CN103187144A - 磁性元件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种磁性元件的制造方法，包括以下步骤：（1）在磁芯表面涂覆绝缘材料，以形成绝缘磁芯；（2）将导电材料弯折成一定的形状，形成预先成型的导电体；以及（3）将预先成形的导电体与所述绝缘磁芯组合，形成磁性元件。本发明的方法简单易行，制备的磁性元件体积小、导电体与磁芯间绝缘性好。
Description
技术领域
本发明涉及的技术领域是磁性元件及其制作方法，尤其涉及的是无绕线支架的磁性元件及其制造方法。
背景技术
随着对高频化、高功率密度的要求的提高，磁性元件产品会变的越来越小。通常磁性元件由三部分组成，磁芯、导电体及绕线支架。对于磁性元件整体体积这三部分约是各占三分之一，而实际对于电气性能起作用的部分仅是磁芯与导电体, 绕线支架只是起支撑、绝缘等作用。在磁性元件小型化的趋势下，省去绕线支架是减小磁性元件体积的一种手段。但省去绕线支架后，会出现怎样去绕线，怎样将导电体与磁芯绝缘等问题，另外，去除绕线支架,会导致导电体直接面对磁芯，若绝缘解决不好，虽然在低电压(小于DC 72V)的情况，导电体对磁芯打火电流很微小,不会发生危险，但随着电压升高，就会发生导电体对磁芯打火，导致电源发生烧机的现象。
目前，本技术领域解决上述打火问题采用的常用的方法都存在一些缺陷，下面列举两个例子进行说明。
一种方法是在导电体外加套管等保护层，图1是现有技术中导电体外加套管的结构示意图，请参考图1所示，其中101为导电体，102为套管，103为导电体焊锡面，套管102套在导电体101外面，其中，套管102具有电绝缘的作用。该方法存在的缺陷一是套管102与焊锡面103接触的地方需要精确控制尺寸，如果尺寸控制不好，则还是会导致导电体与磁芯打火，缺陷二是穿套管这种方法只是对较短的线或者铜箔片这种圈数少形状规则的导电体适用，而对于圈数较多形状不规则的导电体则不适用，图2是铜线绕组的结构示意图，请参考图2所示，该铜线绕组缠绕的圈数较多，因此无法使用穿套管的方法进行绝缘。
一种方法是在导电体上涂敷绝缘涂层。图3是现有技术中在导电体上涂覆绝缘涂层的磁性元件的结构示意图。请参考图3所示，201为磁芯，202为涂有绝缘涂层的导电体，203为焊锡面。同样，该方法存在的缺陷之一是绝缘涂层与焊锡面203接触的地方，如204处需要精确控制尺寸，如果尺寸控制不好，则会导致导电体与磁芯之间打火，这样会导致制程复杂，该方法存在的缺陷之二是涂有绝缘涂层的导电体202与磁芯201接触，会发生摩擦，如果导电体是铜箔片则其边缘很锐利，在使用时摩擦会导致镀层破坏，从而烧毁电源。
上述仅列举了两个例子，当然还有其它方法来防止磁芯与导电体之间打火，比如在导电体上贴胶布，该方法的缺陷是当对规则的铜片采用该方法时，铜片与磁芯配合的中心孔会使得胶布无法密合，导致导电体与磁芯无法绝缘，而且，图2所示的铜线绕组也不适用该方法。
综上所述，需要找到一种合适的方法解决没有绕线支架时导电体与磁芯之间打火的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述存在的问题，提供一种磁性元件及其制造方法，该方法简单易行且制备的磁性元件的磁芯和导电体之间有良好的绝缘性。
为实现上述目的，在一实施方式中，本发明提供的技术方案为：
一种磁性元件的制造方法，包括以下步骤：
（1）在磁芯表面涂覆绝缘材料，以形成绝缘磁芯；
（2）将导电材料弯折成一定的形状，形成预先成型的导电体；以及
