一种磁性元件制造技术

本实用新型专利技术涉及一种磁性元件，所述磁性元件包括磁芯以及与磁芯紧密贴合的绕组；所述绕组由导电金属组成，所述绕组与磁芯的接触面积为绕组内表面积的90％以上。通过导电金属与磁芯紧密贴合，避免漆包线使用和空气隙导致的传热效率差的缺陷，实现了磁芯与绕组协同散热的效果，无需灌封工艺提高散热性能，也无需风冷措施或水冷措施等散热措施的使用；而且，导电金属产生的热量可借助磁芯进行散发，因而可降低导电金属的截面积，减少导电金属使用量，进而有利于降低磁性元件的体积，提高磁性元件的结构紧凑性，满足电子器件对高效率、轻量化以及高功率密度的发展要求。及高功率密度的发展要求。及高功率密度的发展要求。

【技术实现步骤摘要】
一种磁性元件


[0001]本技术属于电子元件
，涉及一种电器元件，尤其涉及一种磁性元件。

技术介绍

[0002]磁性元件作为基本电路元件，在电子产品中具有广泛应用，主要包括变压器和电感器。磁性元件通过在围绕磁芯或空气芯的绕组中流过的电流产生磁场。但是，由于磁性元件流经其中的电流以及磁芯的磁滞效应会产生电力损耗而产生热量，导致磁性元件在使用时存在明显的温度升高。
[0003]同时，传统磁性元件的制作方法需要以磁芯为中心，在其表面缠绕螺线圈式的漆包线；或者在模具表面绕制漆包线得到线圈绕组，再将线圈绕组套在磁芯表面，组合得到磁性元件。磁芯材料与绕组材料的导热系数较高，但传统漆包线的聚酰亚胺绝缘薄膜的热导率仅为0.1
‑
0.2W/(m
·
k)，严重阻碍了热量传导；这一方面会导致漆包线融化，存在绕组之间短路损坏的风险；另一方面也会使磁芯的磁导率随着温度的上升而下降。
[0004]而且，漆包线具有一定的强度和韧性，这就导致漆包线不能完全与磁芯的外轮廓贴合，漆包线与磁芯之间存在空气隙，其中空气的热导率低于聚酰亚胺绝缘薄膜，仅为0.023W/(m
·
k)左右，其也加重了对热传导的阻碍，进一步提高了漆包线融化的风险，加剧了磁芯磁导率下降的风险。
[0005]为了协助散热，通常会采用灌封工艺，将磁性元件置于铝壳中，然后使用热导率为0.7
‑
2.5W/(m
·
k)的导热灌封胶将铝壳中的孔隙处填满，从而利用灌封胶将磁性元件产生的热量传递至铝壳。此外，还会配置风冷措施和/或水冷措施，但这也会导致磁性元件靠近散热措施的一侧与远离散热措施的一侧存在明显温度差。
[0006]CN108461253A公开了一种散热式电感器，它包括电感器、与电感器相对应的两半散热套。散热套内壁上设有与电感器上的绕组线圈相对应的凹槽，两半散热套扣接在电感器外部时，散热套内壁上的凹槽与电感器上的绕组线圈相贴合；散热套的外部设有螺旋状的翘片，翘片与绕组线圈相对应。其通过采用螺旋状的翘片，使螺旋状的翘片与电感器上的绕组相对应，结合叶片对翘片所积累的热量进行抽出，实现对电感器的有效散热。
[0007]CN110120292A公开了一种磁性元件的散热结构及具有该散热结构的磁性元件，磁性元件包括至少一个绕组，每个绕组具有多个散热引脚。散热结构包括电路板，电路板上设置多个散热通道，该绕组的散热引脚与电路板的散热通道连接；电路板的散热通道下方铺设导热部；导热部与导热层接触；导热层下方铺设有散热层。
[0008]CN204926953U公开了一种椭圆铝壳灌封的电感，包括环形电感、灌封层、与所述环形电感配合的中空椭圆铝壳底座，所述环形电感通过灌封层配合固定在所述中空椭圆铝壳的底座内。灌封工艺能够利用导热灌封胶浆铝壳中的空隙处填满，利用灌封胶将电感产生的热量传递至铝壳，再传递至外部空间。
[0009]但是，以开关电源为例，磁性元件的体积占整个开关电源的20
‑
30％，损耗约占开关电源的20
‑
30％，发热量较大。如果配备水冷、风冷、散热片或包封铝壳等散热措施，会进
一步提高开关电源的体积以及重量，不利于开关电源的高效率、轻量化以及高功率密度的发展。
[0010]对此，需要提供一种符合轻量化、高效率以及高功率密度的磁性元件，并使所得磁性元件满足散热需求。

