一种全屏蔽组合合金电感以及制备方法与流程

本发明涉及电感领域，特别是涉及一种全屏蔽组合合金电感以及制备方法。

背景技术：

1、电感的结构类似于变压器，一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁芯或铁芯等组成。如果电感器在没有电流通过的状态下，电路接通时它将试图阻碍电流流过它；如果电感器在有电流通过的状态下，电路断开时它将试图维持电流不变。

2、电感使用过程中会发生损耗，损耗主要分为铜线的损耗和磁芯的损耗，其中铜线的损耗主要包含的因素有趋肤效应，以及生产过程中因线伤带来的问题。磁芯的损耗主要是因涡流效应受热引起的损耗。同样，电感在使用中必然都是会发热的，由于电感会产生较大的瞬时电流，从而产生较大热量，这会导致磁芯和导线上的热量一直存在，热量积累会对电感造成更严重的损害。电感的电流偏小和温度等级不高，对电感的耐热和散热性不佳。

3、因此，现有的电感使用中存在铜线损耗和磁芯损耗的问题，以及存在热量散除不便带来的问题，为此，我们提出一种全屏蔽组合合金电感以及制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种全屏蔽组合合金电感以及制备方法，可以有效解决背景技术中提出的现有的电感使用中存在的铜线损耗和磁芯损耗的问题，以及存在的热量散除不便带来的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明为一种全屏蔽组合合金电感，包括线圈、屏蔽部件和导热部件，所述线圈内部开设有内孔，所述内孔中填充具有弹性的内芯，所述内芯和内孔的内壁黏合；

4、常见的圆形截面的导体，越靠近导体中心处，受到外面磁力线产生的自感电动势越大；越靠近表面处则不受其内部磁力线消长的影响，因而自感电动势较小，这就导致趋近导体表面处电流密度较大。由于自感电动势随着频率的提高而增加，趋肤效应亦随着频率提高而更为显著。当频率很高的电流通过导线时，可以认为电流只在导线表面上很薄的一层中流过，这等效于导线的截面减小，电阻增大，大大降低了导体材料的有效利用率。为了解决导线趋肤效应问题，现有方式中常使用多股细线并联代替单根导线来减低趋肤效应。趋肤效应也会造成导线的损耗。

5、本设计中线圈为开设有内孔的单根粗铜线管绕制而成，保证构成线圈的铜线管的截面积较大，能够容纳更大的电流通过，这尽量使得趋肤效应面积和导线截面面积相同。解决了趋肤效应问题，并提高了电感耐压性。且由于使用的是单根中空铜管，内部还设置了内芯对铜管内壁进行支撑和粘连，内芯优选为硅胶材料，形成的导线结构变形性好，更耐弯折，同时提高了导线抗拉能力和回复能力。避免了用多股细导线存在的容易因挤压、弯折、磕碰、线与线之间拉扯中彼此摩擦等导致的线伤的问题。因此也避免了层间短路、开路以及耐压不良等的情况。同时这也增大了导线直径，使得散热面积变大，因此加快线圈散热。

6、所述屏蔽部件包括屏蔽罩、设置在屏蔽罩内部的环形磁芯、形成层和树脂层，所述形成层包裹在环形磁芯的外侧面，所述形成层的外侧面开设有螺旋形的绕线槽，所述线圈缠绕在绕线槽中，所述树脂层中掺混有磁性粉，包覆在形成层和线圈外侧面；

7、本设计中，电感中线圈采用双绕组结构。屏蔽罩用于屏蔽高频交变磁场，使屏蔽罩内外的高频交变磁场不能形成穿透，降低磁场干扰。屏蔽罩做绝缘处理。环形磁芯用于约束磁力线，磁力线集中在环形磁芯，使得线圈在较少的匝数下，就可以有很大的感量。在环形磁芯外增设掺混磁性粉的树脂层，能进一步“锁住”大部分的电磁场。掺混磁性粉的树脂层的设置，成本低，作用明显。其中形成层为导热的柔性材料，并用于增设绕线槽，绕线槽增大了导线和树脂层的接触面积，固定导线位置，避免导线形成缠绕挤压，不会造成错乱，使得绕线均匀，进一步降低趋肤效应。形成层并对线圈形成进一步的保护，避免划伤、碰撞等问题，不易造成线伤。该设计方便绕线，又提高了电感品质。