（3）将预先成形的导电体与所述绝缘磁芯组合，形成磁性元件。
进一步，所述预先成型的导电体表面绕制有三层绝缘线。
进一步，所述预先成型的导电体表面套有套管。
进一步，所述预先成型的导电体表面贴有胶布。
进一步，所述预先成型的导电体表面涂覆有绝缘材料。
进一步，所述磁芯进行倒角处理。
进一步，所述磁芯表面均匀地涂覆绝缘材料，或厚度不等地涂覆绝缘材料。
进一步，所述磁芯表面全部或部分涂敷绝缘材料。
进一步，所述磁芯为可以和预先成形的导电体组成磁性元件的任何形状的磁芯。
进一步，所述磁芯由至少两部分组成。
一种根据本发明的制造方法制造的磁性元件，所述磁性元件包括磁芯及预先成型的导电体，所述预先成形的导电体放在磁芯的表面，所述磁芯在与预先成型的导电体接触处涂敷有绝缘材料形成绝缘磁芯。
在一实施方式中，所述磁芯具有倒角结构。
在一实施方式中，磁芯表面均匀地涂覆绝缘材料，或厚度不等地涂覆绝缘材料。
在一实施方式中，所述磁芯表面全部或部分涂敷有绝缘材料。
在一实施方式中，所述磁芯为可以和预先成形的导电体组成磁性元件的任何形状的磁芯。
进一步，所述磁芯由至少两部分组成。
在一实施方式中，所述绝缘材料为环氧树脂、氧化镁、氧化铝、石英粉中的一种或几种。
在一实施方式中，一种转换器，包括上述的磁性元件、印刷电路板及至少一个电子组件，所述磁性元件及至少一个电子组件安装在印刷电路板上，所述磁性元件与至少一个电子组件接触，所述磁性元件在与电子组件接触处涂敷有绝缘材料。
本发明通过在磁性元件的磁芯表面涂敷绝缘层，形成绝缘磁芯，然后将预先成型的导电体与绝缘磁芯组合，形成磁性元件。所述磁性元件的预先成型的导电体与绝缘磁芯之间存在绝缘层，使得两者电绝缘，较好地解决了磁芯与导电体之间高压电打火的问题。
附图说明
图1是现有技术中导电体外加套管的结构示意图；
图2是现有技术中铜线绕组的结构示意图；
图3是现有技术中在导电体上涂覆绝缘涂层的磁性元件的结构示意图；
图4是根据本发明一个实施方式的磁性元件的制造方法的流程图；
图5是本发明一个实施方式根据图4的制造方法制造的磁性元件的结构分解示意图；
图6是图5所示的磁性元件的整体结构示意图；
图7是图6所示的磁性元件沿着A-A剖面线的剖视图；
图8是本发明一实施方式根据图4所示的制造方法制造的磁性元件的使用的具体实施方式的示意图。
附图标记：
101：导电体；102：为套管；103：导电体焊锡面；201：磁芯；202：涂有绝缘涂层的导电体；203：焊锡面；204：绝缘涂层与焊锡面接触处；301：磁芯的第一部分；302：磁芯的第二部分；303：绝缘涂层；304：预先成型的导电体；305：磁性元件；306：倒角；307：绝缘磁芯；308：磁芯的中柱；4：磁性元件；5、6：电子组件；7：印刷电路板；401：绝缘涂层；402：预先成型的导电体。
具体实施方式
下面对本发明的磁性元件及所述磁性元件的的制造方法的具体实施方式做进一步说明。
图4是本发明一实施方式的磁性元件的制造方法的流程图。图5是本发明一实施方式的根据图4的制造方法制造的磁性元件的结构分解示意图。参见图4并配合图5所示，磁性元件305的制造方法的具体实施方式的步骤如下：
S400：在磁芯的第一部分301和磁芯的第二部分302的表面涂覆绝缘材料，形成绝缘涂层303（标示于图7中），从而形成绝缘磁芯307。涂覆的方法可以采用刷、喷等本领域技术人员熟知的方法，涂层的材料选用电绝缘的材料，比如环氧树脂、氧化镁、氧化铝等绝缘材料。喷涂区域可以是磁芯与预先成型的导电体304接触的部分，也可以是磁芯的所有表面，实际喷涂绝缘材料的区域可以根据实际工程的需要自行选择。
