一種電磁爐用濾波電感及製備方法
2023-06-09 04:07:26 1
一種電磁爐用濾波電感及製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種電磁爐用濾波電感及製備方法，包括一種電磁爐用濾波電感，包括銅線圈和包覆於銅線圈外圍呈圓柱狀或方塊狀的鐵芯；所述鐵芯底部設置有與其垂直的兩個電極；所述鐵芯由金屬軟磁粉末壓制而成；所述銅線圈表面附有第一絕緣層；所述鐵芯外圍設置有第二絕緣層。其製備方法為：第一步是原材料選用；第二步是原材料表面處理；第三步是粉末造粒；第四步是電感成型；第五步是電感成型後處理。通過上述步驟製備出的電感具有體積小、耐電流、成本低的特點，可以替代目前廣泛使用的鐵粉芯磁環，並具有節約空間和成本、能量損耗小的優勢。
【專利說明】一種電磁爐用濾波電感及製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種電磁爐用濾波電感及製備方法，屬於電子器件製作工藝技術領 域。
[0002]
【背景技術】
[0003] 在電力電子器件中，例如開關電源、LED電源、逆變器、變頻器、電子變壓器、電源適 配器、共模電感、差模電感、功率輸出電感、電抗器等，軟磁材料和開關器件構成以上這些現 代電力電子器件的兩大支撐材料。其中，軟磁材料主要有鐵氧體、金屬帶材、磁粉芯等；目前 家電領域應用最多的是由還原鐵粉做成的鐵粉芯，是磁粉芯的一種；其最大的特點在於價 格低廉，因此應用的場合也最多；但是電力電子高功率密度、小型化的要求使得鐵粉芯越來 越受到挑戰；因此，業內開始使用鐵矽合金和鐵矽鋁合金的磁粉芯以期提高產品的特性，但 是其高昂的價格制約了其發展。
[0004]
【發明內容】
[0005] 為了解決上述問題，本發明提出了一種電磁爐用濾波電感及製備方法，通過在磁 路結構上對現有鐵粉芯進行改進，從而進一步挖掘鐵粉芯的潛力並發揮鐵粉芯價格低的優 勢。
[0006] 本發明的電磁爐用濾波電感；包括銅線圈和包覆於銅線圈外圍呈圓柱狀或方塊狀 的鐵芯；所述鐵芯底部設置有與其垂直的兩個電極；所述鐵芯由金屬軟磁粉末壓制而成； 所述銅線圈表面附有第一絕緣層；所述鐵芯外圍設置有第二絕緣層。
[0007] 作為優選方案，所述的電感所用金屬軟磁粉末為還原鐵粉，其粒度分布範圍為 45?100um。
[0008] 進一步地，所述的第一絕緣層為高分子聚合物；第二絕緣層材料為環氧樹脂絕緣 漆。
[0009] 作為優選方案，所述的第一絕緣層厚度為0. 05-0. 1mm。
[0010] 作為優選方案，所述的電極長度為3-10mm ; 上述的電磁爐用濾波電感，可通過下述的製備方法實現：所述的製備方法包括以下步 驟： 第一步，原材料選用：選用還原鐵粉作為該電感的鐵芯，採用純銅作為銅線圈材料；選 用還原鐵粉的粒度分布範圍在45~100um。
[0011] 第二步，原材料表面處理：將銅線圈表面塗上一層層5-10um厚的絕緣層；取用 0. 05~0. 2 wt%的磷酸和磷酸的:Γ10倍重量的丙酮或酒精配置成溶液，接著將溶液倒入裝有 餘量還原鐵粉的容器中不斷攪拌。