8、所述环形磁芯的内部中间开设有空腔，所述导热部件包括进气管、导流管和散热管，所述进气管的一端贯穿屏蔽罩和树脂层，且与环形磁芯的一侧底部固定连接，所述进气管的出气端和空腔连通，所述导流管底端贯穿屏蔽罩和树脂层，且与环形磁芯的顶部固定连接，所述导流管的进气端和空腔连通，所述散热管的进气端和导流管的出气端连通，所述散热管的出气端和屏蔽罩的一侧下方固定连接，且散热管和屏蔽罩内部连通，所述线圈产生的热量对屏蔽罩和树脂层中间的空气加热，以及对空腔中的空气加热，所述屏蔽罩和树脂层中间的空气受热后向上流到外界，所述空腔中的空气受热后进入导流管和散热管，最后屏蔽罩和树脂层中间的空间形成烟囱效应。

9、散热管的底端和屏蔽罩插接，顶端和导流管插接。工作时，线圈发热，且线圈通过高频电流产生高频磁场会引起环形磁芯的涡流效应。环形磁芯的内部中间开设空腔，能够缓减涡流效应，降低涡流造成的损耗，同时使得环形磁芯的内部不会受热过快。线圈缠绕在环形磁芯的周围，且有一定长度，环形磁芯温度升高后，空腔中气体温度升高，热空气上浮，热空气在空腔中持续上升过程中，被持续加热；同时，屏蔽罩和树脂层中间的空气同样被持续加热，出现上浮的现象，使得进气管出气端气压减小，散热管的底端出气口气压减小，使得外界冷空气通过进气管进入空腔中，散热管中空气进入屏蔽罩和树脂层中间的空间。气流具体流动为：外界空气通过进气管进入空腔中，空腔先后进入导流管和散热管，在散热管中进行散热后，接着进入屏蔽罩和树脂层中间的空间，并从屏蔽罩的顶部排到外界。其中在散热管中热气散热后气体体积降低，方便气体下沉，降低了散热管上方的气压，更方便空腔在气体进入散热管。

10、本实施例中，是一个利用线圈和环形磁芯产生的热量，对进行加热，空气受热后发生的自动循环的过程，无需其他装置介入即可完成的自发散热操作，线圈和环形磁芯产生的热量越高，空气流动越快。过程不需要额外消耗能量，优化了装置的散热，使得散热效果更好。通过对屏蔽罩和树脂层中间的空间以及空腔形成连通，对屏蔽罩和树脂层中间的空间以及空腔进行加热，利用空气受热上浮形成低压环境，形成了抽吸环境，使得空气的流动性大大增强。

11、优选地，所述树脂层整体为椭圆形结构，所述树脂层整体越靠近上方其边缘和屏蔽罩内壁的间距越小。热气上浮过程中，上方流动有效面积降低，便于提高气体流速，使得上方处于低压环境，能够保证气体流动性更好。

12、优选地，所述导热部件还包括出气管，所述出气管的底部进气端和屏蔽罩的顶部固定连接，且出气管和屏蔽罩内部连通，所述出气管的内部为圆锥型结构，其顶部的开口小于底部的开口。出气管的内部为圆锥型结构，在气体流动过程中，同样降低了出气管的内部上方气压。

13、优选地，所述导热部件还包括散热片，所述散热片固定设置在散热管的中上部的侧面。散热片提高了散热管的散热效率，散热片为竖直安装，使得热空气上浮，方便热空气流走。散热片位于散热管的中上部，在散热管中上部热气散热后气体体积降低，方便气体下沉，降低了散热管上方的气压，更方便空腔在气体进入散热管。

14、优选地，所述屏蔽罩临近散热管的一侧固定设置有隔热板。隔热板便于避免热量传入屏蔽罩中。

15、优选地，所述散热管的侧面底部开设有连接孔，所述进气管卡合在连接孔的内部。进气管卡合在连接孔的内部，使得外界冷空气进入进气管后，能够对散热管底端出气口的气体降温，使得进入屏蔽罩和树脂层中间的空气温度更低。

