电感器件的制作方法

本发明涉及一种电感器件、尤其是变压器和扼流圈，其具有一个或多个绕组以及磁芯。

背景技术：

电感器件、例如变压器具有磁芯，围绕所述磁芯布置有线圈。线圈可以包括线圈本体，在线圈本体上缠绕有电导体。为了在这样的电感器件、尤其是小型构造形式器件的情况下保证足够程度的高压安全性，线圈和磁芯可以被安装在壳体中并且被浇铸材料包围，使得电导体、线圈本体和磁芯完全嵌入到浇铸材料中。

由于磁芯和浇铸材料的不同温度行为、尤其是不同温度膨胀系数，可能在温度波动的情况下在浇铸的复合体中出现机械应力。在小温度波动情况下，磁芯的材料的磁和电参数就已经可能由于在芯材料中出现的机械应力而改变，使得存在电感器件不再满足所要求的规范的风险。在更高温度波动的情况下，对于材料应力敏感的磁芯、例如铁氧体芯可能受到损坏或者损毁。

技术实现要素：

本发明的任务是，说明一种电感器件，其中在温度波动情况下可以尽量避免电感器件的芯材料之内的机械应力，并且电感器件的电特性受到尽可能小的影响。

这样的电感器件的一个实施方式在权利要求1中予以说明。

根据一个可能的实施方式，电感器件包括：至少一个电导体；线圈本体，其具有空心形缠绕本体，在所述缠绕本体的表面上将所述至少一个电导体围绕缠绕本体缠绕；以及磁芯，其布置在缠绕本体的空腔中。所述至少一个电导体被浇铸材料包围，其中但是浇铸材料与磁芯不具有直接粘附的接触。

在根据本发明的电感器件的情况下，磁芯因此不与线圈本体和其上缠绕的至少一个电导体一起被嵌入到浇铸材料中。代替于此，仅仅所述至少一个电导体被浇铸材料包封。线圈本体同样可以嵌入到浇铸材料中。而磁芯与浇铸材料去耦合，使得在温度改变时不由于浇铸材料和磁芯的材料的不同膨胀系数在芯材料中出现机械应力。由于芯位于被浇铸的至少一个电导体之外，因此仅仅有少量所定义的、基本上由线圈引起的机械力作用于芯。

电感器件尤其是可以被构造成变压器或者具有一个或多个所缠绕的电导体的扼流圈。如果电感器件包含两个或更多个属于不同绕组的电导体，则所述电导体为了安全的电压隔离通过浇铸材料彼此隔离、并且朝着芯彼此电流隔离。绕组因此彼此绝缘并且与芯绝缘。

根据一个可能的实施方式，线圈本体和其上缠绕的至少一个电导体可以布置在用于保护所述至少一个电导体的保护本体中。浇铸材料位于所述至少一个电导体或线圈本体与保护本体之间的空腔中。在此，保护本体充当浇铸容器，浇铸材料在制造器件期间以流体或粘稠形式被填充到所述浇铸容器中，然后浇铸材料接着硬化。

根据一个优选实施方式，保护本体或浇铸容器和线圈本体通过成形措施彼此相匹配，使得没有流体浇铸材料在浇铸期间从线圈本体与保护本体之间的缝隙中流出。线圈本体和保护本体例如可以通过槽口和榫头连接自密封地彼此固定。因此，电感器件的磁芯在制造期间就已经不与浇铸材料产生接触。线圈本体与保护本体之间的自密封连接省去了附加的增加成本的措施、例如将磁芯与浇铸材料粘接在一起或者紧接着清洗磁芯。芯-线圈配置的类型可以应用于大多的其余的芯形式、例如e形芯、u形芯、i形芯、pq芯或棒芯。

