一种电感元件及电子设备的制作方法

文档序号:33082073发布日期:2023-01-31 19:58阅读:21来源:国知局
1.本技术涉及电子
技术领域
:,尤其涉及一种电感元件及电子设备。
背景技术
::2.目前,超薄折叠机及后期超薄产品成为发展趋势。应用于超薄折叠机及其他超薄产品的电感元件小型化要求越来越高。现有技术中,更换磁芯材料已经无法满足小型电感元件高导高饱和要求。如何提高小型电感元件的性能成为业界难题。技术实现要素:3.本技术实施例提供一种电感元件及电子设备,用于解决小型电感元件难以提升性能的问题。4.为达到上述目的,本技术的实施例采用如下技术方案:5.第一方面,本技术提供了一种电感元件,包括基板、磁芯和线材。磁芯固定于基板上。线材绕设于磁芯上,线材的截面呈矩形,线材的截面的长度大于或者等于0.11mm,且小于或者等于0.15mm,线材的截面的宽度大于或者等于0.08mm,且小于或者等于0.12mm,线材的截面的长度与宽度的比值小于1.3。在其他参数一定的情况下,通过设置线材的长度与宽度,使线材的尺寸能够适应小型化的电感元件,不仅可以提升电感元件的电感值,也有利于电感元件小型化的发展。6.在第一方面的一种可能的实现方式中,线材在磁芯上卷绕的圈数大于或者等于3.5圈,且小于或者等于5.5圈。线材卷绕的圈数越多电感元件的电感值就越大,但是,线材卷绕的圈数越多电感元件的有效磁路长度也越大,也就是电感元件的内阻会增大,进而又会降低电感元件的电感值。因此,通过设置线材在磁芯上的卷绕圈数的范围,可以均衡电感值与电感元件内阻值。既可以满足提高电感元件电感值的要求,又可以满足电感元件小型化发展的要求。7.在第一方面的一种可能的实现方式中,基板包括相对的第一表面和第二表面;磁芯固定于基板的第一表面;基板的第二表面设有第一电极和第二电极,线材的两端分别与第一电极和第二电极电连接。当第一电极和第二电极通电时,电流流经线材,在线材的周围产生一定的电磁场。8.在第一方面的一种可能的实现方式中,磁芯的磁导率大于或者等于21h/m,且小于或者等于26h/m,磁芯的磁通密度大于或者等于0.8t,且小于或者等于1.1t。通过将磁芯的磁导率与磁通密度设置在上述范围内,可以均衡电感元件的饱和度与有效磁路面积。也就是说,磁芯的磁导率在上述范围内时,磁芯的饱和度可以达到最小体积的最高饱和度,有效均衡磁芯体积与饱和度,这里说的最小体积并不是磁芯制作时所能达到的最小体积,最高饱和度也不是磁芯制作时所能达到的最高饱和度,而是均衡饱和度和磁芯体积两项性能后可以达到的最佳效果。9.在第一方面的一种可能的实现方式中,磁芯为铁粉芯。铁粉芯是一种金属磁粉芯,其成分是铁粉和绝缘介质。铁粉芯具有较好的温度稳定性和较高的饱和度,并且相对于其他可选磁芯成本更低。有利于降低电感元件制备的成本。10.在第一方面的一种可能的实现方式中,磁芯的材料包括羰基铁粉、非晶粉和环氧树脂中的一种或多种。磁芯的材料包括70%-100%的羰基铁粉,羰基铁粉的d50为4μm,0-30%的非晶粉,非晶粉的d50为15μm,环氧树脂包括主剂和辅剂,其中主剂有效固含量在1.5%-2.2%之间。d50是指一个样品的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径。通过设置磁芯的组成材料进一步提高磁芯的饱和度,有利于电感元件小型化的发展。11.在第一方面的一种可能的实现方式中,磁芯上用于绕设线材的部分的截面边缘长度大于或者等于2.4mm,且小于或者等于3.2mm。通过将线材卷绕磁芯的长度设置在一定范围内,进而均衡电感元件的电感值和内阻值,能够在内阻较小的情况下提高电感值,并且电感元件的体积保持不变。或者,能够在内阻较小的情况下进一步缩小体积,并且电感元件的电感值保持不变。有利于电感元件小型化的发展。12.