝缘件8为第一塑料片81，第一塑料片81侧面的面积可小于子中间磁柱231轴向端面的面积，也可等于中间磁柱轴向端面的面积，只要确保相邻的两个子中间磁柱231能够连接，优选地，第一塑料片81侧面的面积等于中间磁柱轴向端面的面积，增加相邻的两个子中间磁柱231之间的连接强度。

此外，中间磁柱上设有沿中间磁柱的轴向方向沿伸的第二塑料片，第二塑料片贴合中间磁柱设置，各第一塑料片与第二塑料片垂直连接，所有第一塑料片设于第二塑料片的同一侧，第二塑料片将若干各第一塑料片81整合起来，避免若干第一塑料片81出现易丢失的情况，且可实现将若干第一塑料片81同时插入各自对应的气隙内，提高插入效率。

进一步地，第一塑料片81的相对两侧均设有散热体9，散热体9的一侧与中间磁柱231的轴向端面连接，另一侧与第一塑料片81的一侧连接，散热体9的设置能够使得第一塑料片81连接在子中间磁柱231上，实现相邻两个子中间磁柱231的连接，同时散热体9能够降低磁芯的温度，利于散热，进一步提高饱和值；散热体9为将第一塑料片81粘贴于两个子中间磁柱231的轴向端面的胶水层91。

具体地，两个子磁芯的尺寸相同、且均呈e形，外环磁芯211包括设于中柱212两侧的两个子磁柱、和连接两个子磁柱的连接磁柱，两个子磁柱和中柱212均与连接磁柱垂直；中柱212插入空心通道111内，绕线部11的一个侧壁夹持在一个子磁柱和中柱212之间与连接磁柱抵接，其相对侧壁夹持在另一个子磁柱和中柱212之间与连接磁柱抵接；

两个子磁芯21均呈e形，其中，子磁芯21的中柱212长度小于子磁柱的长度，从而在外环磁芯211相对且接触时，两个中柱212之间能够间隔设置形成气隙；

两个子磁芯尺寸相同，且均呈e型，两个中柱212相对、且间隔设置形成中间磁柱中间位置上的气隙，成为中间气隙71，而在中间磁柱其他位置上的气隙为侧气隙72；侧气隙72的宽度小于或等于中间气隙71的宽度，各气隙之间的间距相等；

作为一种优选的技术方案，侧气隙72的宽度小于中间气隙72的宽度，避免因侧气隙72的宽度大而靠近磁芯2的两侧，从而导致磁芯2损坏增大的情况。

本实用新型的实施例中，中柱23为长方体柱，中柱的上下端面与空心通道之间的距离相等，中柱左右端面与空心通道之间的距离相等。

本实用新型的实施例中，中间磁柱23为四方形柱，具体地，中间磁柱23的形状为长方体，使得中柱具有上下端面、左右端面和前后端面，各端面为水平面；由于空心通道111的形状不同和中间磁柱23的插接方式不同，使得中间磁柱23上端面和下端面与空心通道111内壁之间设有第一间距31，中间磁柱23左端面和右端面与空心通道111内壁之间设有第二间距32；两个第一间距31可相等或不等，两个第二间距32可相等或不等，优选地，两个第一间距31相等，两个第二间距32相等，大范围减少线圈对磁芯2漏磁通的切割。

其中，电感器满足下式：

k＝r²/(r+0.29*δ/π)²；

γ＝d/δ；

m＝k*γ^1/2；

式中，r为磁芯的半径，δ为气隙的宽度，d为线圈与磁芯之间的间距，k值为磁芯的磁通量的折算系数，γ为边缘磁通损耗的折算系数，m值为磁通量的有效折算系数；

磁芯上开设有至少n个气隙，每个气隙的宽度分别为δ1、δ2……δn，那么δ1+δ2+……+δn＝δ；其中，m值越大，有效磁通量越大，那么电感量则越大。

需要说明的是，在本实用新型的实施例中，线圈相当于套设在中间磁柱上，中间磁柱上开设有n个气隙，d可以认为是中间磁柱到空心通道之间的平均距离；

采用上述关系式设计的电感器，在δ、d改变的条件下，产生的电感器的损耗更低，由此带来的电感磁通量φ有效值的增加，即可得到在相同线圈匝数的情况下，电感量l更大，也可以理解为，在电感其它参数不变的情况下，低于通常电感线圈匝数的情况下，可以得到相同的电感量l；

可以理解的是，增加d值，必然带来线圈涡流损耗降低。

磁芯包括两个尺寸相同、呈e型的子磁芯，采用半径r＝5mm的磁芯，其中，中间磁柱的宽度一半为上述所述的磁芯半径，线圈50匝，绕线部11的总长为42mm，在其他条件不变的情况下，针对不同的δ值和d值，共分为4组，测量对应电感器的电感量，并计算线圈涡流损耗，测量结果与对照组1和2比较，结果见表1。

