技术领域
本公开涉及一种绕线式电感器，更具体地，涉及一种包括具有结合结构的芯的绕线式功率电感器。
背景技术：
通常，由于用作电感器中的磁性材料的铁氧体或金属粉末呈接近球形的形状，因此当施加磁场时，磁场沿所有方向均匀地分布，而非沿特定方向分布。这里，在使用其长轴和短轴具有彼此不同的长度的板状磁性粉末片的情况下，由于板状磁性粉末片的相对于短轴的两个端部之间的距离比其相对于长轴的两个端部之间的距离短，因此板状磁性粉末片容易沿着其长轴而非沿着其短轴被磁化。在使用包含具有如上所述的形状磁各异向性的板状磁性粉末片的磁性片的情况下，可制造具有高磁导率的电感器。
在第10-2014-0077346号韩国专利公开公布中已经公开了在上覆盖部和下覆盖部中设置由金属粉末形成的板状片的方法，以通过堆叠包含如上所述的板状磁性粉末片确保高磁导率。然而，在堆叠多个片的情况下，形成工艺会复杂，并且会难以在堆叠片时确保均匀性。
技术实现要素：
本公开的一方面可提供一种具有高的磁导率同时解决上述问题的功率电感器。
根据本公开的一方面，一种绕线式电感器可包括包含磁性粉末片的芯和位于所述芯中的绕线线圈。所述芯可按照功能分为中央部分和除了所述中央部分之外的外部部分，且所述绕线线圈可围绕所述芯的所述中央部分缠绕。同时，所述芯可具有第一主体和第二主体的结合结构，所述第一主体和所述第二主体中包含的所述磁性粉末片可以为具有形状磁各向异性的磁性粉末片，且所述磁性粉末片的长轴可布置为与所述绕线线圈的磁场形成的方向平行。
根据本公开的另一方面，一种绕线式电感器可包括：芯，包含磁性粉末片，且包括中央部分和外部部分；以及绕线线圈，设置在所述芯中，且围绕所述芯的所述中央部分缠绕，其中，所述芯具有包括第一主体和第二主体的结合结构，且所述第一主体和所述第二主体包含具有两个或更多个长轴的磁性粉末片，其中，所述两个或更多个长轴中的至少一个长轴与所述两个或更多个长轴中的另一个长轴垂直，且所述磁性粉末片的所述两个或更多个长轴中的一个布置为与所述绕线线圈的磁场形成的方向平行。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本公开的以上和其它方面、特征和优点将被更加清楚地理解，在附图中：
图1是根据本公开的示例性实施例的绕线式功率电感器的分解透视图；
图2是沿图1的I-I'线截取的截面图；
图3是示出图2的绕线式功率电感器的变型示例的截面图；
图4A至图5B示出了磁性粉末的形状磁各向异性；
图6是图1的绕线式功率电感器的变型示例的截面图；
图7A是示出图1的绕线式功率电感器的另一变型示例的分解透视图，图7B是沿图7A的II-II'线截取的截面图；
图8A是示出图1的绕线式功率电感器的另一变型示例的分解透视图，图8B是沿图8A的III-III'线截取的截面图；
图9A是示出图1的绕线式功率电感器的另一变型示例的分解透视图，图9B是沿图9A的IV-IV'线截取的截面图；
图10A是示出图1的绕线式功率电感器的另一变型示例的分解透视图，图10B是沿图10A的V-V'线截取的截面图；以及
图11A是示出图1的绕线式功率电感器的另一变型示例的分解透视图，图11B是沿图11A的VI-VI'线截取的截面图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。
在下文中，将描述根据本公开的示例性实施例的绕线式功率电感器，但本公开不必然受限于此。
图1是根据本公开的示例性实施例的绕线式功率电感器100的分解透视图。参照图1，绕线式功率电感器100可包括芯1以及设置在芯1的外表面上的第一外电极和第二外电极(未示出)。
芯1可具有在厚度(T)方向上彼此背对的上表面和下表面、在长度(L)方向上彼此背对的第一端表面和第二端表面以及在宽度(W)方向上彼此背对的第一侧表面和第二侧表面，并且外表面的形状不限于此。
芯1可由金属粉末树脂复合物形成，所述金属粉末树脂复合物包括具有磁性质的磁性粉末和围绕磁性粉末设置的树脂。
绕线线圈11嵌在芯1中，可选地，绕线线圈11可包括螺线管式线圈主体以及连接到螺线管式线圈主体的两个端部的第一引出部和第二引出部。绕线线圈的第一引出部(未示出)可连接到第一外电极(未示出)，绕线线圈的第二引出部(未示出)可连接到第二外电极(未示出)。
