阅读说明：本技术 大电流组合式高温电感及其加工方法 (Large-current combined high-temperature inductor and processing method thereof ) 是由 饶金火 林伙利 王俊文 于 2020-08-04 设计创作，主要内容包括：本发明揭示了一种大电流组合式高温电感及其加工方法,电感整体由电感磁体以及电感导体粘接组合而成,电感磁体包括一块外部电感磁体以及至少一块内部电感磁体,外部电感磁体一体成型且外部电感磁体上贯穿开设有至少一个用于设置电感导体的导体收纳槽,每个导体收纳槽内均设置有一个电感导体且每个电感导体与导体收纳槽内部的剩余空间均由一块内部电感磁体完成填充。本发明实现了对电感器件的有效整合,电感的整体形状较为规整且其上的引脚均设置于电感成品的同侧外表面,不仅保证了电感器件的屏蔽性能,而且缩小了电感器件整体的体积和占用空间、为其后续安装使用提供了便利。(The invention discloses a high-current combined high-temperature inductor and a processing method thereof, wherein the inductor is integrally formed by bonding and combining an inductor magnet and an inductor conductor, the inductor magnet comprises an external inductor magnet and at least one internal inductor magnet, the external inductor magnet is integrally formed, at least one conductor accommodating groove for accommodating the inductor conductor is formed in the external inductor magnet in a penetrating manner, the inductor conductor is arranged in each conductor accommodating groove, and the inductor conductor and the residual space in the conductor accommodating groove are filled by one internal inductor magnet. The invention realizes the effective integration of the inductor, the overall shape of the inductor is more regular, and the pins on the inductor are all arranged on the outer surface of the inductor product at the same side, thereby not only ensuring the shielding performance of the inductor, but also reducing the overall volume and the occupied space of the inductor and providing convenience for the subsequent installation and use of the inductor.)

大电流组合式高温电感及其加工方法

技术领域

本发明涉及一种高温电感及其对应的加工方法，具体而言，涉及一种大电流组合式高温电感及其加工方法，属于电感加工技术领域。

背景技术

电感是电子设备中最为常见的一种元器件，同时也是电路中的重要组件之一，被广泛地使用于各类电路中，可以达到滤波、储能、匹配、谐振之功用。

伴随着目前互联网、物联网等领域的不断发展，科学技术水平整体提高，作为各项技术的硬件基础，各类智能化电器设备的更新日益频繁。以近年来较为热门的云计算技术为例，在实现云计算服务时，需要以云端服务器设备作为硬件基础。再加之如今的网络规模逐步扩大、计算需求不断增加，因此，为了满足实际的应用需要，这类云端服务器设备的设计制造也逐渐开始向复杂化、集成化的方向发展。这就要求这类云端服务器设备在设计之初就充分考虑对内部空间的合理利用，同时还需要保证设备内所使用的各类电气元件具有良好的屏蔽性能、在设备内部各元件紧密排布的前提下不会出现互相干扰的情况。

也正因如此，对于这类云端服务器设备中所使用到的功率型电感的要求也愈发严苛，包括高频、大电流、耐高温、低DCR（直流电阻）、低EMI（电磁干扰）等，在诸如上述要求的束缚下，现有电感的各项缺陷开始逐渐显现。

首先，现有技术中大多数的电感器件均为单绕组、独立式的结构，整体结构较为松散且形状不规整，这样的结构设计就使得电感对于空间的占用率过高，在电子器件小型化、集约化的发展趋势下，过大的体积和过高的空间占用率严重制约了电路的整体布局、影响了电路的精简化设计。

其次，出于加工成本及工艺难度的考虑，现有技术中电感器件的磁芯/外壳部分很多都使用了分体式的结构设计、通过胶水等黏着剂粘合形成一整体。在后续的实际使用过程中，就很容易出现因黏着剂老化导致粘合效果下降、部件分离的问题。同时，当电感器件在通入大电流、且处于高频率环境下时，器件的内部元件极易发生抖动，进而产生严重的噪音。

再次，为了实现对磁路和阻值的调整，现有技术中的电感器件内多设有气隙，而在现有的加工方式中，对于这部分的气隙结构，都需要在磁芯、磁体成型后进行适度的精准打磨，这样一来，不仅增加了器件整体的制作难度，而且也提高了生产成本，不便于自动化生产。