技术实现思路

[0011]本技术的目的在于提供一种磁性元件，所述磁性元件结构紧凑，能够有效避免漆包线使用及磁芯与绕组之间空气隙带来的散热性能不佳的问题，而且具有极佳的结构稳定性以及使用寿命。
[0012]为达到此技术目的，本技术采用以下技术方案：
[0013]本技术提供了一种磁性元件，所述磁性元件包括磁芯以及与磁芯紧密贴合的绕组；
[0014]所述绕组由导电金属组成，所述绕组与磁芯的接触面积为绕组内表面积的90％以上。
[0015]本技术所述“绕组内表面积”是指，绕组与磁芯完全接触的理论接触面积。本技术提供的磁性元件中，绕组与磁芯的接触面积为绕组内表面积的90％以上，例如可以是90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0016]本技术提供的磁性元件，导电金属与磁芯紧密贴合，避免漆包线使用和空气隙导致的传热效率差的缺陷，实现了磁芯与绕组协同散热的效果，无需灌封工艺提高散热性能，也无需风冷措施或水冷措施等散热措施的使用。进而有利于降低磁性元件的体积，提高磁性元件的结构紧凑性。
[0017]而且，本技术提供的磁性元件中，导电金属与磁芯紧密贴合，由于规避了漆包线的不利影响，导电金属产生的热量可借助磁芯进行散发。因此，本技术提供的导电金属无需较大的厚度，即可实现热量的有效传递，在保障温度稳定性的同时，有效降低了磁性元件的体积。
[0018]因而，也能进一步提高使用该磁性元件的电子器件的结构紧凑性，满足电源模块等电子器件对高效率、轻量化以及高功率密度的发展要求。
[0019]由于并未使用绝缘层包覆导电金属，相邻匝数导电金属之间的距离过近，则存在短路风险；而相邻匝数的导电金属之间的距离过远，又会使最终所得磁性元件的电感量过低。为了使磁性元件兼具电感量以及安全使用的要求，作为优选的技术方案，相邻导电金属的间距为0.1
‑
10mm，例如可以是0.1mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm或10mm，优选为0.2
‑
5mm。
[0020]本技术所述“相邻导电金属的间距”为绕组中，相邻匝数导电金属之间的最短距离。
[0021]优选地，所述导电金属紧密贴合磁芯表面的60
‑
90％，例如可以是60％、65％、70％、75％、80％、85％或90％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0022]优选地，所述导电金属的截面形状包括四边形、半圆形或半椭圆形中的任意一种。
[0023]当所述导电金属的截面形状为半圆形或半椭圆形时，半圆形或半椭圆形的直线段面为导电金属与磁芯的接触面。
[0024]本技术所述导电金属的材质包括导电金属和/或导电合金。示例性的，所述导电金属包括金、银、铜或铝中的任意一种。
[0025]优选地，所述磁芯设置与绕组匹配的凹槽。
[0026]本技术所述凹槽与绕组匹配是指，绕组均匀缠绕于磁芯的凹槽，即导电金属设置于凹槽内；凹槽的长度与导电金属的长度相等，凹槽的宽度与导电金属的宽度相等。
[0027]优选地，所述凹槽的深度≤导电金属的厚度。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁性元件，其特征在于，所述磁性元件包括磁芯以及与磁芯紧密贴合的绕组；所述绕组由导电金属组成，所述绕组与磁芯的接触面积为绕组内表面积的90％以上；相邻导电金属的间距为0.1
‑
10mm。2.根据权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，所述导电金属均匀缠绕磁芯。3.根据权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，所述导电金属紧密贴合磁芯表面的60
‑
90％。4.根据权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，所述导电金属的截面形状包括四边形、半圆形或半椭...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云帆，郭雄志，肖强，罗涛，黎亚庆，周后飞，刘志达，
申请(专利权)人：深圳市铂科新材料股份有限公司，
类型：新型
国别省市：