附图说明

本发明下面根据附图予以进一步阐述，所述附图尤其是作为变压器示出了本发明的实施例。其中：

图1示出了电感器件的第一实施方式的分解图；

图2示出了电感器件的第一实施方式的俯视图；

图3a示出了没有浇铸材料的电感器件的第一实施方式的背视图；

图3b示出了具有浇铸材料的电感器件的第一实施方式的背视图；

图4a以立体图示出了电感器件的第一实施方式的截面图；

图4b示出了电感器件的第一实施方式的横截面；

图5示出了电感器件的第一实施方式的背视图，该电感器件具有电感器件的线圈本体与保护本体之间的槽口和榫头连接；

图6a示出了电感器件的第二实施方式的分解图；

图6b示出了电感器件的第二实施方式的俯视图；

图7a示出了电感器件的第三实施方式的分解图；

图7b示出了电感器件的第三实施方式的俯视图；

图8a示出了电感器件的第四实施方式的分解图；

图8b示出了电感器件的第四实施方式的俯视图；

图9a示出了电感器件的第五实施方式的分解图；

图9b示出了电感器件的第五实施方式的横截面；

图9c示出了电感器件的第五实施方式的立体图。

具体实施方式

下面描述电感器件的不同实施方式，所述电感器件被构造成具有两个电导体10a和10b的变压器。但是电感器件可以例如在作为扼流圈或自耦变压器的实施方式中具有仅仅一个电导体，或者例如在作为电流补偿扼流圈的实施方式中也具有两个以上电导体。

图1示出了电感器件、例如变压器的第一实施方式100的分解图。电感器件包括具有空心形缠绕本体111的线圈本体110，在所述缠绕本体111的表面上缠绕有属于不同绕组的电导体10a、10b。此外，电感器件包括磁芯120，该磁芯120布置在缠绕本体111的空腔1中。磁芯120具有彼此连接、例如彼此粘接在一起的部分本体121和部分本体122。

在图1中所示的实施方式中，磁芯的两个部分本体121、122分别被构造成e形芯。两个芯半部从不同侧被引入到线圈本体110的空腔1中，使得每个芯半部121、122的相应腿部、例如中腿部123布置在缠绕本体111的空腔1中，并且每个部分本体121、122的另外的腿部124布置在缠绕本体111的空腔1之外。两个部分本体可以在其腿部的端面处彼此粘接在一起。

除此之外，电感器件包括保护本体130，所述保护本体130具有用于保护电导体10a、10b的覆盖元件131。线圈本体110和保护本体130被构造为使得线圈本体110可以固定在保护本体130上并且电导体10a、10b被覆盖元件131覆盖并因此被保护。

缠绕本体111具有用于用电导体10a和10b进行绕线的缠绕区域112、以及用于将线圈本体110固定在保护本体130上的固定区域113。固定区域113在缠绕区域112的侧面布置在缠绕本体111上。线圈本体110具有接触区域115以用于接触电导体10a、10b并且用于将电压施加到电导体10a、10b上。为了施加电压，在接触区域115处布置有接触针脚116。保护本体1130包括容纳区域134，该容纳区域134用于在线圈本体110被布置在保护本体130中时容纳接触区域115。

图2示出了电感器件在组装了图1中所示不同部件以后的俯视图。在电感器件的组合状态下，线圈本体110与其上缠绕的电导体10a和10b一起被置入保护本体130中并且固定在保护本体上。在将线圈本体110固定在保护本体130上以后，电导体10a、10b被保护本体130的覆盖元件131包围并且因此被保护。磁芯120固定在由线圈本体120和保护本体130构成的装置上。磁芯的两个部分本体121、122的相应中腿部123布置在线圈本体110的空腔1中。每个部分本体的相应外部腿部124布置在空腔1之外。

图3a示出了实施方式100的电感器件的背视图，其中线圈本体110被置入到保护本体130中。如根据图3a变得明显的那样，线圈本体110和保护本体130被成形为使得线圈本体的接触区域115在器件的组合状态下布置在保护本体的容纳区域134中。接触针脚116从接触区域115中、并且因此在保护本体130的下侧处伸出。