16、优选地，所述屏蔽罩下方的罩壁内部固定设置有绝缘管，所述线圈的端部贯穿绝缘管，并伸到外界。对屏蔽罩和其上所设结构进行绝缘处理。

17、优选地，所述屏蔽罩包括相互卡合的罩箱和罩盖，所述屏蔽罩的底部固定设置有底座。底座方便装置安装。

18、优选地，所述出气管的内壁固定设置有多个支架，所述支架远离出气管的内壁的一端固定设置有隔热层，所述隔热层的上方开口内部固定设置有微型电机，所述微型电机的上方输出端固定设置有扇叶，所述屏蔽罩的内部固定设置有温度传感器，所述温度传感器位于树脂层的内侧上方。在温度传感器检测到屏蔽罩的内部温度达到阈值上限时，微型电机转动，带动扇叶向外界排出气体，便于提高气体循环流动速度，达到更快速散热的效果。微型电机和扇叶的设置，在本装置非竖直安装的情况下，通过扇叶的排气，使得本装置同样能起到很好的散热作用。

19、一种全屏蔽组合合金电感的制备方法，

20、所述环形磁芯采用nizncu铁氧体材料制成；

21、其中nizncu铁氧体材料组合充分后，进行球磨，将球磨后的浆料干燥，接着压制成型为环形坯体，坯体经烧结得到环形磁芯，对环形磁芯镀膜，进行绝缘和防锈处理。

22、镀膜采用纳米涂层包覆和金属离子溅射电极端子设计，解决环形磁芯生锈和破裂的问题。

23、本发明具有以下有益效果：

24、1、本发明，线圈为开设有内孔的单根粗铜线管绕制而成，保证构成线圈的铜线管的截面积较大，能够容纳更大的电流通过，这尽量使得趋肤效应面积和导线截面面积相同。解决了趋肤效应问题，并提高了电感耐压性。且由于使用的是单根中空铜管，内部还设置了内芯对铜管内壁进行支撑和粘连，内芯优选为硅胶材料，形成的导线结构变形性好，更耐弯折，同时提高了导线抗拉能力和回复能力。避免了用多股细导线存在的容易因挤压、弯折、磕碰、线与线之间拉扯中彼此摩擦等导致的线伤的问题。因此也避免了层间短路、开路以及耐压不良等的情况。同时这也增大了导线直径，使得散热面积变大，因此加快线圈散热。

25、2、本发明，屏蔽罩用于屏蔽高频交变磁场，使屏蔽罩内外的高频交变磁场不能形成穿透，降低磁场干扰。屏蔽罩做绝缘处理。环形磁芯用于约束磁力线，磁力线集中在环形磁芯，使得线圈在较少的匝数下，就可以有很大的感量。在环形磁芯外增设掺混磁性粉的树脂层，能进一步“锁住”大部分的电磁场。掺混磁性粉的树脂层的设置，成本低，作用明显。其中形成层为导热的柔性材料，并用于增设绕线槽，绕线槽增大了导线和树脂层的接触面积，固定导线位置，避免导线形成缠绕挤压，不会造成错乱，使得绕线均匀，进一步降低趋肤效应。形成层并对线圈形成进一步的保护，避免划伤、碰撞等问题，不易造成线伤。该设计方便绕线，又提高了电感品质。

26、3、本发明，环形磁芯的内部中间开设空腔，能够缓减涡流效应，降低涡流造成的损耗，同时使得环形磁芯的内部不会受热过快。利用线圈和环形磁芯产生的热量，对进行加热，空气受热后发生的自动循环的过程，无需其他装置介入即可完成的自发散热操作，线圈和环形磁芯产生的热量越高，空气流动越快。过程不需要额外消耗能量，优化了装置的散热，使得散热效果更好。通过对屏蔽罩和树脂层中间的空间以及空腔形成连通，对屏蔽罩和树脂层中间的空间以及空腔进行加热，利用空气受热上浮形成低压环境，形成了抽吸环境，使得空气的流动性大大增强。