在第一方面的一种可能的实现方式中,磁芯上用于绕设线材的部分的截面包括第一区域、第二区域和第三区域;第一区域为矩形区域,第一区域包括相对的第一边和第二边;第二区域和第三区域均为半圆形区域,第二区域位于第一边远离第二边的一侧,且第一边形成第二区域的直边,第三区域位于第二边远离第一边的一侧,且第二边形成第三区域的直边。第二区域和第三区域的半圆形直径可以与第一区域的矩形的宽边相等,第二区域和第三区域的半圆形分别与第一区域的矩形长边相切。通过将磁芯设置成三个区域,并且第二区域和第三区域通过平滑过渡的方式设置于第一区域的两侧。当线材卷绕于磁芯上时,既可以扩大线材与磁芯之间的接触面积,又可以紧密贴合于磁芯表面,并且线材的弯折处较少,避免了线材卷绕时的损坏,延长线材的使用寿命。13.在第一方面的一种可能的实现方式中,磁芯的截面的长度大于或者等于0.7mm,且小于或者等于0.9mm,磁芯的截面的宽度大于或者等于0.5mm,且小于或者等于0.7mm。通过设置磁芯的形状大小,均衡电感值和内阻值,使电感元件在较小体积时具备较高的电感值,有利于电感元件小型化的发展。14.在第一方面的一种可能的实现方式中,磁芯的长度小于或者等于0.3mm。将磁芯的高度控制在小于或者等于0.3mm,可以在满足电感值的前提前,进一步缩小电感元件的体积,有利于电感元件小型化的发展。15.第二方面,本技术还提供一种电感元件,包括基板、磁芯和线材,磁芯固定于基板上,磁芯的磁导率大于或者等于21h/m,且小于或者等于26h/m,磁芯的磁通密度大于或者等于0.8t,且小于或者等于1.1t;线材绕设于磁芯上。通过将磁芯的磁导率与磁通密度设置在上述范围内,可以均衡电感元件的饱和度与有效磁路面积。也就是说,磁芯的磁导率在上述范围内时,磁芯的饱和度可以达到最小体积的最高饱和度,有效均衡磁芯体积与饱和度,这里说的最小体积并不是磁芯制作时所能达到的最小体积,最高饱和度也不是磁芯制作时所能达到的最高饱和度,而是均衡饱和度和磁芯体积两项性能后可以达到的最佳效果。16.在第二方面的一种可能的实现方式中,磁芯为铁粉芯。铁粉芯是一种金属磁粉芯,其成分是铁粉和绝缘介质。铁粉芯具有较好的温度稳定性和较高的饱和度,并且相对于其他可选磁芯成本更低。有利于降低电感元件制备的成本。17.在第二方面的一种可能的实现方式中,磁芯的材料包括羰基铁粉、非晶粉和环氧树脂中的一种或多种。磁芯的材料包括70%-100%的羰基铁粉,羰基铁粉的d50为4μm,0-30%的非晶粉,非晶粉的d50为15μm,环氧树脂包括主剂和辅剂,其中主剂有效固含量在1.5%-2.2%之间。d50是指一个样品的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径。通过设置磁芯的组成材料进一步提高磁芯的饱和度,有利于电感元件小型化的发展。18.在第二方面的一种可能的实现方式中,基板包括相对的第一表面和第二表面;磁芯固定于基板的第一表面;基板的第二表面设有第一电极和第二电极,线材的两端分别与第一电极和第二电极电连接。当第一电极和第二电极通电时,电流流经线材,在线材的周围产生一定的电磁场。19.在第二方面的一种可能的实现方式中,磁芯上用于绕设线材的部分的截面边缘长度大于或者等于2.4mm,且小于或者等于3.2mm。通过将线材卷绕磁芯的长度设置在一定范围内,进而均衡电感元件的电感值和内阻值,能够在内阻较小的情况下提高电感值,并且电感元件的体积保持不变。或者,能够在内阻较小的情况下进一步缩小体积,并且电感元件的电感值保持不变。有利于电感元件小型化的发展。20.在第二方面的一种可能的实现方式中,磁芯上用于绕设线材的部分的截面包括第一区域、第二区域和第三区域;第一区域为矩形,第二区域和第三区域均为圆弧形,圆弧形的弦长与矩形的宽相等,且圆弧形的直边分别设置于矩形的不同宽边上。第二区域和第三区域的半圆形直径可以与第一区域的矩形的宽边相等,第二区域和第三区域的半圆形分别与第一区域的矩形长边相切。通过将磁芯设置成三个区域,并且第二区域和第三区域通过平滑过渡的方式设置于第一区域的两侧。