综上所述，基于上述技术缺陷，如何在各类现有技术的基础上，提出一种全新的大电流组合式高温电感及其对应的加工方法，既可以保证其应用的可靠性、又可以进一步简化器件的生产工艺，这也就成为了目前本领域内技术人员所亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种大电流组合式高温电感及其加工方法，具体如下。

一种大电流组合式高温电感，由电感磁体以及电感导体粘接组合而成，所述电感磁体包括一块外部电感磁体以及至少一块内部电感磁体，所述外部电感磁体一体成型且所述外部电感磁体上贯穿开设有至少一个用于设置所述电感导体的导体收纳槽，每个所述导体收纳槽内均设置有一个所述电感导体且每个所述电感导体与所述导体收纳槽内部的剩余空间均由一块所述内部电感磁体完成填充。

优选地，所述外部电感磁体整体为长方体结构，所述外部电感磁体的上端面开设有至少一个导体收纳槽，所述导体收纳槽上下贯通且所述导体收纳槽上方槽口的两侧位置处均开设有引脚引出槽口。

优选地，所述外部电感磁体的上端面开设有多个导体收纳槽，多个所述导体收纳槽之间等距平行排布。

优选地，所述电感导体、所述导体收纳槽以及所述内部电感磁体三者的数量相同；所述电感导体的外部形状与所述导体收纳槽的内部形状匹配对应，所述电感导体的内部形状与所述内部电感磁体的形状匹配对应。

优选地，所述电感导体经过弯折形成有效用部及引脚部，所述引脚部位于所述效用部的两侧，所述电感导体的效用部嵌设于所述导体收纳槽内部，所述内部电感磁体嵌设于所述电感导体的效用部与所述导体收纳槽内部所共同形成的空腔内；所述电感导体的引脚部通过所述引脚引出槽口外露于所述外部电感磁体的上端面；在所述电感磁体及所述电感导体的组合状态下，所述外部电感磁体、所述电感导体以及所述内部电感磁体三者的上端面共面，所述外部电感磁体以及所述电感导体二者的下端面共面。

优选地，所述电感导体的效用部与所述导体收纳槽之间间隙配合、二者间存在气隙空间，所述电感导体的效用部与所述内部电感磁体之间间隙配合、二者间存在气隙空间。

一种大电流组合式高温电感的加工方法，用于加工如上所述的大电流组合式高温电感，包括如下步骤：

S1、电感磁体加工，将绝缘粉末、粘接剂、润滑剂及固化剂按比例搅拌，混合造粒形成电感磁体颗粒料，通过模具使所述电感磁体颗粒料成型，经高温烧结后得到外部电感磁体及内部电感磁体；

S2、电感导体加工，选择导体基材，经冷压成型、弯折成形后得到电感导体；

S3、电感组合加工，将所述外部电感磁体、所述电感导体以及所述内部电感磁体三者按序叠合拼接，粘接组合得到电感加工成品。

优选地，在S1中：所述绝缘粉末包括铁系粉末、铁硅系粉末、铁硅铬系粉末、铁硅铝系粉末、非晶系粉末及纳米晶系粉末中的任意一种或多种的组合；所述粘接剂为硅树脂中的任意一种或多种的组合；所述润滑剂包括硬脂酸、硬脂酸铝、硬脂酸镁、硬脂酸钙以及硬脂酸锌中的任意一种或多种的组合。

优选地，在S2中：所述导体基材的选择范围包括FeSiCr、FeSiAl、FeSi、FeNi、FeSiBCr以及Fe基合金中的任意一种或多种。

优选地，S1包括如下步骤：

S11、将绝缘粉末、粘接剂、润滑剂及固化剂按比例搅拌，所述粘接剂的添加量为0.5%~10%，混合造粒形成电感磁体颗粒料；

S12、设置与待成型部件形状一致的加工模具，将所述电感磁体颗粒料投入所述加工模具内模压成型，得到所述外部电感磁体及所述内部电感磁体的半成品；

S13、将所述外部电感磁体及所述内部电感磁体的半成品放入高温烧结炉内，在700℃~1200℃的温度条件下进行高温烧结；高温烧结过程中，向高温烧结炉内通入N₂保护，最终得到所述外部电感磁体及所述内部电感磁体。