在下文中，将详细地描述芯1。
芯1可按功能分为芯的中央部分和除了芯的中央部分之外的芯的外部部分。绕线线圈11可缠绕在芯的中央部分的外表面上，使得芯的中央部分可用作磁性芯。此外，在芯的中央部分的外表面上缠绕线圈的方法不限于此。例如，还可使用用绕线筒来缠绕所述绕线线圈11的方法或者插入预先缠绕成特定形状的线圈并随后围绕该线圈胶粘(taping)的方法。在这种情况下，在插入线圈时，线圈的特定形状可与其上设置有线圈的芯的中央部分的形状相对应。参照图1，芯的中央部分可通过使第一主体1a的中央部分与第二主体1b的中央部分彼此结合而形成。
同时，芯1可在结构上包括第一主体1a和除了第一主体1a之外的第二主体1b，并可通过第一主体与第二主体的结合结构来构造。
例如，第一主体和第二主体可使用填充有磁性粉末的模具来制造，且他们的具体形状不受限制，而是可由本领域技术人员进行适当地设计和修改。在使用模具的方法中，在于模具中填充例如绝缘磁性粉末或磁性粉末与绝缘材料的复合物、向其添加预定的压力并随后在预定的温度下固化磁性粉末或复合物的情况下，磁性粉末的长轴可沿预定的方向布置。这里，在磁性粉末被填充在模具中之前，磁性粉末可具有形状磁各向异性，且可估计的是，对模具施加的压力和磁性粉末的固化用于均匀地布置磁性粉末的长轴。
同时，绝缘磁性粉末可以为具有包括金属核和包围核的外表面且直接设置在核的表面上的树脂壳的结构的磁性粉末。这里，金属核不受具体限制，只要金属核由呈现磁性质的金属或合金形成即可。例如，金属核可由Fe-Si基合金形成，但不限于此。同时，形成壳的树脂可以为环氧树脂。在这种情况下，环氧树脂还可用作固化剂，使得在可省略用于形成核的单独的固化剂方面具有优势。金属核和树脂壳可彼此直接结合，而不需要单独的无机绝缘层。
如图1所示，第一主体具有E型结构，第二主体也可与第一主体类似具有E型结构。在使第一主体和第二主体彼此结合以形成芯时，结合第一主体和第二主体的方法不受限制。例如，第一主体和第二主体可使用粘合材料(未示出)彼此结合，并且，可使用环氧树脂基粘合剂作为粘合材料。可选地，第一主体和第二主体还可通过胶粘而彼此结合，以便可固定第一主体和第二主体的结合表面。
图2是沿图1的I-I'线截取的截面图。将参照图2详细地描述芯中包含的磁性粉末片的形状和布置。
参照图2，芯1中包含的磁性粉末片12可具有形状磁各向异性，且磁性粉末片12的长轴布置为与形成线圈的磁场的方向(即，磁通量的方向)平行。
在磁性粉末片12的长轴与磁通量的方向彼此平行的情况下，可使磁通量集中，使得可增大电感器的电感。
由于芯1具有在分开地形成芯的第一芯1a和第二芯1b之后使第一芯1a和第二芯1b彼此结合的结构，因此第一芯1a中包含的磁性粉末片和第二芯1b中包含的磁性粉末片可彼此区分开。可通过精细结构分析执行该区分，但一般不能通过肉眼区分。
具体地，第一芯1a和第二芯1b中包含的磁性粉末片可在第一芯与第二芯结合的结合表面111a上以及第二芯与第一芯结合的结合表面111b上彼此清晰地区分开。例如，粘合剂等可设置在结合表面111a和结合表面111b上。
作为能够将第一芯和第二芯中包含的磁性粉末片区分开的另一示例，能够施加到第一芯中的磁性粉末的整齐性和能够施加到第二芯中的磁性粉末的整齐性可彼此不同。例如，图3是简要地示出图2的绕线式功率电感器的变型示例的截面图。参照图3，可以领会的是，使第一芯1a′中的在厚度方向上重叠的磁性粉末片的中心彼此连接的直线V1与使第二芯1b′中的在厚度方向上重叠的磁性粉末片的中心彼此连接的直线V2彼此分开预定的间隔L，从而彼此平行。
此外，使第一芯中的在厚度方向上重叠的磁性粉末片的中心彼此连接的直线与使第二芯中的在厚度方向上重叠的磁性粉末片的中心彼此连接的直线的布置不限于图2或图3中示出的布置，而是还可使两组磁性粉末片的中心连接的直线之间形成预定的角度(未示出)。
如上所述，在能够支持第一芯和第二芯彼此独立地形成并随后彼此结合(组合)的事实的任何技术基础上，根据本领域技术人员的认知或分析条件等，可将可不受限制地应用的第一芯和第二芯中包含的磁性粉末片彼此区分开。