在电导体10a和10b与覆盖元件131之间形成空腔2。在空腔2中布置有浇铸材料20。空腔2被浇铸材料20填充，使得电导体10a和10b被嵌入到浇铸材料中。浇铸材料也可以与缠绕本体111相接触。图3b示出了电感器件在浇铸以后的背侧。保护本体130在浇铸期间充当用于填充浇铸材料的浇铸容器。浇铸材料例如可以是铸塑树脂。在图3b中所示的变型方案中，浇铸材料20包围具有电导体10a和10b的线圈本体110，使得仅仅接触针脚116不被浇铸材料覆盖并且从保护本体130的下侧伸出。浇铸材料20如图2中所示与磁芯120不具有接触或不具有直接粘附的接触。由此，在磁芯120的芯材料中不由于温度波动和浇铸材料和磁芯的材料的不同膨胀系数而出现机械应力。此外，绕组彼此隔离并且与芯电流隔离。

为了防止浇铸材料20和磁芯120彼此接触，线圈本体110和保护本体130被构造为使得缠绕本体111自密封地固定在保护本体130上，并且防止浇铸材料20从电导体10a、10b与保护本体130的覆盖元件131之间的空腔2中流出。

图4a和4b示出了电感器件的实施方式100的立体或简单横截面。电导体10a和10b被缠绕在缠绕本体111的缠绕区域112上。在缠绕区域112的两侧，分别设置有固定区域113，以用于将线圈本体120固定在保护本体130上。

根据一个实施方式，覆盖元件131可以具有与电导体10a、10b相对的底部部分131。覆盖元件的底部部分132可以在两侧分别具有侧面部分133。缠绕本体111可以具有用于限制缠绕区域112的凸缘114。根据一个可能的实施方式，线圈本体的凸缘114可以要么分别具有凹陷30，并且覆盖元件的侧面部分133可以分别具有桥接部40。根据另一个实施方式，凸缘114可以分别具有桥接部40，并且侧面部分133可以分别具有凹陷30。线圈本体110通过以下方式固定在保护本体130上，即桥接部40中的每个啮合到凹陷30之一中。凹陷30和桥接部40被构造为使得在凹陷30和桥接部40的区域中防止浇铸材料20从电导体10a、10b与保护本体130的覆盖元件131之间的空腔2中流出。

通过电感器件的在图4a和4b中所示的实施方式——其中凸缘114分别具有凹陷30并且保护本体的侧面部分133分别具有桥接部40——中，线圈本体110的固定区域113和保护本体130的侧面部分133被成形为使得在固定区域113与保护本体130之间形成槽口和榫头连接。图5示出了固定区域113中在线圈本体110与保护本体130之间的槽口和榫头连接。槽口和榫头连接尤其是被设计成使得实现线圈本体110与保护本体130之间的自密封连接。由此防止了浇铸材料20从电导体10a、10b与保护本体的覆盖元件131之间的空腔2中流出。

图6a示出了电感器件的第二实施例的分解图，该电感器件具有拥有空心形缠绕本体211的线圈本体210，在所述缠绕本体211的表面上，电导体可以被缠绕成分别多个绕组。缠绕本体211包括用于用电导体绕线的缠绕区域212。为简单起见，与图1a不同，电导体10a和10b未被示出。线圈本体210此外具有接触区域215以用于接触电导体以及用于将电压施加到电导体上。在接触区域215处布置有接触针脚216。

电感器件具有磁芯220，该磁芯220在电感器件的组合状态下被布置在缠绕本体211的空腔1中。磁芯220包括两个部分本体221、222，所述部分本体221、222在组合状态下彼此连接。在电感器件的在图6a和6b中所示的实施方式中，两个部分本体分别被构造成u形芯。部分本体221、222为此可以在其腿部223、224的端面处彼此粘接在一起。此外，电感器件包括保护本体230，所述保护本体130具有用于保护安放在缠绕本体211上的电导体10a、10b的覆盖元件231。保护本体230具有用于容纳接触区域215的容纳区域234。

在安装电感器件的在图6a中所示的单体部件时，保护本体230被布置在线圈本体210之上并且固定在线圈本体上。布置在线圈本体210上的电导体被覆盖元件231包围。缠绕本体211包括固定区域213以用于将线圈本体220固定在保护本体230上。固定区域213布置在缠绕区域212的侧面。