当线材卷绕于磁芯上时,既可以扩大线材与磁芯之间的接触面积,又可以紧密贴合于磁芯表面,并且线材的弯折处较少,避免了线材卷绕时的损坏,延长线材的使用寿命。21.在第二方面的一种可能的实现方式中,磁芯的截面的长度大于或者等于0.7mm,且小于或者等于0.9mm,磁芯的截面的宽度大于或者等于0.5mm,且小于或者等于0.7mm。通过设置磁芯的形状大小,均衡电感值和内阻值,使电感元件在较小体积时具备较高的电感值,有利于电感元件小型化的发展。22.在第二方面的一种可能的实现方式中,磁芯的长度小于或者等于0.3mm。将磁芯的高度控制在小于或者等于0.3mm,可以在满足电感值的前提前,进一步缩小电感元件的体积,有利于电感元件小型化的发展。23.第三方面,本技术还提供一种电感元件,包括基板、磁芯和线材。磁芯固定于基板上;线材绕设于磁芯上,磁芯上用于绕设线材的部分的截面边缘长度大于或者等于2.4mm,且小于或者等于3.2mm。通过将线材卷绕磁芯的长度设置在一定范围内,进而均衡电感元件的电感值和内阻值,能够在内阻较小的情况下提高电感值,并且电感元件的体积保持不变。或者,能够在内阻较小的情况下进一步缩小体积,并且电感元件的电感值保持不变。有利于电感元件小型化的发展。24.在第三方面的一种可能的实现方式中,磁芯上用于绕设线材的部分的截面包括第一区域、第二区域和第三区域;第一区域为矩形,第二区域和第三区域均为圆弧形,圆弧形的弦长与矩形的宽相等,且圆弧形的直边分别设置于矩形的不同宽边上。第二区域和第三区域的半圆形直径可以与第一区域的矩形的宽边相等,第二区域和第三区域的半圆形分别与第一区域的矩形长边相切。通过将磁芯设置成三个区域,并且第二区域和第三区域通过平滑过渡的方式设置于第一区域的两侧。当线材卷绕于磁芯上时,既可以扩大线材与磁芯之间的接触面积,又可以紧密贴合于磁芯表面,并且线材的弯折处较少,避免了线材卷绕时的损坏,延长线材的使用寿命。25.在第三方面的一种可能的实现方式中,磁芯的截面的长度大于或者等于0.7mm,且小于或者等于0.9mm,磁芯的截面的宽度大于或者等于0.5mm,且小于或者等于0.7mm。通过设置磁芯的形状大小,均衡电感值和内阻值,使电感元件在较小体积时具备较高的电感值,有利于电感元件小型化的发展。26.在第三方面的一种可能的实现方式中,磁芯的长度小于或者等于0.3mm。将磁芯的高度控制在小于或者等于0.3mm,可以在满足电感值的前提前,进一步缩小电感元件的体积,有利于电感元件小型化的发展。27.在第三方面的一种可能的实现方式中,基板包括相对的第一表面和第二表面;磁芯固定于基板的第一表面;基板的第二表面设有第一电极和第二电极,线材的两端分别与第一电极和第二电极电连接。当第一电极和第二电极通电时,电流流经线材,在线材的周围产生一定的电磁场。28.在第三方面的一种可能的实现方式中,线材的截面呈矩形,线材的截面的长度大于或者等于0.11mm,且小于或者等于0.15mm,线材的截面的宽度大于或者等于0.08mm,且小于或者等于0.12mm,线材的截面的长度和宽度的比值小于1.3。通过设置线材的长度与宽度,使线材的尺寸能够适应小型化的电感元件,不仅可以提升电感元件的电感值,也有利于电感元件小型化的发展。29.在第三方面的一种可能的实现方式中,线材在磁芯上卷绕的圈数大于或者等于3.5圈,且小于或者等于5.5圈。线材卷绕的圈数越多电感元件的电感值就越大,但是,线材卷绕的圈数越多电感元件的有效磁路长度也越大,也就是电感元件的内阻会增大,进而又会降低电感元件的电感值。因此,通过设置线材在磁芯上的卷绕圈数的范围,可以均衡电感值与电感元件内阻值。既可以满足提高电感元件电感值的要求,又可以满足电感元件小型化发展的要求。30.第四方面,本技术还提供一种电子设备,包括上述的电感元件。31.由于本技术实施例提供的电子设备包括如上任一技术方案的电感元件,因此二者能够解决相同的技术问题,并达到相同的效果。附图说明32.图1为本技术一些实施例提供的电子设备的爆炸图;33.