[0012] 第三步，粉末造粒：稱量1. (Γ3. 0 wt%鐵粉重量的粘結劑，並稱該粘結劑重量2、 倍的稀釋劑進行混合溶解為透明的溶液；所述的稀釋劑為丙酮或酒精；接著，將該溶液逐 步倒入第三步混合好的還原鐵粉中並不斷攪拌，直至液體與粉末充分接觸；接著將所述的 還原鐵粉在噴霧造粒機上進行造粒處理，獲得粒度均勻地團聚狀粉末，最後在乾燥箱中烘 幹為具有流動性的粉末； 第四步，電感成型，首先從是將線圈放入下衝，將電極插入下衝的兩個孔中；其次是將 陰模升起到填粉位置並在模腔中填入第三步製備的粉末；接著是通過壓制壓力作用上衝頭 緩慢壓下，使粉末與埋入其中的線圈同時經歷壓縮過程並最終成型為電感的形狀；接著是 先將壓制壓力卸載，且保持上衝頭位置不動，同時將陰模退回到初始位置接著，上衝頭退回 到初始位置；最後是將陰模升起到填粉位置並立即返回到初始位置；最後取出電感； 第五步，電感成型後處理：首先將成型後的電感放入烤箱並在100-150°C烘烤1~3小 時；接著將電感表面噴塗一層環氧樹脂絕緣漆；利用夾具對電感的電極整形；最後將電極 的表面絕緣物質剝除使其具備導電功能。
[0013] 本發明與現有技術相比較，其具有以下有益效果：本發明的電磁爐用濾波電感及 製備方法，其在相同應用條件下與一般的鐵粉芯電感相比，具有直流電阻，該電感的直流電 阻低為ΙΟ-ΙΟΟπιΩ ;另外其能量損耗低、體積小、耐電流和成本低的特點，可以替代目前廣 泛使用的鐵粉芯磁環，並具有節約空間和成本、能量損耗小的優勢。
[0014]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 附圖1是本發明所述電感成型的原理示意圖。
[0016]
【具體實施方式】
[0017] 本發明的工作原理是：對現有的鐵粉芯磁路結構上進行的一些改進。
[0018] 本發明的電磁爐用濾波電感；包括銅線圈和包覆於銅線圈外圍呈圓柱狀或方塊狀 的鐵芯；所述鐵芯底部設置有與其垂直的兩個電極；所述鐵芯由金屬軟磁粉末壓制而成； 所述銅線圈表面附有第一絕緣層；所述鐵芯外圍設置有第二絕緣層。
[0019] 其中，所述的電感所用金屬軟磁粉末為還原鐵粉，其粒度分布範圍為45~100um ; 所述的第一絕緣層為高分子聚合物；第二絕緣層材料為環氧樹脂絕緣漆；所述的第一絕緣 層厚度為〇· 05-0. 1mm ;所述的電極長度為3-10mm ; 上述的電磁爐用濾波電感，可通過下述的製備方法實現：所述的製備方法包括以下步 驟： 第一步，原材料選用：選用還原鐵粉作為該電感的鐵芯，採用純銅作為銅線圈材料；選 用還原鐵粉的粒度分布範圍在45~100um。
[0020] 第二步，原材料表面處理：將銅線圈表面塗上一層層5-10um厚的絕緣層；取用 0. 05~0. 2 wt%的磷酸和磷酸的:Γ10倍重量的丙酮或酒精配置成溶液，接著將溶液倒入裝有 餘量還原鐵粉的容器中不斷攪拌。
[0021] 第三步，粉末造粒：稱量1. (Γ3. 0 wt%鐵粉重量的粘結劑，並稱該粘結劑重量2、 倍的稀釋劑進行混合溶解為透明的溶液；所述的稀釋劑為丙酮或酒精；接著，將該溶液逐 步倒入第三步混合好的還原鐵粉中並不斷攪拌，直至液體與粉末充分接觸；接著將所述的 還原鐵粉在噴霧造粒機上進行造粒處理，獲得粒度均勻地團聚狀粉末，最後在乾燥箱中烘 幹為具有流動性的粉末； 第四步，電感成型：如圖1所示，首先從是將線圈1放入下衝5,將電極插入下衝5的兩 個孔中；其次是將陰模2升起到填粉位置並在模腔中填入第三步製備的粉末3 ;接著是通過 壓制壓力作用上衝頭4緩慢壓下，使粉末3與埋入其中的線圈1同時經歷壓縮過程並最終 成型為電感的形狀；接著是先將壓制壓力卸載，且保持上衝頭位置不動，同時將陰模2退回 到初始位置接著，上衝頭4退回到初始位置；最後是將陰模2升起到填粉位置並立即返回到 初始位直；最後取出電感； 第五步，電感成型後處理：首先將成型後的電感放入烤箱並在100-150°C烘烤1~3小 時；接著將電感表面噴塗一層環氧樹脂絕緣漆；利用夾具對電感的電極整形；最後將電極 的表面絕緣物質剝除使其具備導電功能。