本发明的优点主要体现在以下几个方面：

本发明的大电流组合式高温电感采用组合式的结构，实现了对电感器件的有效整合，电感的整体形状较为规整且其上的引脚均设置于电感成品的同侧外表面，不仅保证了电感器件的屏蔽性能，而且缩小了电感器件整体的体积和占用空间，使得其在各种电路结构内的设置灵活性得到了保证，为其后续安装使用提供了便利。

同时，在本发明的大电流组合式高温电感的结构中，外部电感磁体为一体成型式的结构，显著地提升了电感器件使用时的稳定性，尽可能地降低了器件抖动、避免了噪音现象。

此外，本发明的大电流组合式高温电感的加工方法，加工过程快速、加工难度低，适合大规模应用。而且，在本发明的电感结构中，烧结成型的电感磁体内部形成有气隙结构，电感导体与电感磁体在成型阶段就预设有标准的气隙空间，既保证了由本发明的方法所加工出的大电流组合式高温电感具有与现有电感相同的磁路和阻值，又实现了对加工方法的大幅简化，降低了工艺难度，提升了加工效率，为后续的规模化生产提供了条件。

最后，本发明也为同领域内的其他相关方案提供了参考依据，可以以此进行拓展延伸，将此类结构和方法运用于其他电感器件的技术方案中，具有十分广阔的应用前景。

以下便结合实施例附图，对本发明的

具体实施方式

作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1为本发明中一具体实施例的拆解结构示意图；

图2为图1所示的具体实施例的整体结构示意图；

图3为本发明中另一具体实施例的拆解结构示意图；

图4为图3所示的具体实施例的整体结构示意图；

其中：1、电感导体；2、外部电感磁体；21、导体收纳槽；3、内部电感磁体。

具体实施方式

本发明提出了一种大电流组合式高温电感及其加工方法，具体如下。

如图所示，本发明揭示了一种大电流组合式高温电感，由电感磁体以及电感导体1粘接组合而成，所述电感磁体包括一块外部电感磁体2以及至少一块内部电感磁体3，所述外部电感磁体2一体成型且所述外部电感磁体2上贯穿开设有至少一个用于设置所述电感导体1的导体收纳槽21，每个所述导体收纳槽内均设置有一个所述电感导体1且每个所述电感导体1与所述导体收纳槽21内部的剩余空间均由一块所述内部电感磁体3完成填充。

所述外部电感磁体2整体为长方体结构，所述外部电感磁体2的上端面开设有至少一个导体收纳槽21，所述导体收纳槽21上下贯通且所述导体收纳槽21上方槽口的两侧位置处均开设有引脚引出槽口。

需要补充说明的是，在本发明的技术方案中，所述大电流组合式高温电感可以具有多种设置形式，其中一种实施例为如图1~图2所示的独立式结构，另外一种实施例则为如图3~图4所示的整排组合式结构。当所述大电流组合式高温电感为整排组合式结构时，所述外部电感磁体2的上端面开设有多个导体收纳槽21，多个所述导体收纳槽21之间等距平行排布。

所述电感导体1、所述导体收纳槽21以及所述内部电感磁体3三者的数量相同；所述电感导体1的外部形状与所述导体收纳槽21的内部形状匹配对应，所述电感导体1的内部形状与所述内部电感磁体3的形状匹配对应。

所述电感导体1经过弯折形成有效用部及引脚部，所述引脚部位于所述效用部的两侧，所述电感导体1的效用部嵌设于所述导体收纳槽21内部，所述内部电感磁体3嵌设于所述电感导体1的效用部与所述导体收纳槽21内部所共同形成的空腔内；所述电感导体1的引脚部通过所述引脚引出槽口外露于所述外部电感磁体2的上端面；在所述电感磁体及所述电感导体1的组合状态下，所述外部电感磁体2、所述电感导体1以及所述内部电感磁体3三者的上端面共面，所述外部电感磁体2以及所述电感导体1二者的下端面共面。