图2为本技术一些实施例提供的电子设备中的开关电源电路图;34.图3为本技术一些实施例提供的电感元件的结构示意图;35.图4为本技术一些实施例提供的基板的结构示意图;36.图5为本技术一些实施例提供的线材的展开示意图;37.图6为图5中沿剖面线a-a的剖面图;38.图7为本技术一些实施例提供的电感元件的磁路图;39.图8为图7中沿剖面线b-b的其中一个剖视图;40.图9为图7中沿剖面线b-b的另一个剖视图;41.图10为本技术一些实施例提供的电感元件经过冷压的结构示意图;42.图11为本技术一些实施例提供的电感元件卷绕线材后的结构示意图;43.图12为本技术一些实施例提供的电感元的热压示意图。具体实施方式44.在本技术实施例中,术语“第一”、“第二”“第三”和“第四”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”“第三”和“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。45.在本技术实施例中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。46.在本技术实施例中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”应做广义理解,例如,“连接”可以是可拆卸地连接,也可以是不可拆卸地连接;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接连接。其中,“固定连接”是指彼此连接且连接后的相对位置关系不变。“转动连接”是指彼此连接且连接后能够相对转动。“滑动连接”是指彼此连接且连接后能够相对滑动。47.在本技术实施例中,需要说明的是,描述“平行”、“垂直”均表示允许一定误差范围内的大致平行和大致垂直,该误差范围可以为偏差角度小于或者等于5°、8°或者10°的范围。48.本技术提供一种电子设备,该电子设备可以为用户设备(userequipment,ue)或者终端设备(terminal)等。例如,电子设备可以为显示终端、路由器、个人数字处理(personaldigitalassistant,pda)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备、车载设备、可穿戴设备、虚拟现实(virtualreality,vr)终端设备、增强现实(augmentedreality,ar)终端设备、工业控制(industrialcontrol)中的无线终端、无人驾驶(selfdriving)中的无线终端、远程医疗(remotemedical)中的无线终端、智能电网(smartgrid)中的无线终端、运输安全(transportationsafety)中的无线终端、智慧城市(smartcity)中的无线终端、智慧家庭(smarthome)中的无线终端等移动终端或固定终端。其中,显示终端包括但不限于智慧屏、平板电脑(portableandroiddevice,pad)、笔记本电脑、台式电脑、电视机、投影仪等设备。以下为了方便说明,均是以该电子设备为手机为例进行的举例说明。49.请参阅图1,图1为本技术一些实施例提供的电子设备的爆炸图。在本实施例中,电子设备100为手机。电子设备100可以包括屏幕101、中框102、后壳103以及固定在中框102上的电路板104。电路板104可以是印刷电路板(printedcircuitboard,pcb)。50.请参阅图2,图2为本技术一些实施例提供的电子设备中的开关电源电路图。上述电子设备100还包括至少一个开关电源电路200,该开关电源电路200设置于上述电路板104上。例如,该开关电源电路200可以为降压开关电路,该开关电源电路200的输入端ui与电子设备100中的电池相耦接,输出端uo与电路板104上的一些芯片相耦接,例如,系统级芯片(systemonchip,soc)、中央处理器,或者图形处理器(graphicsprocessingunit,gpu)等。