图4A和图4B是示出图2的磁性粉末片12中的任意磁性粉末片的放大图。将参照图4A和图4B详细描述具有形状磁各向异性的磁性粉末片12的长轴。
参照图4A和图4B，磁性粉末片12可呈板状，且其截面可以为圆形。在磁性粉末片的截面为圆形的情况下，当片的中心O与作为三维结构的中心轴的T轴、L轴和W轴的交叉点相对应时，磁性粉末片的在W轴方向上延伸的最大长度LW是最短的，磁性粉末片的在L轴方向上延伸的最大长度LL和磁性粉末片的在T轴方向上延伸的最大长度LT可基本上彼此相等，且LT和LL中的每个可大于磁性粉末片的在W轴方向上延伸的最大长度。
因此，图4A和图4B中示出的呈板状的磁性粉末片可具有多个长轴，所述多个长轴中的至少一个长轴与所述多个长轴中的另一长轴垂直，并且多个长轴中的一些可形成为与T轴和L轴中的一个平行。
接着，图5A和图5B示出了与图4A和图4B中示出的磁性粉末片12的变型示例相对应的磁性粉末片12′。参照图5A和图5B，磁性粉末片12′可呈带状。可使用图4A和图4B的磁性粉末片12与图5A和图5B的磁性粉末片12′的混合物。此外，除了图4A至图5B中示出的形状之外，还可使用具有能够使通过线圈产生的磁通量与长轴彼此平行的形状的磁性粉末片，而不受具体限制。
参照图5A和图5B，磁性粉末片12′的截面可以为椭圆形。在磁性粉末片的截面为椭圆形的情况下，当片的中心O与作为三维结构的中心轴的T轴、L轴和W轴的交叉点相对应时，磁性粉末片的在W轴方向上延伸的最大长度LW可以是片在三个轴方向上延伸的边中最短的，磁性粉末片的在L轴方向上延伸的最大长度LL可比磁性粉末片的在T轴方向上延伸的最大长度LT短，但是可比磁性粉末片的在W轴方向上延伸的最大长度LW长。磁性粉末片的在T轴方向上延伸的最大长度LT可以是三个长度中最长的。
因此，可领会的是，图5A和图5B中示出的呈板状的磁性粉末片12′可具有单个长轴，并且单个长轴可形成为与T轴平行。
因此，无论磁性粉末片的截面形状如何，当包含在根据本公开的芯中的磁性粉末片形成为使得磁性粉末片的在W轴方向上延伸的最大长度LW总是比磁性粉末片的在L轴方向或T方轴向上延伸的最大长度短时，磁性粉末片可被布置为使线圈的磁通量集中。在磁性粉末片被设置为使得磁性粉末片的长轴与W轴不平行但与T轴和/或L轴平行的情况下，当在T轴方向和L轴方向上交替地形成流动的磁通量的流量时，可使磁通量集中在T轴或L轴周围。
在图5A和图5B的磁性粉末片12′的情况下，由于磁通量集中在一个方向上，因此磁性粉末片12′在芯的中央部分与芯的外部部分由分开的主体形成的实施例中可以是有益的。
将参照图6描述本公开的实施例，在第二主体1b包含具有多个长轴的磁性粉末片的情况下，第二主体1b可形成为构造芯的中央部分和芯的外部部分二者的E型结构，芯的外部部分包括与芯的中央部分的磁通量方向垂直的磁通量方向。相对地，在第一主体1a包含具有单个长轴的磁性粉末片的情况下，第一主体1a可形成为仅构造芯的外部部分的一部分的I型结构。在这种情况下，第一主体和第二主体的结合结构可具有I型结构和E型结构组合的结构，且芯中的磁通量的方向和磁性粉末片的长轴可在芯的整个区域中彼此平行。
接着，将参照图7A至图11B描述第一主体和第二主体的结构改变的绕线式功率电感器的变型示例。为了方便解释，将省略对之前的附图已经描述过的绕线线圈11的描述，或者仅对图7A至图11B进行简要描述。
参照图7A至图11B，可以领会的是，在根据本公开的实施例的绕线式功率电感器中，磁性粉末片的长轴与磁通量的方向被布置为在芯的整个区域中彼此平行，使得磁通量可被集中，且同时使得容易通过第一主体与第二主体之间的结合结构将芯的结构变为各种形状。
参照图7A，图7A的第一主体71a可具有与图1的第一主体1a类似的E型结构。另一方面，图7A的第二主体71b可具有I型结构。绕线线圈711可围绕中央部分缠绕。在这种情况下，为了增强第一主体与第二主体之间的结合强度，在第一主体71a的结合表面上形成凹入部分，并且可在第二主体71b的结合到第一主体71a的结合表面上形成具有与凹入部分相对应的形状的凸出部分，使得第一主体71a和第二主体71b可通过装配方法彼此结合。这里，凹入部分和凸出部分可呈梯形形状，但其形状还可改变为其他形状。