图6b示出了实施方式200的电感器件的在图6a中所示的单体部件的组合状态。线圈本体210被置入到保护本体230中。接触区域215布置在保护本体的容纳区域234中。在安放在线圈本体210上的电导体与覆盖元件231之间形成空腔。空腔被浇铸材料20填充，使得电导体被浇铸材料包围，并且电导体被浇铸材料包围，并且仅仅接触针脚216在器件的下侧从保护本体230中伸出。根据另一实施方式，线圈本体210也可以被浇铸材料20包围或嵌入到浇铸材料中。浇铸材料例如可以是铸塑树脂，其在流体或粘稠状态下被填充到电导体与覆盖元件之间的空腔中，并且接着硬化。通过浇铸材料，电导体彼此绝缘并且朝着芯为了电压隔离而彼此绝缘。

但是浇铸材料20与磁芯220不具有接触或不具有直接粘附的接触。如图6b中所示，芯220的两个部分本体的各一个腿部223布置在缠绕本体211的空腔1中。两个部分本体的相应的另外的腿部224布置在缠绕本体211的空腔1之外。因此，磁芯220不与浇铸材料20接触，并且与浇铸材料去耦合。

为了防止浇铸材料20从电导体与保护本体的覆盖元件231之间的空腔中流出，缠绕本体211自密封地固定在保护本体230上。该固定例如可以通过固定区域213与保护本体230之间的槽口和榫头连接来进行。

覆盖元件231例如可以具有底部部分232，所述底部部分232在组合状态下与电导体相对。在底部部分232的两侧可以分别设置有侧面部分233。缠绕本体210可以具有用于限制缠绕区域211的凸缘214。根据一个可能的实施方式，为了制造槽口和榫头连接，凸缘可以分别具有凹陷30，并且侧面部分233可以分别具有桥接部40。根据用于实现槽口和榫头连接的另一方案，凸缘214可以分别具有桥接部40，并且侧面部分233可以分别具有凹陷30。线圈本体210可以通过以下方式固定在保护本体230上，即桥接部40中的每个啮合到凹陷30之一中。在此，凹陷30和桥接部40被构造为使得在凹陷30和桥接部40的区域中防止了浇铸材料20从电导体与覆盖元件131之间的空腔中流出。

图7a示出了电感器件的第三实施方式300的分解图。电感器件包括具有空心形缠绕本体311的线圈本体310，在所述缠绕本体311的表面上布置有电导体。出于简化原因，在图7a中仅仅示出了没有电导体10a和10b的线圈本体310。线圈本体310包括接触区域315以用于接触两个电导体以及用于将电压施加到电导体上。

此外，电感器件包括磁芯320，该磁芯320布置在缠绕本体311的空腔1中。磁芯320包括两个部分本体321和322。磁芯的部分本体321可以被实施成u形芯，并且磁芯的部分本体322可以被实施成i形芯。在组合状态下，两个部分本体321、322彼此连接，其方式是，部分本体322例如通过粘接连接粘附在部分本体320的腿部323、324的端面上。此外，电感器件包括保护本体330，所述保护本体330具有用于保护两个电导体10a和10b的覆盖元件331。保护本体330具有用于容纳接触区域315的容纳区域334。

图7b示出了电感器件的实施方式300在组合状态下的俯视图。在电感器件的组合状态下，线圈本体310被置入到保护本体330中，其方式是，保护本体330被套设到线圈本体310之上并且固定在线圈本体上，使得布置在线圈本体上的两个电导体被覆盖元件331包围。在组合状态下，接触区域315被布置在保护本体的容纳区域334中，并且因此被容纳区域334遮盖，使得仅仅线圈本体310的接触针脚316从保护本体330中伸出。磁芯320布置在缠绕本体311的空腔1中，其方式是，部分本体321的两个腿部之一323布置在空腔1中，并且另一腿部324布置在空腔1之外。部分本体321在两个腿部323、324的端面处与磁芯的部分本体322粘接在一起。