所述电感导体1的效用部与所述导体收纳槽21之间间隙配合、二者间存在气隙空间，所述电感导体1的效用部与所述内部电感磁体3之间间隙配合、二者间存在气隙空间。此处设置气隙的作用在于减小磁导率，使电感导体1的特性较少地依赖于导体材料的起始磁导率。而且气隙的设置还可以避免在交流大信号或直流偏置下的磁饱和现象，更好地控制电感量。

综上所述，本发明的大电流组合式高温电感采用组合式的结构，实现了对电感器件的有效整合，电感的整体形状较为规整且其上的引脚均设置于电感成品的同侧外表面，不仅保证了电感器件的屏蔽性能，而且缩小了电感器件整体的体积和占用空间，使得其在各种电路结构内的设置灵活性得到了保证，为其后续安装使用提供了便利。

同时，在本发明的大电流组合式高温电感的结构中，外部电感磁体为一体成型式的结构，显著地提升了电感器件使用时的稳定性，尽可能地降低了器件抖动、避免了噪音现象。

本发明还揭示了一种大电流组合式高温电感的加工方法，用于加工如上所述的大电流组合式高温电感，包括如下步骤：

S1、电感磁体加工，将绝缘粉末、粘接剂、润滑剂及固化剂按比例搅拌，混合造粒形成电感磁体颗粒料，通过模具使所述电感磁体颗粒料成型，经高温烧结后得到外部电感磁体2及内部电感磁体3。

在S1中，所述绝缘粉末包括铁系粉末、铁硅系粉末、铁硅铬系粉末、铁硅铝系粉末、非晶系粉末及纳米晶系粉末中的任意一种或多种的组合；所述粘接剂为硅树脂中的任意一种或多种的组合，在本实施例中，所述粘接剂优选为高温硅酮树脂；所述润滑剂包括硬脂酸、硬脂酸铝、硬脂酸镁、硬脂酸钙以及硬脂酸锌中的任意一种或多种的组合。

进一步而言，S1具体包括如下操作：

S11、将绝缘粉末、粘接剂、润滑剂及固化剂按比例搅拌，所述粘接剂的添加量为0.5%~10%，混合造粒形成电感磁体颗粒料；

S12、设置与待成型部件形状一致的加工模具，将所述电感磁体颗粒料投入所述加工模具内模压成型，得到所述外部电感磁体2及所述内部电感磁体3的半成品；

S13、将所述外部电感磁体2及所述内部电感磁体3的半成品放入高温烧结炉内，在700℃~1200℃的温度条件下进行高温烧结；高温烧结过程中，向高温烧结炉内通入N₂保护，最终得到所述外部电感磁体2及所述内部电感磁体3。

此处需要补充说明的是，经过高温烧结加工后的所述外部电感磁体2及所述内部电感磁体3不仅整体强度更为可靠、材质性能的稳定性更高、可承受大电流及高温环境，而且经过高温烧结后，所述外部电感磁体2及所述内部电感磁体3二者内部的树脂部分被抽取，在所述外部电感磁体2及所述内部电感磁体3二者的内部会形成无数个致密的间隙，这些间隙同样可以起到气隙的作用，实现对电感整体磁路和阻值的调整。

S2、电感导体加工，选择导体基材，经冷压成型、弯折成形后得到电感导体1。

在S2中，所述导体基材的选择范围包括FeSiCr、FeSiAl、FeSi、FeNi、FeSiBCr以及Fe基合金中的任意一种或多种。

S3、电感组合加工，将所述外部电感磁体2、所述电感导体1以及所述内部电感磁体3三者按序叠合拼接，粘接组合得到电感加工成品。

本发明的大电流组合式高温电感的加工方法，加工过程快速、加工难度低，适合大规模应用。而且，在本发明的电感结构中，烧结成型的电感磁体内部形成有气隙结构，电感导体与电感磁体在成型阶段就预设有标准的气隙空间，既保证了由本发明的方法所加工出的大电流组合式高温电感具有与现有电感相同的磁路和阻值，又实现了对加工方法的大幅简化，降低了工艺难度，提升了加工效率，为后续的规模化生产提供了条件。

最后，本发明也为同领域内的其他相关方案提供了参考依据，可以以此进行拓展延伸，将此类结构和方法运用于其他电感器件的技术方案中，具有十分广阔的应用前景。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。