专利名称：具有改善的芯体特性的电感部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有绕组和芯体的电感部件。
背景技术：
电感部件例如扼流圈、变压器和变换器在电气和电子电路中被广泛应用。电感部件的电气特性依赖于它的结构和绕组及芯体的特性。希望的电感特性例如能够通过适宜地选择或者配合绕组和/或磁导率实现。磁导率能够通过大的气隙减小，然而这会提高气隙中的漏磁通和由此产生的损失。特别是这适合改善磁性芯体的特性。
发明内容
设计有一种带有绕组和芯体的电感部件，该芯体包括多个芯体区，它们包含多种不同的磁性材料。该电感部件就绕组而言在芯体上包括单层的和多层的绕组以及还包括多个这样的绕组之一。优选不同的磁性材料具有不同的磁特性。术语“不同的磁性材料”这样理解，它包含至少两种不同磁性材料，或者它包含一种物理化学组成的材料，其分区域具有不同的磁材料参数。所述参数例如可以关于区域的运行条件优化。这种磁性芯体基本上可以包括每一种芯体形状，也即例如具有字母C、U、E、P、X的芯体形状、环形芯体以及另外的芯体形状或者从中导出的芯体形状。然而特别有利的是在具有中间圆柱或者中间凸台的芯体形状的情况下应用本发明。作为其他的芯体区在这一方面理解为边腿和将其与中间凸台连接的磁轭区。通常完整的芯体可以由两个半芯体组成， 它们各包括边腿、磁轭和中间凸台。可替选的方案是，芯体可以包括中间凸台和分开的外芯体部分。可以想到分开的其他形式。在电感部件的芯体中，中间凸台自身包含不同的材料，或者中间凸台包含与芯体其他区域不同的磁性材料，或者芯体用两种可替选方案的组合构造。这里在一种优选的实施方式中不同的材料被分层，其层以交替的顺序例如在中间圆柱的轴线方向上一个接着一个设置。这些层可以是圆片状并且交替地包含具有高磁导率的层和不具有或者具有低磁导率的层。另一种优选的实施方式包含用与其他芯体区的磁性材料不同的磁性材料组成的中间凸台。再一种优选的实施方式包含上述两种实施方式的组合。这里中间凸台与其他芯体区域的机械连接要么通过粘接要么通过旋拧实现。在旋拧的情况下优选中间凸台具有中心孔，通过该中心孔插入塑料螺栓，它固紧芯体。可替选的方案是这些部件也可以通过卡紧或者拉紧连接。这特别在两个相对设置的半芯体的情况下适宜，因为那时该一个塑料螺栓同时固紧两个半芯体。特别在变压器和扼流圈的情况下气隙是一个重要的功能组成部分，因为它大大减小芯体的磁通密度并且例如引起磁化特性曲线的线性化，使得芯体材料的磁饱和仅在较高的磁场强度的情况下出现。在储能扼流圈的气隙中存储磁能的主要的部分，这导致如较小的电感或者过高的力的缺点。在具有中间凸台的芯体的情况下气隙通常在半芯体的两个中间凸台之间设置。所建议的电感部件使得能够在一定程度上在整个中间凸台的长度上分布气隙。在多个截面上分布的气隙可以在中间凸台内通过例如用铁氧体材料制的圆片通过用其他材料制的圆片分开而构成。使用该电感部件能够改善磁性芯体的缺点方面的特征。属于此的特别是减小漏磁通和损失。由此能够防止由损失决定的较高的温度和减小用于冷却系统的成本。同时能够改善电感部件的效率。用于电感部件的芯体的结构和制造以纯例子的方式用具有中间凸台的磁性芯体的结构说明。作为用于芯体的不同的磁性材料特别涉及铁粉材料或者铁氧体材料，亦即有利地具有高饱和值的铁磁材料。这两种材料都具有公知的缺点和优点。铁粉芯体具有易破碎的缺点，然而具有例如通过铁粉芯体能够实现1特斯拉(IT)到1. 5T的高饱和值Bs的优点。另外通过非磁性的或者小磁性的层相互分开的单个的粉粒自身已经产生气隙分布，该气隙分布能够改善饱和电感以及饱和的弱应用。与此相反，标准铁氧体材料具有大约0. 4T 的饱和值和陡峭的饱和特性。例如在磁性芯体的中间凸台中使用多种不同的磁性材料使得能够优化芯体的磁特性。这样根据芯体的结构产生的饱和值处在铁氧体材料和粉末材料例如铁粉材料的饱和值之间的区域内。也就是说饱和值在0. 4T和1.5T之间的区域内。用于中间凸台的具有较小磁导率的材料如具有例如10到50的磁导率的铁粉和用于其他区域的具有例如1000到3000的磁导率的铁氧体材料的组合使得能够与仅由铁氧体材料组成的芯体相比像一个或多个气隙的总长度那样同样减小总磁导率。总磁导率为
权利要求
1.具有绕组和芯体的电感部件，所述芯体包括多个芯体区(1、2)，它们包含不同的磁性材料。
2.根据权利要求1所述的电感部件，其中，所述不同的磁性材料具有不同的磁特性。
3.根据权利要求1或2所述的电感部件，其中，所述不同的磁性材料包括带不同磁参数的材料种类。
4.根据权利要求1到3之一所述的电感部件，其中，它的磁性芯体特性与给每一单个的所述不同磁性材料分配的磁性芯体特性不同。
5.根据权利要求1到4之一所述的电感部件，其中，彼此重叠地粘接或者旋拧不同材料的层序列。
6.根据权利要求1到5之一所述的电感部件，其中，所述不同的磁性材料被成型为层的序列。
7.根据权利要求1到6之一所述的电感部件，其中，所述电感部件的芯体具有中间凸台O)，它包括与外部的芯体区的磁性材料不同的磁性材料。
8.根据权利要求7所述的电感部件，其中，所述中间凸台( 包含铁磁粉末，外部的芯体区包含铁氧体。
9.根据权利要求7或8所述的电感部件，其中，所述中间凸台(2)包含多个用磁性材料作为圆片成型的层。
10.根据权利要求7到9之一所述的电感部件，其中，给该中间凸台(2)的圆片状磁性材料设置绝缘涂层(3)。
11.根据上述权利要求之一所述的电感部件，其中，具有小磁导率或者不具有磁导率的柔韧材料C3)被设置在用具有较高磁导率的材料( 制成的区域之间。
12.根据上述权利要求之一所述的电感部件，其中，所述中间凸台( 是两件式的。
13.根据权利要求12所述的电感部件，其中，所述中间凸台具有用具有较高磁导率的材料制成的两个部分O)，在它们之间设置用具有小磁导率或者不具有磁导率的柔韧材料制成的圆片。
14.根据权利要求7到13之一所述的电感部件，其中，所述中间凸台在对着外部芯体区的端侧具有凸缘状的成型部(7)。
全文摘要
本发明涉及具有改善的芯体特性的电感部件。建议一种具有绕组和芯体的电感部件，它包括多个芯体区(1、2)，这些芯体区包含不同的磁性材料。
文档编号H01F27/24GK102543373SQ20111046255
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月8日 优先权日2010年12月8日
发明者K·赫杰尼 申请人:埃普科斯股份有限公司