该降压开关电路用于对电池的电压进行转换,例如,降压处理后作为工作电压提供至上述各个芯片。51.请继续参阅图2,其中,开关电源电路200包括电感元件300、开关管q、二极管d以及电容co。开关管q可以为晶体管。该开关管q的第一极,例如源极(source,s)与开关电源电路200的输入端ui耦接,该开关电源电路200的输入端ui可以与电源相耦接,例如电池的正极。开关管q的第二极,例如漏极(drain,d)与电感元件300的第一端电极相耦接。电感元件300的第二端电极与开关电源电路200的输出端uo相耦接。开关管q的栅极(gate,g)用于接收控制信号,该控制信号可以控制开关管q的导通和截止。此外,二极管d的阴极(cathode,c)与电感元件300的第一端电极相耦接,阳极(anode,a)与电源,例如上述电池的负极相耦接。电容co的第一端与开关电源电路200的输出端uo相耦接,第二端与电源相耦接,例如上述电池的负极。电感元件300具有储能、滤波的作用。当开关管q导通时,电感元件300充电。当开关管q截止时,电感元件300放电,并通过电容co持续向各个芯片提供稳定的工作电压。52.需要说明的是,图2是以开关电源电路200包括一个电感元件300为例进行的说明。在本技术的另一些实施例中,开关电源电路200还可以包括至少两个电感元件300。此外,该开关电源电路200中的开关管q、二极管d可以集成于dc-dc的控制芯片中。53.以上实施例的文字部分和附图部分均是以电感元件300在开关电源电路200的连接方式为例进行的说明,这并不能认为是对本技术构成的特殊限制。电感元件300还可以设置于其他电路中,例如,也能够用于调谐电路、滤波电路、整流滤波电路等。此处不作过多赘述。54.下面对电感元件300进行详细说明。55.请参阅图3,图3为本技术一些实施例提供的电感元件的结构示意图。本技术提供一种电感元件300,电感元件300可以包括基板10、磁芯20和线材30,磁芯20固定于基板10上,线材30绕设于磁芯20上。56.基板10在电感元件300中可以起到支撑固定的作用,电感元件300可以通过基板10固定于电路板104上。基板10由绝缘材料组成,例如,基板10的材料可以包括硼硅酸玻璃、铁素体、树脂。基板10可以为圆形板、椭圆形板、矩形板、异形板等多种。以下各实施例的文字部分和附图部分均是以基板10为矩形为例进行的说明,这并不能认为是对本技术构成的特殊限制。57.在此基础上,为了便于下文各实施例的描述,建立xyy坐标系。具体的,定义基板10的长度方向为x轴方向,基板10的宽度方向为z轴方向,基板10的厚度方向为y轴方向。可以理解的是,基板10的坐标系设置可以根据实际需要进行灵活设置,在此不做具体限定。58.请继续参阅图3,基板10还用于固定磁芯20。具体的,磁芯20可以固定于基板10的表面。进一步的,磁芯20也可以固定于基板10的中心位置。磁芯20可以包括各种氧化铁混合物,通过各种氧化铁混合物组成烧结磁性金属氧化物。例如,锰-锌铁氧体和镍-锌铁氧体是典型的磁芯体材料。锰-锌铁氧体具有高磁导率和高磁通密度的特点,且具有较低损耗的特性。镍-锌铁氧体具有极高的阻抗率、不到几百的低磁导率等特性。在使用时,可以根据不同的使用条件选择不同材料的磁芯20。59.磁芯20是突出于基板10表面的柱体。具体的,磁芯20的截面形状可以是圆形、椭圆形、矩形、异形等各种几何图形,在此不作具体限定。60.请继续参阅图3,磁芯20上绕设有线材30。线材30呈螺旋状卷绕于磁芯20上。线材30的材料可以是铜。当有电流流过线材30时,就会在线材30的周围产生一定的电磁场。线材30的表面可以裹有一层绝缘漆,不仅起到绝缘作用,也可以节省空间。61.请一同参阅图3和图4,图4为本技术实施例提供的基板10的结构示意图。