在电感器件的组合状态下，在线圈本体上的两个电导体与覆盖元件331之间形成空腔，该空腔被浇铸材料20填充。由此，两个电导体被浇铸材料包围。浇铸材料也可以与缠绕本体311相接触。浇铸材料与磁芯320不具有直接粘附的接触。

浇铸材料可以首先在流体状态下被填充到电导体与保护本体的覆盖元件之间的空腔中，并且接着硬化。为了防止浇铸材料从两个导线绕组与覆盖元件331之间的空腔中流出，缠绕本体311可以自密封地固定在保护本体330上。缠绕本体311具有用于用两个电导体进行绕线的缠绕区域312、以及用于将线圈本体320固定在保护本体330上的固定区域313。固定区域313布置在缠绕区域312的侧面。缠绕本体311与保护本体330之间的自密封连接可以通过固定区域313与保护本体330之间的槽口和榫头连接来实现。

覆盖元件331可以具有与电导体相对的底部部分332。在底部部分的两侧，可以分别布置有侧面部分333。缠绕本体311具有用于限制缠绕区域的凸缘314。为了实现槽口和榫头连接，凸缘314根据一种可能的实施方式可以分别具有凹陷30，并且侧面部分333可以分别具有桥接部40。根据另一实施方式，凸缘314可以分别具有桥接部40，并且侧面部分333可以分别具有凹陷30。线圈本体310自密封地固定在保护本体330上，其方式是，桥接部4中的每个啮合到凹陷30之一中。凹陷30和桥接部40被构造为使得在凹陷30和桥接部40的区域中防止了浇铸材料20从电导体与覆盖元件131之间的空腔中流出。

图8a示出了电感器件的第四实施方式400的分解图，该电感器件包括拥有空心形缠绕本体411的线圈本体410，在所述缠绕本体411的表面上布置有电导体。出于简化图示的原因，两个电导体在图8a中未被绘出。与在先附图中所示的具有矩形横截面的线圈本体110、210和310的实施方式不同，线圈本体410具有圆形横截面。电感器件具有磁芯420，该磁芯420在电感器件的组合状态下被布置在缠绕本体411的空腔1中。磁芯420根据实施方式400被构造成棒芯。

此外，电感器件具有保护本体430，所述保护本体430具有用于保护两个电导体的覆盖元件431。线圈本体410在组合状态下固定在保护本体430上。在此，布置在线圈本体上的电导体被覆盖元件431包围。线圈本体410具有用于施加电压并且用于接触电导体的接触区域415。保护本体430包括用于容纳接触区域415的容纳区域434。

图8b示出了根据实施方式400在组合状态下的电感器件。线圈本体410被置入到保护本体430中，使得保护本体包围线圈本体。两个布置在线圈本体410上的电导体被覆盖元件431包围。此外，接触区域415布置在保护本体430的容纳区域434中。在两个电导体与覆盖元件431之间形成空腔，浇铸材料20被填充到所述空腔中。在首先为流体的浇铸材料硬化以后，电导体被嵌入到浇铸材料中。浇铸材料也可以与缠绕本体411相接触。磁芯420与浇铸材料不具有接触或不具有直接粘附的接触。

为了防止浇铸材料从两个电导体与保护本体430的覆盖元件431之间的空腔中流出，缠绕本体411自密封地固定在保护本体430上。缠绕本体411可以具有用于用两个电导体进行绕线的缠绕区域412、以及用于将线圈本体420固定在保护本体430上的固定区域413。固定区域430可以布置在缠绕区域412的两侧。为了实现缠绕本体411与保护本体430之间的自密封连接，可以在固定区域413与保护本体430之间形成槽口和榫头连接。

覆盖元件431可以具有底部部分432，所述底部部分432与电导体相对。此外，覆盖元件431可以在底部部分的两侧分别具有侧面部分433。缠绕本体420包括用于限制缠绕区域412的凸缘414。根据一个可能的实施方式，为了实现槽口和榫头连接，凸缘414可以分别具有凹陷30，并且侧面部分433可以具有桥接部40。根据另一实施方式，凸缘414可以分别具有桥接部40，并且侧面部分433可以分别具有凹陷30。线圈本体410自密封地固定在保护本体430上，其方式是，桥接部40中的每个啮合到凹陷30之一中。

