高散热性环型扁线立绕电感器及其制备方法与流程

本发明涉及一种电感器，具体是一种高散热性环型扁线立绕电感器。

背景技术：

电感器是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件，一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁心或铁心等组成。电感器本身就是一个储能元件，其储存的电能大小与自身的电感和流过它本身的电流的平方成正比。随着电子新材料的不断出现，生产制造设备的逐步完善，电器元件制造企业希望能够生产出在满足逐步小型化的前提下，进一部降低其自身工作时损耗的电感器。

大功率储能电感器的运用在很多方面，其在额定电流条件下工作时损耗的大小是电感器实际使用时一项重要参数，它为提升整体的效率奠定了基础。传统的能够长时间工作在90A电流的环境下工作的储能电感器的制备方法为：至少需采用Φ2.05mm的圆漆包线三根一起并绕，其铁芯采用Φ57.2(OD)*26.4(ID)*15.2(H)mm尺寸的铁硅铝磁环三个叠加在一起。但是，电感器成品检验测试时有发生匝间短路的情况。经分析为电感器的绕线匝数较多，车间人员绕制时需经过一定程度的整形才能完成。这样可能会造成漆包线的绝缘层破损。而客户的整机中电感器的所在位置的空间尺寸有一定的限制，不可以把磁环的尺寸再放大去改善绕线品质。因此，需要一种在有限的空间尺寸内生产出承受大电流，性能稳定的储能电感器。

技术实现要素：

为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种高散热性环型扁线立绕电感器。本发明所述的一种高散热性环型扁线立绕电感器，结构简单、尺寸小巧，可以根据储能大小需要来调节绕线的匝数，并且能够承受大电流且性能稳定，散热效果好，应用范围广，具有良好的市场前景。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种高散热性环型扁线立绕电感器，包括：

磁环：由多个磁环块组成，所述磁环块之间采用环氧树脂连接固定，形成环状结构；

扁铜线圈：所述扁铜线圈的横截面为矩形，围绕所述磁环设置，扁铜线圈延伸的方向与磁环的径向方向一致，扁铜线圈相邻匝间的圆心角角度相同；

环氧树脂板：固定于所述磁环及扁铜线圈底部；

PIN脚：为四个，设置于环氧树脂板底部四角处，所述扁铜线圈的两出线端分别与两个所述PIN脚相连接。所述电感器采用扁铜线圈，扁铜线圈具有较大的表面积，散热效果好，同时和传统的圆漆包线相比，单层可绕更多的匝数，扁铜线圈的电容小，且扁铜线圈具有更低的交流电阻，减小高频损耗，能够承受大电流通过。扁铜线圈围绕在磁环表面，有利于磁环和扁铜线圈的热量向四周辐射，并且可以根据储能大小需要来调节绕线的匝数。所述电感器结构简单、尺寸小巧，能够承受大电流且性能稳定，适用范围广，使用寿命长。

进一步地，所述磁环块由多个形状相同的磁环片重叠而成。

进一步地，所述磁环片为超级铁硅铝材料制成。超级铁硅铝材料具有优异的直流电流叠加特性，提高了磁环的饱和磁通密度值。超级铁硅铝磁环的损耗较铁硅铝磁环只有增加约3.6%，为电感器进一步缩小体积打下了基础。

进一步地，所述扁铜线圈与磁环之间设置有绝缘漆层。通过绝缘漆层将扁铜线圈与磁环的位置固定。

进一步地，所述扁铜线圈由一股或多股扁铜线绕制而成。

进一步地，所述高散热性环型扁线立绕电感器的工作温度为-20-80℃。适用范围广，能够满足绝大部分客户的使用。

一种高散热性环型扁线立绕电感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将多个完整的超级铁硅铝磁环片重叠，并采用双组分环氧树脂粘接在一起；

（2）采用切割机将粘接在一起的超级铁硅铝磁环片进行切割，形成磁环块；

（3）使用绕线机将一股或多股扁铜线采用立绕的方式绕制成扁铜线圈，扁铜线圈相邻匝间的圆心角角度相同；

（4）将绕制完成的扁铜线圈套嵌入磁环块里，磁环块之间采用高粘度的环氧树脂进行连接固定，形成环状结构的磁环，扁铜线圈与磁环之间通过绝缘漆烘烤实现位置的固定；

（5）将磁环及扁铜线圈固定在环氧树脂板上，扁铜线圈的两出线端分别与两个环氧树脂板上的PIN脚相连接，制成高散热性环型扁线立绕电感器。所述制备方法简单，产品生产效果好，大大提高了企业的生产效率及竞争力。