对于组1，中间磁柱分为两段，气隙的宽度δ＝8mm，间距d＝4mm；

对于组2，中间磁柱分为两段，气隙的宽度δ＝5mm，间距d＝2.5；

对于组3，中间磁柱分为两段，气隙的宽度δ＝15mm，间距d＝7.5；

对于组4，中间磁柱分为六段，气隙为5个，每个气隙的宽度分别为δ1、δ2、δ3、δ4、δ5，且满足δ1+δ2+δ3+δ4+δ5＝8mm，δ1、δ2、δ3、δ4为四个侧气隙的宽度，每个中柱上均设两个侧气隙，δ5为中间气隙的宽度，其中，δ1＝δ2＝δ3＝δ4＝1mm，δ5＝4mm，间距d＝4mm；

对于对照组1，中间磁柱分为两段，气隙的宽度δ＝8mm，间距d＝2mm；

对于对照组2，中间磁柱分为两段，气隙的宽度δ＝8mm，间距d＝1mm。

表1

从表1可以看出，与对照1组和对照2组相比，通过增大d和/或减少δ，使得1组、2组、3组和4组的线圈涡流损耗有所降低，电感量有所增加；

与1组相比，当采用了多个气隙时，4组的电感量能进一步提高，且涡流损耗也会进一步降低。

综上可知，提高电感器的电感量的方式为：

方式一、通过将磁芯2与线圈之间设间距，增大磁芯2和线圈的间距，减少线圈对磁芯的漏磁通的切割，减少线圈的涡流损耗；

方式二：通过在磁芯2上开设至少两个气隙7，所有气隙7的宽度等于磁芯2上开设有一个气隙7时气隙的宽度，来减小气隙的相对宽度，减少磁芯上的漏磁通，从而减少磁芯损耗，和能够减少线圈对磁芯的漏磁通的切割，降低线圈的涡流损耗；

方式三：采用将方式一中减少气隙的相对宽度和方式二增大磁芯2和线圈的间距结合来提高电感器的电感量，增大电感量提高的程度。

如图3所示，本实用新型的实施例中，绕线部11顶部的相对两侧均设相对绕线部11轴向凸伸的第一凸块4，绕线部11底部的相对两侧均设有相对绕线部11轴向凸伸的第二凸块5，部分连接磁柱夹设在第一凸块4和第二凸块5之间。

本实用新型的实施例中，当中柱的上下端面和左右端面均与空心通道111内壁之间设有间距时，为了实现磁芯2装在骨架1上，因此，在绕线部11顶部设第一凸块4，在绕线部11底部设第二凸块5，使得第一凸块4与第二凸块5之间形成夹持空间，部分连接磁柱夹持在夹持空间内，实现磁芯2与骨架1的装配，提高磁芯2在骨架1上的稳定性。

如图3所示，本实用新型的实施例中，第一凸块4的左右两侧均相对绕线部11径向凸伸形成两个第一沿伸部41，第二凸块的左右两侧均相对绕线部11径向凸伸形成两个第二沿伸部51，子磁柱和剩余部分的连接磁柱均夹设在第一沿伸部41和第二沿伸部51之间。

本实用新型的实施例中，为了进一步增强磁芯2与骨架1之间的装配强度，在第一凸块4的左右两侧均设有第一沿伸部41，第二凸块5的左右两侧均设有第二沿伸部51，第一沿伸部41与第二沿伸部51之间形成夹持空间，子磁柱和剩余部分的连接磁柱均设于夹持空间内。

如图3所示，本实用新型的实施例中，两个第一凸块相对绕线部11径向凸伸形成第一槽体，两个第二凸块相对绕线部11径向凸伸形成第二槽体，位于第一凸块和第二凸块之间的绕线部11设有相对绕线部11径向凸伸的四个第三凸块，相对的两个第三凸块之间形成第三槽体，各槽体依次连接形成一个连续的限位槽6。

本实用新型的实施例中，第一凸块向上相对绕线部11径向凸伸，使得相对的两个第一凸块之间形成第一槽体，第二凸块向下相对绕线部11径向凸起，使得相对的两个第二凸块之间形成第二槽体，并且，在第一凸块和第二凸块之间的绕线部11还设有相对绕线部11径向凸伸的四个第三凸块，相对的两个第三凸块之间形成第三槽体，第一槽体、第二槽体、两个第三槽体之间形成对线圈进行限位的限位槽6，使得线圈在限位槽6内缠绕，避免线圈在缠绕时出现缠绕混乱的情况。

如图3所示，本实用新型的实施例中，第二凸块上设有若干各沿左右方向间隔排布的线圈引脚12。

本实用新型的实施例中，第二凸块上设有线圈引脚12，缠绕在绕线部11上的线圈具有输入端和输出端，线圈的输入端和线圈的输出端均设于线圈引脚12上。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。