图9a至9c以分解图示出了电感器件的第五实施方式500。电感器件包括具有空心形缠绕本体511的线圈本体510、以及布置在缠绕本体511的空腔1中的磁芯520。缠绕本体511包括：内部部分本体511a，其具有用于用两个电导体中的第一电导体10a进行绕线的缠绕区域512；以及外部部分本体511b，其具有用于用两个电导体中的第二电导体10b进行绕线的缠绕区域512。内部部分本体511a具有用于容纳磁芯520的空腔1。外部部分本体511b具有空腔3，内部部分本体511在器件的组合状态下布置在所述空腔3中。磁芯520被构造成具有部分本体521和部分本体522的pq芯。两个部分本体分别具有内部腿部523和外部腿部524。

为了制造电感器件，用电导体10a绕线的内部部分本体511a被移入到外部部分本体511b的空腔3中。外部部分本体511具有接触区域515以用于接触电导体10a和10b并且用于将电压施加到电导体上。在接触区域515上布置有用于将电压施加到电导体10a、10b上的接触针脚516。

在将内部部分本体511a移入到外部部分本体511b的空腔3中以后，在电导体10a与外部部分本体511b之间形成空腔4。图9b示出了电感器件在组合状态下的横截面。电导体10a与外部部分本体511b之间的空腔4被填充浇铸材料20，该浇铸材料20接着硬化。缠绕本体511的内部和外部部分本体之间的连接通过缠绕本体511的两个部分本体511a、511b的凸缘514区域中的槽口和榫头连接513来进行。槽口和榫头系统513被设计成使得防止浇铸材料20从空腔4中流出。

在组装和浇铸线圈本体以后，两个芯半部521和522彼此连接，其方式是，芯半部521和522的相应内部腿部523从不同侧移入到部分本体511a的空腔1中。内部和外部腿部可以在它们的端面处彼此粘接在一起。

图9c示出了组装状态下的电感器件。两个芯半部的两个外部腿部524至少部分地包围线圈本体512的外部部分本体511b。如在电感器件的在先实施方式中那样，磁芯520在实施方式500中也与浇铸材料20去耦合，使得在芯材料中避免由于芯材料与浇铸材料之间的不同温度行为造成的应力。

在上述优选实施方式中，线圈本体与保护本体或浇铸容器之间的连接自密封地构造，使得浇铸材料不能从浇铸容器中流出。如果浇铸容器与线圈本体之间的缝隙不应被完全密封并且因此在浇铸时仍然有浇铸材料流出，则接着置入到线圈本体的空腔中的芯仍然不具有与浇铸材料的粘附接触。芯可以在几个位置处与线圈本体粘接在一起。在此，即使出现与浇铸材料的粘接，在浇铸材料与芯之间仍然不存在直接粘附的接触，因为在芯和线圈本体/浇铸材料之间存在粘接层。由于小数目的局部限制的粘接位置，浇铸材料对芯的机械力影响是非常小的。

除了在图1至9c中示出的具有保护本体的电感器件的实施方式以外，保护本体可以在浇铸材料硬化以后、但在安放芯以前又被除去，使得电感器件具有拥有完全被浇铸材料包围的电导体的线圈本体、以及芯。导体彼此隔离并且与芯电流隔离。芯本身与浇铸的缠绕本体仅具有少量直接接触。浇铸材料对芯的机械力影响即使在该实施方式中也是非常小的。

附图标记列表

1缠绕本体的空腔

2用于用浇铸材料填充的空腔

10a、10b电导体

20浇铸材料

100电感器件的第一实施方式

110线圈本体

120磁芯

130保护本体

200电感器件的第二实施方式

210线圈本体

220磁芯

230保护本体

300电感器件的第三实施方式

310线圈本体

320磁芯

330保护本体

400电感器件的第四实施方式

410线圈本体

420磁芯

430保护本体

500电感器件的第五实施方式

510线圈本体

520磁芯。