在一些实施例中,具体的,基板10包括相对的第一表面11和第二表面12,磁芯20固定于基板10的第一表面11;基板10的第二表面12设有第一电极121和第二电极122,线材30的两端分别与第一电极121和第二电极122电连接。当第一电极121和第二电极122通电时,电流流经线材30,在线材30的周围产生一定的电磁场。62.线材30的截面形状以及截面大小将会影响电感元件300电路中的电阻值,同样也会影响电感元件300的有效面积值,进而影响电感元件300的电感值。当线材截面面积增大时,可以增大电感元件300的品质因数。但是,线材30截面面积增大的同时,电感元件300面积也会增大,不利于电感元件300小型化发展。因此,线材30的形状大小需要平衡多项性能,以确保电感元件300的多项性能都得以均衡提升。63.基于电感值的计算公式,如公式一:64.l/l0=μ×n2×s÷qꢀꢀꢀꢀ公式一65.其中,l为仿真电感值,l0为计算电感值,μ为磁导率,n为线材绕线圈数,s为有效磁路面积,q为有效磁路长度。66.基于有效磁路长度q的计算公式,如公式二:67.q=4×wf+wh×(n+2)ꢀꢀꢀꢀꢀ公式二68.其中,wf为线材截面的长,wh为线材截面的宽,n为线材绕线圈数。线材截面的长和宽的位置请参阅图5和图6,图5为本技术一些实施例提供的线材30的展开示意图。图6为图5中沿剖面线a-a的剖面图。其中,线材截面是指沿垂直于线材长度方向的剖面线a-a的截面。69.基于有效磁路面积s的计算公式,如公式三:70.s=min(s1,s2,s3,s4)ꢀꢀꢀꢀꢀ公式三71.其中,s1为磁芯面积,s2为基板面积,s3为上肉端面积,s4为胶边缘面积。72.请参阅图7,图7为本技术一些实施例提供的电感元件的磁路图。电磁场是以磁芯20为中心向磁芯20的两侧散发,然后再回到磁芯20的闭环磁路。当线材30中通入电流时,线材30可以形成多条甚至无数条电磁场的闭环磁路。其中,磁芯面积s1是指磁路经过磁芯20的面积,即磁芯20横截面的面积。基板面积s2是指磁路经由基板10回至磁芯20时,磁路在基板10上的面积。上肉端面积s3是指磁路从磁芯20向磁芯20两侧散发时,在平面a2和平面a3上的投影面积,平面a2和a3是垂直于基板10并且平行于磁芯20的平面,即平行于yz平面的平面。胶边缘面积s4是指磁路从磁芯20顶部向基板10散发时,在平面a1上的投影面积,平面a1是平行于基板10并且垂直于磁芯20的平面,即平行于xy平面的平面。73.在一些实施例中,请返回继续参阅图6,线材30的截面呈矩形,线材30的截面的长度wf大于或者等于0.11mm,且小于或者等于0.15mm,线材30的截面的宽度wh大于或者等于0.08mm,且小于或者等于0.12mm,线材30的截面的长度wf与宽度wh的比值小于1.3。在其他参数一定的情况下,通过设置线材30的长度wf与宽度wh,使线材30的尺寸能够适应小型化的电感元件300,不仅可以提升电感元件300的电感值,也有利于电感元件300小型化的发展。74.在一些实施例中,线材30在磁芯20上卷绕的圈数大于或者等于3.5圈,且小于或者等于5.5圈。通过公式一可以得出线材30卷绕的圈数越多电感元件300的电感值l就越大,但是,线材30卷绕的圈数越多电感元件300的有效磁路长度q也越大,也就是电感元件300的内阻会增大,进而又会降低电感元件300的电感值。因此,通过设置线材30在磁芯20上的卷绕圈数的范围,可以均衡电感值与电感元件内阻值。既可以满足提高电感元件300电感值的要求,又可以满足电感元件300小型化发展的要求。75.当电感元件300上流过的电流逐渐增大时,磁芯20会逐渐进入饱和状态,电感值l会逐渐下降。当磁芯20完全饱和时,电感值l会下降到相当于空心绕线的很小的感值。因此,电感元件300的饱和度也是一项重要性能。基于电感元件300饱和度的计算公式,如公式四:76.isat/isat0=n×b×s÷l=b×q÷μ÷nꢀꢀꢀꢀ公式四77.其中,isat为计算饱和度,isat0为仿真饱和度,b为磁通密度,μ为磁导率,n为线材绕线圈数,q为有效磁路长度,s为有效磁路面积。