一種磁膠絕緣包覆的絕緣電線的製作方法

2023-05-29 11:18:37 2

本發明涉及電纜領域，具體涉及一種磁膠絕緣包覆的絕緣電線。

背景技術：

在導線外圍均勻而密封地包裹一層不導電的材料，如：樹脂、塑料、矽橡膠、PVC等，形成絕緣層，防止導電體與外界接觸造成漏電、短路、觸電等事故發生的電線叫絕緣導線。而漆包線是繞組線的一個主要品種，由導體和絕緣層兩部組成，裸線經退火軟化後，再經過多次塗漆，烘焙而成。屏蔽線就是在導線外面包了一層金屬保護層(一般為網狀)，將金屬層一端接地後可以有效形成電氣屏蔽腔外界對導線中傳輸信號的幹擾。屏蔽線作用就是消除外界對內部的噪聲幹擾。(電磁差模噪聲和共模噪聲對電器設備的危害，不僅會使得設備工作異常，而且會降低設備內部元器件的使用壽命。噪聲進入電網後會影響和危害其它正常工作的設備。所以必須按相關國家標準進行有效進行降低至消除其影響和危害。)

因為屏蔽體對來自導線、電纜、元部件、電路或系統等外部的幹擾電磁波和內部電磁波均起著吸收能量(渦流損耗)、反射能量(電磁波在屏蔽體上的界面反射)和抵消能量(電磁感應在屏蔽層上產生反向電磁場，可抵消部分幹擾電磁波)的作用，所以屏蔽體具有減弱幹擾的功能。

(1)當幹擾電磁場的頻率較高時，利用低電阻率的金屬材料中產生的渦流，形成對外來電磁波的抵消作用，從而達到屏蔽的效果。

(2)當幹擾電磁波的頻率較低時，要採用高導磁率的材料，從而使磁力線限制在屏蔽體內部，防止擴散到屏蔽的空間去。

(3)在某些場合下，如果要求對高頻和低頻電磁場都具有良好的屏蔽效果時，往往採用不同的金屬材料組成多層屏蔽體。

對於電磁屏蔽有一種錯誤理解是：只要用金屬做一個箱子，然後將箱子接地，就能夠起到電磁屏蔽的作用。其實電磁屏蔽與屏蔽體接地與否並沒有關係。

綜上所述現有技術基礎上還不能簡單地做到電磁屏蔽，因此有待對這一技術進行進一步改進。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服上述現有技術的不足，提供結構簡單，電磁屏蔽效果好的磁膠絕緣包覆的絕緣電線。

為達到上述目的，一種磁膠絕緣包覆的絕緣電線，包括導體和包覆在導體外的絕緣層，所述絕緣層為用於產生電氣屏蔽腔體，吸收電磁能量的帶有磁性材料的電磁屏蔽層，所述磁性材料為帶軟磁特性的合金粉末和/或鐵氧體粉體。

優選地，所述合金粉末為NiZn或MnZn。

優選地，所述鐵氧體粉體為FeSiAl、FeSi或FeNi。

優選地，單獨加入所述NiZn、MnZn、FeSiAl、FeSi和FeNi磁性粉體的任意一種時，其加入的比例為5％-45％。

優選地，單獨加入所述NiZn、MnZn、FeSiAl、FeSi和FeNi磁性粉體的任何一種時，其加入的比例為30％。

優選地，加入的所述磁性材料為NiZn、MnZn和合金粉末。

優選地，加入的所述NiZn、MnZn和合金粉末的比例為10-25％：5-15％：5-15％。

優選地，加入的所述NiZn、MnZn和合金粉末的比例為20％：10％：5％。

一種集成電感濾波器，包括濾波器本體，所述濾波器本體中的繞線電纜採用上述任一項所述的磁膠絕緣包覆的絕緣電線。

一種電感器，包括電感器本體，所述電感器本體中的繞線電纜採用上述任一項所述的磁膠絕緣包覆的絕緣電線。

本發明的有益效果：本發明採用在導體外包覆一層產生電氣屏蔽腔體，吸收電磁能量的帶有磁性材料的電磁屏蔽層，整體結構簡單，同時不需要屏蔽接地處理就可以做到很好的電磁屏蔽效果。

附圖說明

圖1是本發明一種磁膠絕緣包覆的絕緣電線的整體結構示意圖。

圖2是本發明一種濾波器的整體結構示意圖。

圖3是現有濾波器和本發明一種濾波器的工作磁密將的對比圖。

圖4是現有技術濾波器性能圖(N,15A)(N代表零線，L代表火線)

圖5是本發明一種濾波器的性能圖(N,15A)。

圖6是現有技術濾波器性能圖(L,15A)。

圖7是本發明一種濾波器的性能圖(L,15A)。

圖8是現有技術濾波器性能圖(N,0A)。

圖9是本發明一種濾波器的性能圖(N,0A)。

圖10是現有技術濾波器性能圖(L,0A)。

圖11是本發明一種濾波器的性能圖(L,0A)。

圖12是本發明一種電感器的俯視圖。

圖13是本發明一種電感器的側視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明。

實施例一

如圖1所示，一種磁膠絕緣包覆的絕緣電線3，包括導體1和包覆在導體外的絕緣層2，所述絕緣層2為用於產生電氣屏蔽腔體，吸收電磁能量的帶有磁性材料的電磁屏蔽層。所述磁性材料為帶軟磁特性的合金粉末和/或鐵氧體粉體。具體地，所述合金粉末為NiZn或MnZn；所述鐵氧體粉體為FeSiAl、FeSi或FeNi等。