S401：将导电材料弯折成一定的形状，形成预先成型的导电体304。导电材料可以是铜等本领域技术人员熟知的可以用在磁性元件上的导电材料。利用本领域技术人员熟知的技术将导电材料弯折形成一定的形状，以形成预先成型的导电体304，比如将铜线缠绕成数匝的铜线绕组，本领域的技术人员可以根据需要采用适当方法将导电材料弯折成需要的形状。
S402：将预先成型的导电体304与所述绝缘磁芯307组合，形成磁性元件305。根据绝缘磁芯307即涂有绝缘层的磁芯第一部分301和第二部分302与预先成型的导电体305的形状，将预先成型的导电体304与绝缘磁芯307即涂有绝缘层的磁芯第一部分301和第二部分302组合，形成磁性元件305。比如，所述预先成型的导电体304为铜线绕组，所述磁芯的第一部分301和磁芯的第二部分302的中柱308为圆柱体，则预先成型的导电体304放在涂有绝缘层的磁芯第一部分301和/或第二部分302的中柱的表面，以形成磁性元件305。
预先成型的导电体表面也可以包覆绝缘材料或者贴有绝缘层，带有绝缘层的预先成型的导电体与绝缘磁芯共同作用，能够使导电体与绝缘磁芯之间的绝缘效果更好。
在上述步骤中，由于步骤S400和步骤S401是独立进行的，因此步骤S400和S401可以同时进行也可以顺序进行，根据用户实际情况自行选择。
图5是本发明一实施方式的根据上述方法制造的磁性元件的结构分解示意图。请参考图5所示，其中，磁芯为一”EE”形磁芯，包括第一部分301，第二部分302。在本实施方式中，所述的磁芯的第一部分301和磁芯的第二部分302表面均涂有绝缘材料，以形成绝缘涂层303(标示于图7)，在本实施方式中，绝缘涂层303均匀地分布在磁芯表面，在其它实施方式中，绝缘涂层303可厚度不等地分布在磁芯表面，附图标记304是预先成形的导电体，在本实施方式中，所述预先成型的导电体是铜线绕组，所述的预先成型的导电体304放在绝缘磁芯的中柱308的表面，磁芯的第一部分301与磁芯的第二部分302闭合，形成磁性元件305。预先成型的导电体304表面也可以包覆绝缘材料或者贴有绝缘层，带有绝缘层的预先成型的导电体与绝缘磁芯共同作用，能够使导电体与绝缘磁芯之间的绝缘效果更好。
图6是如图5所示的磁性元件的整体结构示意图。请参考图6所示，磁性元件305包括涂有绝缘涂层303的磁芯即绝缘磁芯307和放在磁芯表面上的预先成形的导电体304。
图7是如图6所示的磁性元件沿着A-A剖面线的剖视图，请参考图7所示，可以看到在磁芯的第一部分301和磁芯的第二部分302的表面覆盖有绝缘涂层303以实现磁芯301和302与导电体304之间的绝缘，从而避免打火以及电源烧机的现象。
在本发明中，磁芯形状是不受限制的，可以是外形规则的或不规则的，比如图5中的EE磁芯，也可以是如EI、UU形等可以和预先成形的导电体组成磁性元件的任何形状的磁芯，在本发明一实施方式中，所述磁芯由至少两部分组成，在所述磁芯的表面覆盖绝缘涂层以形成绝缘磁芯，上述绝缘磁芯和预先成形的导电体组成磁性元件，本发明的磁性元件不仅省去了绕线支架而且解决了磁芯和导电体间的打火而引起电源烧机的问题。本发明的磁性元件可以是电感元件，也可以是变压器。
本发明一实施方式中，当磁芯带有锋利的边缘时，为了避免磁芯锋利的边缘破坏涂层的完整性，在涂敷绝缘涂层之前，将磁芯锋利的边缘进行倒角处理，这样就避免锋利的边缘破坏绝缘涂层，如图5所示，磁芯的第二部分302的与预先成型的铜线绕组304接触的锋利的边缘存在倒角306。
从上文描述可以看出，磁芯与导电体接触的位置均有绝缘涂层，这样可以解决导电体与磁芯接触后高压打火的问题。