78.通过公式四可以得出电感元件300的饱和度与电感元件300的磁导率μ和磁通密度b成正比,也就是说,电感元件300的磁导率μ与磁通密度b越高电感元件300的饱和度越高。电感元件300的饱和度提高后,电感元件300可以在原本体积下进一步提高电感值l。或者,在保持原本电感值l不变的情况下,可以进一步减小电感元件300的体积,有利于电感元件300小型化的发展。79.在一些实施例中,磁芯20的磁导率μ设置成大于或者等于21h/m,且小于或者等于26h/m,磁芯20的磁通密度b设置成大于或者等于0.8t,且小于或者等于1.1t。通过将磁芯20的磁导率μ与磁通密度b设置在上述范围内,可以均衡电感元件300的饱和度与有效磁路面积s。也就是说,磁芯20的磁导率μ在上述范围内时,磁芯20的饱和度可以达到最小体积的最高饱和度,有效均衡磁芯20体积与饱和度,这里说的最小体积并不是磁芯20制作时所能达到的最小体积,最高饱和度也不是磁芯20制作时所能达到的最高饱和度,而是均衡饱和度和磁芯20体积两项性能后可以达到的最佳效果。80.在一些实施例中,磁芯20为铁粉芯。铁粉芯是一种金属磁粉芯,其成分是铁粉和绝缘介质。铁粉芯具有较好的温度稳定性和较高的饱和度,并且相对于其他可选磁芯20成本更低。有利于降低电感元件300制备的成本。81.在一些实施例中,磁芯20的材料包括羰基铁粉、非晶粉和环氧树脂中的一种或多种。具体的,磁芯20的材料包括70%-100%的羰基铁粉,羰基铁粉的d50为4μm,0-30%的非晶粉,非晶粉的d50为15μm,环氧树脂包括主剂和辅剂,其中主剂有效固含量在1.5%-2.2%之间。d50是指一个样品的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径。通过设置磁芯20的组成材料进一步提高磁芯20的饱和度,有利于电感元件300小型化的发展。82.在一些实施例中,电感元件300的电感值l越大,内阻越大。磁芯20上用于绕设线材30的部分的截面边缘长度大于或者等于2.4mm,且小于或者等于3.2mm。也就是说,线材30卷绕磁芯20的长度大于或者等于2.4mm,且小于或者等于3.2mm。通过将线材30卷绕磁芯20的长度设置在一定范围内,进而均衡电感元件300的电感值l和内阻值,能够在内阻较小的情况下提高电感值l,并且电感元件300的体积保持不变。或者,能够在内阻较小的情况下进一步缩小体积,并且电感元件300的电感值l保持不变。有利于电感元件300小型化的发展。83.请参阅图8,图8为图7中沿剖面线b-b的其中一个剖视图。在一些实施例中,磁芯20上用于绕设线材30的部分的截面包括第一区域31、第二区域32和第三区域33。第一区域31为矩形区域,第一区域31包括相对的第一边311和第二边312。第二区域32和第三区域33均为半圆形区域,第二区域32位于第一边311远离第二边312的一侧,且第一边311形成第二区域32的直边,第三区域33位于第二边312远离第一边311的一侧,且第二边312形成第三区域33的直边。第一边311和第二边312可以是第一区域31的矩形的宽边,也就是说,第二区域32和第三区域33的半圆形直径可以与第一区域31的矩形的宽边相等,第二区域32和第三区域33的半圆形分别与第一区域31的矩形长边相切。通过将磁芯20设置成三个区域,并且第二区域32和第三区域33通过平滑过渡的方式设置于第一区域31的两侧。当线材30卷绕于磁芯20上时,既可以扩大线材30与磁芯20之间的接触面积,又可以紧密贴合于磁芯20表面,并且线材30的弯折处较少,避免了线材30卷绕时的损坏,延长线材30的使用寿命。84.请参阅图9,图9为图7中沿剖面线b-b的另一个剖视图。在一些实施例中,第一边311和第二边312可以是第一区域31的矩形的长边,也就是说,第二区域32和第三区域33的半圆形直径可以与第一区域31的矩形的长边相等,第二区域32和第三区域33的半圆形分别与第一区域31的矩形宽边相切。