[发明专利]扼流圈及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及感性器件制造领域，尤其涉及在电子电路、电力电路中发挥扼流、储能、滤波等作用的扼流圈及其制造方法。

背景技术

扼流圈的主要组成构件是磁心和绕组。其中，可用于制作磁心的磁性材料有硅钢、纳米晶、软磁铁氧体、金属磁粉心等，不同的磁性材料在不同的频段、不同的使用环境下各具特色。而可用于制造绕组的导线包含丝包线、漆包线、扁铜线、铜皮等，不同的导线有着一定的耐温等级和绝缘等级。

大功率的扼流圈需要具有大的工作电流，因此磁路中应具有较大的气隙，以保证磁心工作在非饱和区并能够保持电感量的线性度。然而，高频大电流将在气隙处产生交变杂散磁场，且该磁场会引起气隙附近绕组导线的涡流效应加剧，从而在气隙附近形成发热点，这容易导致绝缘受损、绕组短路并使用寿命缩短等各种问题。此外，该磁场会对电路中其他元器件形成电磁干扰，从而影响电器产品的正常工作。因此，有必要对磁路中集中的气隙进行均匀分布，从而出现了金属磁粉心。

金属磁粉心是将磁性颗粒进行粉末绝缘处理，然后压制成型，经退火处理后喷涂形成产品。由于成型压力大，金属磁粉心一般压制成环型。在小电流情况下，可以通过手工或者环形绕线机把圆形导线绕制在环型磁心上，以得到需要的电感量。但在大电流情况下，由于所需导线截面积太大，这时需要利用一定规格的铜箔来作绕组。由于环型的结构非常不便于绕制铜箔，于是出现了EE型磁心，但目前在工艺上仍难以实现大规格的EE型磁心。

随着人们对绕组本身的分布参数以及磁心引起的电磁污染的认识越来越多，减小电磁干扰(EMI)逐渐成为产品设计时的关键因素，于是大体积的罐型磁心应运而出。罐型磁心的特殊结构形成了封闭磁路，能够很好地屏蔽杂散磁场。但由于罐型成型工艺难度太大，既不利于批量化生产，更是难以实现更大规格的罐型磁心。此外，在利用铜箔制作绕组以实现大电流的情况下，不好处理罐型磁心中绕制铜箔的引出线。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的至少在于合理发挥不同磁性材料的优势进行磁路组合，以能够实现线性度好、电磁干扰低、功耗低的扼流圈。

为了实现上述目的，本发明提供了一种包括磁心和绕组的扼流圈，其中所述磁心包括：底部；中心柱，其位于所述底部上，并且其上绕有所述绕组；至少两个侧部，其分别以与所述中心柱大致平行的方式接触所述底部的外周；以及顶部，其以与所述侧部接触的方式位于所述中心柱的上端处，并且，所述中心柱采用的磁性材料的饱和磁通密度比所述侧部采用的磁性材料的饱和磁通密度大，所述中心柱的截面积相应地比所述侧部的截面积小。

对于上述扼流圈，优选地，所述中心柱采用的磁性材料的饱和磁通密度约为所述侧部采用的磁性材料的饱和磁通密度的2倍～3倍，并由此使得所述中心柱的截面积约为所述侧部的截面积的1/3～1/2。进一步，所述中心柱优选采用高饱和磁通密度的金属磁粉心或纳米晶材料；而所述侧部优选采用磁导率较大的功率铁氧体材料，或者根据产品具体要求，必要时也可选择金属磁粉心或者纳米晶材料。

对于上述扼流圈，优选地，所述底部与所述中心柱、所述底部与所述侧部、所述顶部与所述中心柱以及所述顶部与所述侧部之间通过例如环氧树脂的粘结胶粘结，从而构成所述磁心的封闭磁路。

对于上述扼流圈，优选地，所述底部、所述侧部和/或所述顶部各自包括至少一个块型的磁性材料。进一步，所述中心柱包括至少一个块型或圆柱型的磁性材料。

对于上述扼流圈，优选地，所述绕组采用铜箔绕制而成。进一步，所述铜箔绕组的起尾端焊接有镀镍铜牌，且所述铜牌从所述壳体未封闭的一侧引出。

对于上述扼流圈，优选地，所述扼流圈还包括用于容纳所述磁心和所述绕组的壳体，并通过对所述壳体进行真空灌封导热胶来将所述磁心和所述绕组固定在所述壳体内。

对于上述扼流圈，优选地，所述壳体是采用例如铝的金属材料制成的。