本發(fā)明涉及電感器，具體涉及一種高性能電感器及其制備方法和應用。

背景技術：

1、用于車載poc濾波電路的電感，需要符合小型化、大電流、低損耗、寬頻高阻等性能。因此電感產(chǎn)品需要從設計上去滿足應用要求。目前，繞線電感大體上有三類，一類是涂覆磁性膠水(導磁膠)的閉磁路繞線電感；一類是uv樹脂包覆的開磁路繞線電感；另一類是鐵氧體蓋板置于繞線磁芯上的閉磁路繞線電感。

2、對于涂覆磁性膠水(導磁膠)的閉磁路繞線電感，主要通過繞線、焊點、涂膠、浸錫、清洗工藝制備，工藝步驟多，制造成本高，這類工藝適用于體積大的電感產(chǎn)品的生產(chǎn)；對于第二類uv樹脂包覆的開磁路繞線電感，主要通過繞線、焊點、注uv樹脂、上模、照射uv光、倒膜等工藝制備而成，這類工藝生產(chǎn)的電感產(chǎn)品，有效磁導率低，emi效果差，且直流電阻大、電流小等性能，寬頻帶上濾波效果較差；對于第三類鐵氧體蓋板置于繞線磁芯上的閉磁路繞線電感，雖然通過蓋板磁路阻隔磁感線，但有效磁導率相同的情況下，產(chǎn)品在負載下極易達到飽和，性能無法滿足電路電流要求。

3、cn102122563a公開了一種繞線電感，其包括工字型磁芯、分別形成在工字型磁芯的兩端部的外電極和繞在所述工字型磁芯的中柱上且兩端分別與所述外電極電連接的漆包線圈，還包括蓋板，所述蓋板和所述工字型磁芯材料相同，且固定在所述工字型磁芯的頂部，其通過將與繞線電感磁芯材料相同的蓋板固定在工字型磁芯的頂部，這樣就能形成閉磁路結構的繞線電感，與普通閉磁路繞線電感相比具有成本低，工藝簡單，能實現(xiàn)自動化生產(chǎn)的優(yōu)點大，但其繞線電感磁芯材料與蓋板相同，無法實現(xiàn)在盡可能寬的頻率范圍具有較高的阻抗值，導致其無法用于車載poc濾波電路的電感，同時其通過膠水涂覆蓋板，導致產(chǎn)品的飽和電流低。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的不足之處而提供一種高性能電感器及其制備方法和應用，能夠?qū)崿F(xiàn)閉磁路的繞線電感半屏蔽式設計，可有效降低漏磁，提高產(chǎn)品的飽和電流，并有效降低產(chǎn)品的直流電阻，具有較高的額定電流，在寬頻段上有高阻抗值。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為：

3、一種高性能電感器，包括工字型磁芯、線圈和蓋板，所述蓋板固定于工字型磁芯上方，所述工字型磁芯包括第一端頭、第二端頭以及連接第一端頭和第二端頭的繞線柱，所述工字型磁芯的第一端頭、第二端頭下方設有外電極，所述線圈繞在所述繞線柱上，且所述線圈的兩端分別與外電極連接；所述蓋板的上下兩個表面分別設有第一絕緣層和第二絕緣層；

4、所述蓋板的磁導率＞工字型磁芯的磁導率。

5、本發(fā)明的發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，從從poc應用來看，正向通道傳輸?shù)挠蓴z像頭端收集到的視頻數(shù)據(jù)速率較大，需要電感實現(xiàn)全頻段的濾除視頻信號、像素時鐘信號，及其它干擾信號等，防止這些信號對電源信號造成干擾，要求電感器不僅感值高而且飽和特性要好。一般提高產(chǎn)品飽和電流有兩種路徑，一個是對產(chǎn)品使用磁粉材料進行改性優(yōu)化，提高磁感應強度bs，另一個是提供產(chǎn)品結構設計，降低產(chǎn)品的剩余磁飽和強度br。

6、本發(fā)明將蓋板設置在工字型磁芯的頂部，使得繞線電感形成閉磁路，其和傳統(tǒng)的開磁路相比，無需uv膠水、固化工序和脫模，工藝和生產(chǎn)設備簡單、成品率高，成本低，而與傳統(tǒng)的開磁路相比，因為它本身結構是閉磁路的，其有效磁導率比較高，所以有較高的額定電流；通過蓋板上包覆第一絕緣層和第二絕緣層，創(chuàng)造一個固定高度的氣隙，有效減少漏磁，降低產(chǎn)品剩磁br，提高產(chǎn)品的飽和電流。

7、本發(fā)明控制蓋板的磁導率＞工字型磁芯的磁導率，磁芯和蓋板使用磁導率不同的磁粉，是因為用于poc的電感，要在盡可能寬的頻率范圍內(nèi)具有較高的阻抗值，當蓋板和磁芯的磁導率一致時，磁導率越高，磁通量更大，感量越高，寄生電容也相應增大，自諧振頻率降低，自諧振頻率點對應的阻抗值升高，高阻抗值對應的頻率范圍也會相應變窄，本發(fā)明控制蓋板的磁導率＜工字型磁芯的磁導率，在較寬的頻率范圍內(nèi)具有較大的阻抗值。

8、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述工字型磁芯的材料為鎳鋅鐵氧體，所述工字型磁芯的磁導率為100～300。

9、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述蓋板的材料為鎳鋅鐵氧體，所述蓋板的磁導率為500～800。

10、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述絕緣層包括環(huán)氧樹脂、磷鐵粉、氨基甲烷、甲基酰胺；所述環(huán)氧樹脂、磷鐵粉、氨基甲烷、甲基酰胺的質(zhì)量比為(4～7)：(1～3)：(1～3)：(2～5)。