通过将磁芯20设置成三个区域,并且第二区域32和第三区域33通过平滑过渡的方式设置于第一区域31的两侧。当线材30卷绕于磁芯20上时,既可以扩大线材30与磁芯20之间的接触面积,又可以紧密贴合于磁芯20表面,并且线材30的弯折处较少,避免了线材30卷绕时的损坏,延长线材30的使用寿命。85.请继续参阅图9,在一些实施例中,磁芯20的截面的长度mf大于或者等于0.7mm,且小于或者等于0.9mm,磁芯的截面的宽度mw大于或者等于0.5mm,且小于或者等于0.7mm。线材30卷绕与磁芯20上,因此,磁芯20的形状大小直接影响线材30卷绕部分的长度。通过设置磁芯20的形状大小,均衡电感值l和内阻值,使电感元件300在较小体积时具备较高的电感值l,有利于电感元件300小型化的发展。86.在一些实施例中,磁芯20的长度小于或者等于0.3mm。磁芯20的长度是指磁芯20突出于基板10的第一表面11的高度。磁芯20的长度决定线材30卷绕圈数的极限。具体的,磁芯20的长度越大,线材30可以卷绕的圈数越多;磁芯20的长度越小,线材30可以卷绕的圈数越少。线材30卷绕的圈数越多,电感元件300的有效磁路长度q越大,电感值l越高。但是,磁芯20的长度增加时,电感元件300的体积也随之增大,不利于电感元件300小型化的发展。因此,将磁芯20的高度控制在小于或者等于0.3mm,可以在满足电感值l的前提前,进一步缩小电感元件300的体积,有利于电感元件300小型化的发展。87.一些实施例中,电感元件300可以是可拆分的,即基板10、磁芯20和线材30之间是可以拆分的。例如,通过销钉、螺钉、螺栓等连接方式把磁芯20连接于基板10上,线材30也可以通过卷绕的方式从磁芯20上拆卸。88.在一些实施例中,基板10、磁芯20和线材30是一体成型的。请参阅图10,图10为本技术一些实施例提供的电感元件经过冷压的结构示意图。基板10与磁芯20可以通过冷压的方式一体成型。请参阅图11,图11为本技术一些实施例提供的电感元件卷绕线材后的结构示意图。线材30卷绕在磁芯20上。请参阅图12,图12为本技术一些实施例提供的电感元的热压示意图。绕制好线材的磁芯20和基板10放置于设定好的模具40中,给模具40中加入磁性金属粉末,通过挤压、高温烘烤等程序即可将磁性金属粉末固化,得到一体成型的电感元件300。89.在一些实施例中,一体成型后的电感元件300的长宽高分别为1.51mm、1.31mm、0.6mm。具体的,基板10的长宽高分别为1.45mm、1.25mm、0.17mm。磁芯20卷绕线材30后,线材30与模具40内壁之间的距离为0.105mm。线材30截面的长度wf为0.12mm,线材30截面的宽度wh为0.1mm。线材30卷绕的圈数为5.75圈。电感元件300的磁导率μ为25h/m,磁通密度b为0.85t。磁芯20的周长为2.34779mm。通过公式一至公式四以及仿真得出结果,有效磁路长度q为1.2925mm,有效磁路面积s为0.39912387mm2。电感元件300的饱和度为6.08487953a。电感元件300的电感值l为0.321h。本实施例针对改善小型电感元件的性能,使得电感元件在小尺寸的前提下,使电感元件300能够达到大电流6a以上,突破现有技术中的5.3a极限。进一步促进电感元件300小型化的发展。90.在本说明书的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。91.最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本技术的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页12当前第1页12
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1