圈
[0044]线圈包括分别绝缘的例如铜或铝的这些股。每一股上的电气绝缘与该股的总截面面积相比非常薄并且可由例如一个薄的聚合物涂层组成。这使能一个高填充因数的导电材料而同时保持高频率下的低集肤效应损失。
[0045]这些股放在一起将形成一根电线。在其他事情之外，电线取决于总电流及其频率含量可由一股或多股组成。用更小直径的股数，集肤效应关联的损失及代理效应损失将降低。
[0046]通过将所有股放平行然后将每个线圈整包扭转大概一整圈(360度±90° )，代理效应将被大幅地降低。然而，当这些股被转太多时会负面地影响电线的填充因数并且在向线圈应用了压力的情况下对绝缘涂层产生可能的损害。
[0047]必须在每个完整的电线周围附着一个电绝缘层。电线上的绝缘层必须坚硬的足以经受机械压力，正如在电线被缠绕以形成一个多圈的、环形形状的线圈时将是这样的结果。这种材料防止电线间的电介质短路并且防止电线与电线间的电容泄漏。要进一步扩展线圈的性能，尤其是热传导和导电材料的填充因数，可对线圈进行压缩。通过使用单股绝缘之上的一个或多个半凝固的树脂层，可以在线圈成形工具中固化树脂并且在将其从该工具中去模之后随后保持线圈的最佳形状。例如通过使高电流流经线圈来加热该线圈，这样使得半凝固树脂流进这些股与电线之间的气腔，增强热传导性和电介质和电容泄漏性能。
[0048]还将一个进一步的第三绝缘层11附着到线圈的外部以将线圈从外部环境(在本实施例中为模制的磁心)绝缘。这确保绝缘层覆盖全部线圈，在绝缘层中使用了树脂。树脂还使得线圈的外部表面光滑，遵从线圈的环形形状并且很好地适应其磁场，由此避免热点。
[0049]软磁心
[0050]绕线圈模制的软磁心也基本上是环形形状的。磁心的形状还可配备有例如安装孔和热凸缘，参见图3。
[0051]基本上环形形状的磁心得益于现有技术的以最佳方式利用精确数量的磁心材料、去除任何对于线圈的磁通路径和电感器的最优功能而言不必要/需要的多余过剩材料。这降低了电感器需要的材料成本以及重量和尺寸。
[0052]可以调节SM2C的透磁率以适应设计。通过使电流流经线圈，在材料的模制和硬化阶段期间，可以将其透磁率增强10-15%。线圈的H场则在与每个单独单元的磁通路径相同或相似的方向上以最佳方式排列周围的粉末粒子。在硬化的过程中保持电流确保这些粒子保持其被改变并且被优化的位置。这创造了一个更简单的路径用于使通量流过该路径，此路径增加了电感并降低了电感器损耗。
[0053]将优选地以轴向对称的方式放置磁心，这样使得与磁通线垂直的磁心材料的区域在电感器的所有部分中差不多相同。
[0054]选择了粒度分布以提供好的粉末填充结合优化的静态和动态磁性能。
[0055]要避免磁心中的粒子与粒子电传导，在模制过程中为这些粒子涂覆有一个薄的绝缘层。该绝缘层可以例如由陶瓷纳米粒子制成，这增强了模制磁心的体电阻率并因此降低了高频率感应的涡电流。
【主权项】
1.用于电感器的线圈(I)，包括一条环形缠绕在一条中央轴线(C)周围的金属线(2)，其中 该电线具有一个将该绕组中的该电线的每一匝与相邻匝绝缘的电绝缘层(3)， 组成该线圈(I)的完整绕组的形状是大致上环形的，具有一个大致上椭圆形的截面， 并且具有O，8ff/m*K以上的热传导。
2.根据权利要求1所述的线圈，其中，该环形形状是一个具有一个大致上圆形截面的环形面。
3.根据前述权利要求中任一项所述的线圈，其中，该电线(2)包括一股或多股(4)，针对该完整缠绕线圈，多股(4)最佳地扭转大约360°，±90°。
4.根据权利要求3所述的线圈，其中，这些股(4)由凝固树脂或凝固及半凝固树脂(5)电气地绝缘。
5.根据权利要求3或4所述的线圈，其中，每个位置处的每一股(4)的截面被成形以与相邻股紧密地配合，大量地减少该电线中的空隙。