本发明的有益效果在于：

本发明所述的一种高散热性环型扁线立绕电感器，结构简单、尺寸小巧，可以根据储能大小需要来调节绕线的匝数，并且能够承受大电流且性能稳定，电感器的抗直流能力在原来的基础上提升12%，不容易饱和，且能够在90A电流的条件下及-20~80℃的环境温度下正常工作，制备方法简单，大大提高了企业的生产效率及竞争力，具有良好的市场前景。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种高散热性环型扁线立绕电感器的结构示意图。

图2为本发明所提供的一种高散热性环型扁线立绕电感器的仰视图。

其中：1为磁环；10为磁环块；2为扁铜线圈；3为环氧树脂板；4为PIN脚。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明并不限于这些实施方式。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

参见图1，为一种高散热性环型扁线立绕电感器，包括：

磁环1：由多个磁环块10组成，所述磁环块10之间采用环氧树脂连接固定，形成环状结构；

扁铜线圈2：所述扁铜线圈2的横截面为矩形，围绕所述磁环1设置，扁铜线圈2延伸的方向与磁环1的径向方向一致，扁铜线圈2相邻匝间的圆心角角度相同；

环氧树脂板3：固定于所述磁环1及扁铜线圈2底部；

PIN脚4：为四个，设置于环氧树脂板3底部四角处，所述扁铜线圈2的两出线端分别与两个所述PIN脚4相连接。

进一步地，所述磁环块10由多个形状相同的磁环片重叠而成。

进一步地，所述磁环片为超级铁硅铝材料制成。

进一步地，所述扁铜线圈2与磁环1之间设置有绝缘漆层。

进一步地，所述扁铜线圈2由一股或多股扁铜线绕制而成。

进一步地，所述高散热性环型扁线立绕电感器的工作温度为-20-80℃。

所述高散热性环型扁线立绕电感器的制备方法为：

（1）将多个完整的超级铁硅铝磁环片重叠，并采用双组分环氧树脂粘接在一起；

（2）采用切割机将粘接在一起的超级铁硅铝磁环片进行切割，形成磁环块10；

（3）使用绕线机将一股或多股扁铜线采用立绕的方式绕制成扁铜线圈2，扁铜线圈2相邻匝间的圆心角角度相同；

（4）将绕制完成的扁铜线圈2套嵌入磁环块10里，磁环块10之间采用高粘度的环氧树脂进行连接固定，形成环状结构的磁环1，扁铜线圈2与磁环1之间通过绝缘漆烘烤实现位置的固定；

（5）将磁环1及扁铜线圈2固定在环氧树脂板3上，扁铜线圈2的两出线端分别与两个环氧树脂板3上的PIN脚4相连接，制成高散热性环型扁线立绕电感器。

对比例：为了生产一个能够长时间工作在90A电流的环境下工作的储能电感器，磁环采用Φ57.2(OD)*26.4(ID)*15.2(H)mm尺寸的铁硅铝磁环三个叠加一起制成，接着由车间工作人员至少采用Φ2.05mm的圆漆包线三根一起并绕，并在绕制时需经过一定程度的整形制备得到电感器。

经测试，对比例制备得到的电感器与采用本发明制备制备方法得到的尺寸相同的电感器，两者电气性能基本一致。但是，将两电感器使用在客户的整机上负载125%，工作4h后再次进行测试，采用本发明制备制备方法得到的电感器，温度较对比例低约40℃，因此在设计相同性能的电感器时，采用本发明制备方法可以提高电流密度取值，从而可以减小电感器的尺寸。

所述高散热性环型扁线立绕电感器，结构简单、尺寸小巧，可以根据储能大小需要来调节绕线的匝数，并且能够承受大电流且性能稳定，电感器的抗直流能力在原来的基础上提升12%，不容易饱和，且能够在90A电流的条件下及-20~80℃的环境温度下保持长时间正常工作，制备方法简单，大大提高了企业的生产效率及竞争力，具有良好的市场前景。

最后，还需要说明的是，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。