11、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述第一絕緣層的厚度為10～50μm；和/或

12、所述第二絕緣層的厚度為10～50μm。

13、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述第二絕緣層通過膠水與工字型磁芯連接。

14、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述繞線柱與蓋板的距離為0.3～0.4mm。通過繞線柱與蓋板的間距在0.3～0.4mm，有效地增加了線圈繞組空間，從而高感量產(chǎn)品得以實現(xiàn)繞線，且不會影響產(chǎn)品電性能，不會影響蓋板與線圈之間地安全距離，也不會影響繞線完成后在外電極和線圈之間的安全距離，即不會影響線圈的線頭焊接在外電極上。

15、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述線圈為銅線，所述線圈的匝數(shù)為10～15匝。

16、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，本發(fā)明采用間繞平均分布排線的方式進行繞線。

17、本發(fā)明還提供了一種高性能電感器的制備方法，包括以下步驟：

18、(1)將工字型磁芯的第一端頭、第二端頭用銀漿進行封端，燒結，在進行鍍鎳、鍍錫，分別在第一端頭、第二端頭形成外電極；

19、(2)將環(huán)氧樹脂、磷鐵粉、氨基甲烷、甲基酰胺在水浴下攪拌均勻，得到絕緣層材料，使用包覆機，在15～30rpm轉(zhuǎn)速、70～130℃下將絕緣層材料包覆于蓋板的上下兩個表面，形成第一絕緣層和第二絕緣層；

20、(3)將工字型磁芯的繞線柱用線圈進行繞線，將線圈兩端漆包線高溫燒掉漆包膜然后點焊在外電極上；

21、(4)在工字型磁芯遠離外電極的一端涂膠水，將蓋板通過膠水粘在工字型磁芯上，得到高性能電感器。

22、本發(fā)明還提供了一種高性能電感器在車載poc濾波電路中的應用。

23、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明將蓋板設置在工字型磁芯的頂部，使得繞線電感形成閉磁路，其和傳統(tǒng)的開磁路相比，無需uv膠水、固化工序和脫模，工藝和生產(chǎn)設備簡單、成品率高，成本低，而與傳統(tǒng)的開磁路相比，因為它本身結構是閉磁路的，其有效磁導率比較高，所以有較高的額定電流；通過蓋板上包覆第一絕緣層和第二絕緣層，創(chuàng)造一個固定高度的氣隙，有效減少漏磁，降低產(chǎn)品剩磁br，提高產(chǎn)品的飽和電流。

技術特征：

1.一種高性能電感器，其特征在于，包括工字型磁芯、線圈和蓋板，所述蓋板固定于工字型磁芯上方，所述工字型磁芯包括第一端頭、第二端頭以及連接第一端頭和第二端頭的繞線柱，所述工字型磁芯的第一端頭、第二端頭下方設有外電極，所述線圈繞在所述繞線柱上，且所述線圈的兩端分別與外電極連接；所述蓋板的上下兩個表面分別設有第一絕緣層和第二絕緣層；

2.根據(jù)權利要求1所述的高性能電感器，其特征在于，所述工字型磁芯的材料為鎳鋅鐵氧體，所述工字型磁芯的磁導率為100～300。

3.根據(jù)權利要求1所述的高性能電感器，其特征在于，所述蓋板的材料為鎳鋅鐵氧體，所述蓋板的磁導率為500～800。

4.根據(jù)權利要求1所述的高性能電感器，其特征在于，所述絕緣層包括環(huán)氧樹脂、磷鐵粉、氨基甲烷、甲基酰胺；所述環(huán)氧樹脂、磷鐵粉、氨基甲烷、甲基酰胺的質(zhì)量比為(4～7)：(1～3)：(1～3)：(2～5)。

5.根據(jù)權利要求1所述的高性能電感器，其特征在于，所述第一絕緣層的厚度為10～50μm；和/或

6.根據(jù)權利要求1所述的高性能電感器，其特征在于，所述第二絕緣層通過膠水與工字型磁芯連接。

7.根據(jù)權利要求1所述的高性能電感器，其特征在于，所述繞線柱與蓋板的距離為0.3～0.4mm。

8.根據(jù)權利要求1所述的高性能電感器，其特征在于，所述線圈為銅線，所述線圈的匝數(shù)為10～15匝。

9.權利要求1～8任一所述的高性能電感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

10.權利要求1～8任一所述的高性能電感器在車載poc濾波電路中的應用。

技術總結
本發(fā)明公開了一種高性能電感器及其制備方法和應用，屬于電感器技術領域，所述的高性能電感器，包括工字型磁芯、線圈和蓋板，所述蓋板固定于工字型磁芯上方，所述工字型磁芯包括第一端頭、第二端頭以及連接第一端頭和第二端頭的繞線柱，所述工字型磁芯的第一端頭、第二端頭下方設有外電極，所述線圈繞在所述繞線柱上，且所述線圈的兩端分別與外電極連接；所述蓋板的上下兩個表面分別設有第一絕緣層和第二絕緣層；所述蓋板的磁導率＞工字型磁芯的磁導率。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)閉磁路的繞線電感半屏蔽式設計，可有效降低漏磁，提高產(chǎn)品的飽和電流，并有效降低產(chǎn)品的直流電阻，具有較高的額定電流，在寬頻段上有高阻抗值。

技術研發(fā)人員：申藝璇,陳意峰,區(qū)軍沛,張文豪,李強,余謀發(fā),向湘紅
受保護的技術使用者：廣東風華高新科技股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/21