6.适合于电感器的磁心(7)，其中 该磁心(7)由一种由金属粒子和一种粘结材料制成的软磁复合材料制成， 所述粒子在I U m-1000 μ m的范围内， 大于150 μπι的粒子涂覆有一个陶瓷表面以提供粒子与粒子电气绝缘， 其中，与总磁心体积的金属填充比是0，5-0, 9。
7.根据权利要求6所述的磁心，其中，这些金属粒子具有一种合成物，该合成物由8 % -10 %的Si优选9 %的S1、5 % -7 %的Al优选6 %的Al、及由Fe组成的剩余粒子组成。
8.包括根据权利要求1-5中任一项所述的线圈(I)的电感器(6)，所述线圈(I)嵌入根据权利要求6-7所述的磁心(7)中，其中 该线圈(I)具有一个覆盖其表面面积的电绝缘层(11)，并且磁心粒子与该线圈的H场磁性地对准。
9.根据权利要求8所述的电感器，其中，该磁心(7)具有一个覆盖该线圈的环形形状。
10.根据权利要求8或9所述的电感器，其中，该线圈(I)被安排在一个最优位置以在一个截面中沿着一个与穿过该线圈的中心的该中央轴线(C)垂直的平面看，通过在朝向该中央轴线的该线圈内部之上具有与在该磁心外部之上大致上相同的磁心的截面面积，在从该线圈表面看所有的方向上在该磁心材料中提供大致上相同的磁流量(在所有方向上相同的量)。
11.根据权利要求10所述的电感器，其中，该线圈(I)从所述最佳位置偏移以从该线圈朝向该电感器的中心提供比朝向该电感器的外围更高的磁流量。
12.根据权利要求8-11中任一项所述的电感器，其中，该磁心(7)包括修改该大致上环形的形状以增加该表面面积的多个表面增加结构(10)。
13.用于生产根据权利要求1-7中任一项所述的线圈(I)的方法，包括如下步骤: 将该绝缘层应用于该电线(2)， 将该电线(2)绕该中央轴线(C)缠绕， 使用压缩装置将该绕组压缩成一个具有一个圆形截面的环形面形状。
14.用于生产根据权利要求13所述的线圈(I)的方法，其中，在该压缩的过程中向该电线⑵施加一个电流。
15.用于生产根据权利要求6-7所述的磁心(7)的方法，包括如下步骤: 将由金属粒子和一种粘结材料制成的该软磁复合材料放于一个模具中，以及在该材料的模制和/或硬化阶段的过程中将一个磁场安排在该模具中，磁性地将这些磁心粒子与该H场对准。
【专利摘要】本发明涉及一种用于电感器(6)的线圈(1)，包括一条环形缠绕在一条中央轴线(C)周围的金属线(2)，其中该电线具有一个将该绕组中的该电线的每一匝与相邻匝绝缘的电绝缘层(3)，组成该线圈(1)的完整绕组的形状是大致上环形的，具有一个大致上椭圆形的截面，其中热传导性在1W/m*K以上，更优选地在1,2以上并且最优选地在1,5以上。本发明进一步涉及一种适合于电感器(6)的磁心(7)，其中该磁心由一种由金属粒子和一种粘结材料制成的软磁复合材料制成，所述粒子在1μm-1000μm的范围内，大于150μm的粒子涂覆有一个陶瓷表面以提供粒子与粒子电气绝缘，其中，磁金属粒子的体积比总磁心体积是0,5-0,9。本发明更进一步涉及一种所述线圈(1)与磁心(7)的组合的电感器(6)，其中，该磁心中大致上所有所述粒子与该线圈的磁场磁性地对准。本发明更进一步涉及此类线圈(1)和磁心(7)的制造方法。
【IPC分类】H01F41-12, H01F41-06, H01F27-255, H01F27-28, H01F5-00, H01F41-02, H01F17-04, H01F3-08
【公开号】CN104823251
【申请号】CN201380044801
【发明人】奥斯卡·H·布加纳森, 托德·赛德尔
【申请人】磁性元件瑞典公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2013年9月10日
【公告号】EP2709118A1, EP2896056A1, US20150228390, WO2014040973A1