图7B是沿图7A的II-II'线截取的截面图。芯中的磁性粉末片的布置可通过参照图7B而领会。图7B的磁性粉末片712还可设置为使其长轴在芯的整个区域中与磁通量的方向平行。
参照图8A，图8A的第一主体81a可具有与图1的第一主体1a类似的E型结构，但第一主体81a的中央部分可呈六面体形状，而非圆柱形状。在这种情况下，围绕中央部分缠绕的绕线线圈811可优选地呈四边形形状。类似地，图8A的第二主体81b可具有其中央部分呈六面体形状的E型结构。
图8B是沿图8A的III-III'线截取的截面图。芯中的磁性粉末片的布置可通过参照图8B而领会。图8B的磁性粉末片812还可设置为使其长轴在芯的整个区域中与磁通量的方向平行。
参照图9A，图9A的第一主体91a可具有与图1的第一主体1a类似的E型结构，但第一主体91a的中央部分可具有椭圆柱形状，而非圆柱形状，所述椭圆柱形状具有椭圆截面。在这种情况下，围绕中央部分缠绕的绕线线圈911的形状也可变为椭圆形形状，类似地，图9A的第二主体91b也可具有其中央部分呈椭圆柱形状的E型结构。
图9B是沿图9A的IV-IV'线截取的截面图。芯中的磁性粉末片的布置可通过参照图9B而领会。图9B的磁性粉末片912还可设置为使其长轴在芯的整个区域中与磁通量的方向平行。
参照图10A，图10A的第一主体101a可呈U型形状，且第二主体101b也可呈与第一主体101a类似的U型形状。第一主体101a和第二主体101b可根据结合方法而具有各种结合结构，但在本说明书中，将仅描述结合结构的一个示例。详细地，第一主体101a的U型结构的一侧表面与第二主体101b的U型结构的一侧表面可设置为彼此接触，且绕线线圈1011可缠绕为穿过第一主体101a的腔和第二主体101b的腔二者。在这种情况下，尽管未示出，但是绕线线圈的第一引出部和第二引出部可引出到芯的下表面。这里，在将第一引出部连接到第一外电极、将第二引出部连接到第二外电极且使第一外电极和第二外电极不延伸到芯的侧表面的情况下，可构造下电极。第一外电极和第二外电极可设置在芯的下表面的至少一部分上，且彼此分开。同时，第一外电极和第二外电极还可延伸到芯的侧表面，使得还可形成呈L形状的外电极。此外，尽管未示出，但也可独立地利用具有U型结构的第一主体101a或第二主体101b。在这种情况下，类似地，主体和线圈可彼此结合为使得主体中的磁性粉末片的长轴与通过线圈产生的磁通量的方向平行。
图10B是沿图10A的V-V'线截取的截面图。芯中的磁性粉末片的布置可通过参照图10B而领会。图10B的磁性粉末片1012还可设置为使其长轴在芯的整个区域中与磁通量的方向平行。
图11A示出了图8A的第一主体和第二主体中的每个包括凹槽部R的情况，其中，线圈1111的第一引出部和第二引出部可暴露到凹槽部R。本领域技术人员可在线圈暴露的期望位置处选择性地设置凹槽部，且凹槽部的数量不受限于所示出的数量。
图11B是沿图11A的VI-VI'线截取的截面图。芯中的磁性粉末片的布置可通过参照图11B而领会。图11B的磁性粉末片1112还可设置为使其长轴在芯的整个区域中与磁通量的方向平行。
上述绕线式电感器可通过在具有第一主体和第二主体的结合结构的芯中设置具有形状磁各向异性的磁性粉末片使得磁性粉末片的长轴与通过芯中的线圈产生的磁通量的方向平行而具有高的磁导率。此外，由于根据本公开的示例性实施例的绕线式电感器包括在线圈被设置在芯中之前相对完成了磁性粉末片的长轴在特定方向上的布置的第一主体和第二主体，因此可稳定地执行使磁性粉末片的长轴与线圈的磁通量的方向平行的工艺。
如以上所阐述，根据本公开的示例性实施例，具有形状磁各向异性的片可被应用为磁性粉末，且片的长轴可在芯的中央部分和外部部分中设置为与线圈的磁场的方向平行，使得可提供其磁导率显著提高且确保了结构可靠性的绕线式功率电感器。
虽然以上已示出并描述了示例性实施例，但对本领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可做出修改和变型。