图8是本发明一实施方式的根据如图4所示的方法制造的磁性元件的使用的具体实施方式的示意图。请参考图8所示，磁性元件4与电子组件5、6安装在印刷电路板7上。磁性元件4的磁芯401表面涂敷绝缘涂层以形成绝缘磁芯，预先成形的导电体402放在绝缘磁芯的表面。所述磁性元件4在与电子组件5、6接触处涂敷有绝缘材料，当电子组件与磁性元件接触时，由于磁芯表面覆盖有绝缘涂材料，则电子组件与磁性元件不会发生电接触，从而避免了由于电接触而引发的绝缘不良问题。当然，本发明中，电子组件并不限于两个，可以根据设计者的需要任意选择。
本发明磁性元件的制造方法简单易行，制造的磁性元件体积小，且由于磁芯上绝缘涂层的存在，使得导电体与磁芯间具有良好的绝缘性，从而避免了导电体与磁芯间高压打火。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (18)
1.一种磁性元件的制造方法，包括以下步骤：
（1）在磁芯表面涂覆绝缘材料，以形成绝缘磁芯；
（2）将导电材料弯折成一定的形状，形成预先成型的导电体；以及
（3）将预先成形的导电体与所述绝缘磁芯组合，形成磁性元件。
2.根据权利要求1所述的磁性元件的制造方法，其特征在于，所述预先成型的导电体表面绕制有三层绝缘线。
3.根据权利要求1所述的磁性元件的制造方法，其特征在于，所述预先成型的导电体表面套有套管。
4.根据权利要求1所述的磁性元件的制造方法，其特征在于，所述预先成型的导电体表面贴有胶布。
5.根据权利要求1所述的磁性元件的制造方法，其特征在于，所述预先成型的导电体表面涂覆有绝缘材料。
6.根据权利要求1所述的磁性元件的制造方法，其特征在于，所述磁芯进行倒角处理。
7.根据权利要求1所述的磁性元件的制造方法，其特征在于，所述磁芯表面均匀地涂覆绝缘材料，或厚度不等地涂覆绝缘材料。
8.根据权利要求1所述的磁性元件的制造方法，其特征在于，所述磁芯表面全部或部分涂敷绝缘材料。
9.根据权利要求1所述的磁性元件的制造方法，其特征在于，所述磁芯为可以和预先成形的导电体组成磁性元件的任何形状的磁芯。
10.根据权利要求1所述的磁性元件的制造方法，其特征在于，所述磁芯由至少两部分组成。
11.一种根据权利要求1的方法制造的磁性元件，其特征在于，所述磁性元件包括磁芯及预先成型的导电体，所述预先成形的导电体放在磁芯的表面，所述磁芯在与预先成型的导电体接触处涂敷有绝缘材料形成绝缘磁芯。
12.根据权利要求11所述的磁性元件，其特征在于，所述磁芯具有倒角结构。
13.根据权利要求11所述的磁性元件，其特征在于，磁芯表面均匀地涂覆绝缘材料，或厚度不等地涂覆绝缘材料。
14.根据权利要求11所述的磁性元件，其特征在于，所述磁芯表面全部或部分涂敷有绝缘材料。
15.根据权利要求11所述的磁性元件，其特征在于，所述磁芯为可以和预先成形的导电体组成磁性元件的任何形状的磁芯。
16.根据权利要求11所述的磁性元件的制造方法，其特征在于，所述磁芯由至少两部分组成。
17.根据权利要求11所述的磁性元件，其特征在于，所述绝缘材料为环氧树脂、氧化镁、氧化铝、石英粉中的一种或几种。
18.一种转换器，其特征在于，包括权利要求11中的磁性元件、印刷电路板及至少一个电子组件，所述磁性组件及至少一个电子组件安装在印刷电路板上，所述磁性元件与至少一个电子组件接触，所述磁性元件在与电子组件接触处涂敷有绝缘材料。
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