[0022] 上面所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的構 思和範圍進行限定。在不脫離本發明設計構思的前提下，本領域普通人員對本發明的技術 方案做出的各種變型和改進，均應落入到本發明的保護範圍，本發明請求保護的技術內容， 已經全部記載在權利要求書中。
【權利要求】
1. 一種電磁爐用濾波電感，其特徵在於：包括銅線圈和包覆於銅線圈外圍呈圓柱狀或 方塊狀的鐵芯；所述鐵芯底部設置有與其垂直的兩個電極；所述鐵芯由金屬軟磁粉末壓制 而成；所述銅線圈表面附有第一絕緣層；所述鐵芯外圍設置有第二絕緣層。
2. 根據權利要求1所述的電磁爐用濾波電感，其特徵在於：所述的電感所用金屬軟磁 粉末為還原鐵粉，其粒度分布範圍為45~100um。
3. 根據權利要求1所述的電磁爐用濾波電感，其特徵在於：所述的第一絕緣層為高分 子聚合物；第二絕緣層材料為環氧樹脂絕緣漆。
4. 根據權利要求1所述的一種電磁爐用濾波電感，其特徵在於：所述的第一絕緣層厚 度為 0· 05-0· 1mm。
5. 根據權利要求1所述的一種電磁爐用濾波電感，其特徵在於：所述的電極長度為 3~10mmη
6. -種如權利要求1至5任一權利要求所述的電磁爐用濾波電感的製備方法，其特徵 在於，所述的製備方法包括以下步驟： 第一步，原材料選用：選用還原鐵粉作為該電感的鐵芯，採用純銅作為銅線圈材料；選 用還原鐵粉的粒度分布範圍在45~100um ; 第二步，原材料表面處理：將銅線圈表面塗上一層層5-lOum厚的絕緣層；取用 0. 05~0. 2 wt%的磷酸和磷酸的:Γ10倍重量的丙酮或酒精配置成溶液，接著將溶液倒入裝有 餘量還原鐵粉的容器中不斷攪拌； 第三步，粉末造粒：稱量1. (Γ3. 0 wt%鐵粉重量的粘結劑，並稱該粘結劑重量2飛倍的 稀釋劑進行混合溶解為透明的溶液；所述的稀釋劑為丙酮或酒精；接著，將該溶液逐步倒 入第三步混合好的還原鐵粉中並不斷攪拌，直至液體與粉末充分接觸；接著將所述的還原 鐵粉在噴霧造粒機上進行造粒處理，獲得粒度均勻地團聚狀粉末，最後在乾燥箱中烘乾為 具有流動性的粉末； 第四步，首先從是將線圈放入下衝，將電極插入下衝的兩個孔中；其次是將陰模升起到 填粉位置並在模腔中填入第三步製備的粉末；接著是通過壓制壓力作用上衝頭緩慢壓下， 使粉末與埋入其中的線圈同時經歷壓縮過程並最終成型為電感的形狀；接著是先將壓制 壓力卸載，且保持上衝頭位置不動，同時將陰模退回到初始位置接著，上衝頭退回到初始位 置；最後是將陰模升起到填粉位置並立即返回到初始位置；最後取出電感； 第五步，電感成型後處理：首先將成型後的電感放入烤箱並在100-150°C烘烤1~3小 時；接著將電感表面噴塗一層環氧樹脂絕緣漆；利用夾具對電感的電極整形；最後將電極 的表面絕緣物質剝除。
【文檔編號】H01F27/32GK104064320SQ201410125212
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年3月31日 優先權日:2014年3月31日
【發明者】汪民, 郭峰 申請人:廣州市德瓏電子器件有限公司