當單獨加入NiZn，MnZn，FeSiAl、FeSi或FeNi磁性粉體的任意一種時，加入的磁性粉體比例為5％－45％，本實施例中選擇最優值30％。

當加入的材料為NiZn、MnZn和合金粉末混合的混合物時，所述：NiZn、MnZn和合金粉末加入的質量百分比分別為：10-25％、5-15％和5-15％，本實施例中NiZn、MnZn和合金粉末加入的質量百分比分別為20％、10％和5％。

影響屏蔽體屏蔽效能有兩個因素：一個是整個屏蔽體表面必須是導電連續的；另一個是不能有直接穿透屏蔽體的導體。

屏蔽體上有很多導電不連續點，最主要的一類是屏蔽體不同部分結合處形成的不導電縫隙。這些不導電的縫隙就產生了電磁洩漏，如同流體會從容器上的縫隙上洩漏一樣。解決這種洩漏的一個方法是在縫隙處填充導電彈性材料，消除不導電點。這就像在流體容器的縫隙處填充橡膠的道理一樣。這種彈性導電填充材料就是電磁密封襯墊。

在許多文獻中將電磁屏蔽體比喻成液體密封容器，其認為當用導電彈性材料將縫隙密封到滴水不漏的程度才能夠防止電磁波洩漏，實際上這是不確切的。

縫隙或孔洞是否會洩漏電磁波，取決於縫隙或孔洞相對於電磁波波長的尺寸。當波長遠大於開口尺寸時，並不會產生明顯的洩漏。因此，當幹擾的頻率較高時，這時波長較短，就需要使用電磁密封襯墊。具體說，當幹擾的頻率超過10MHz時，就要考慮使用電磁密封襯墊。凡是有彈性且導電良好的材料都可以用做電磁密封襯墊。

本發明就是基於以上原理分析的基礎上做出的改進，採用在導體外包覆一層產生電氣屏蔽腔體，吸收電磁能量的帶有磁性材料的電磁屏蔽層，整體結構簡單，同時不需要屏蔽接地處理就可以做到很好的電磁屏蔽效果。

如圖2-11所示，一種集成電感濾波器，包括濾波器本體4，所述濾波器本體4中的繞線電纜採用上述所述的磁膠絕緣包覆的絕緣電線。

在現有產品中，對濾波器高效率/高功率密度模塊的要求不斷提高，實際勘測，G2濾波器體積將近佔總體積的25％-30％，不適用於高功率密度。這25％-30％中，共模電感和X電容佔了很大部分，因此，追求模塊的高功率密度，必須減少共模電感和X電容佔用體積。另外，差模電感分量和共模電感分量保持較高數值，也是非常困難，也有些採用差共模集成，若要二分量不產生相互作用，會導致體積增大，若二分量產生相互作用，在高溫或大功率下會導致性能變差。

共模電感的原理如下：

由於整個磁路過程中的Hl(磁壓降)與NI(磁動勢)之差不可能完全為0，必然產生漏磁通，形成差模分量存在的共模電感。

採用了本發明磁膠絕緣包覆的絕緣電線代替漆包線後，差模分量由原來的15uH增至到約20uH，在進行幹擾測試結果如下：

通過分析，225kHz噪聲主要是主變壓器空間輻射至輸入端，通過屏蔽輸入濾波器就能解決，200kHz是PFC差模噪聲源產生，需要濾波器過濾。從傳導測試結果可以看出，200kHz處的裕量比較大，模塊在差模部分改進空間很大，可以減小濾波器裡面共模電感或者X電容的數值，從而達到減小體積的效果。

同時從測試結果上看，200kHz處差模噪聲抑制得比較乾淨。比漆包線製作的原電感改善超過10dB。

實施例二：

本實施例與實施例一的不同之處在於：

當單獨加入NiZn，MnZn，FeSiAl、FeSi或FeNi磁性粉體的任意一種時，加入的磁性粉體的比例為5％。

當加入的材料為NiZn、MnZn和合金粉體混合的混合物時，所述：NiZn、MnZn和合金粉體加入的質量百分比分別為：10％、5％和5％。

實施例三：

本實施例與實施例一的不同之處在於：

當單獨加入NiZn，MnZn，FeSiAl、FeSi或FeNi磁性粉體的任意一種時，加入的磁性粉體的比例為20％。

當加入的材料為NiZn、MnZn和合金粉體混合的混合物時，所述：NiZn、MnZn和合金粉體加入的質量百分比分別為：15％、10％和10％。

實施例四：

本實施例與實施例一的不同之處在於：

當單獨加入NiZn，MnZn，FeSiAl、FeSi或FeNi磁性粉體的任意一種時，加入的磁性粉體的比例為35％。

當加入的材料為NiZn、MnZn和合金粉體混合的混合物時，所述：NiZn、MnZn和合金粉體加入的質量百分比分別為：25％、10％和15％。

實施例五：

本實施例與實施例一的不同之處在於：

當單獨加入NiZn，MnZn，FeSiAl、FeSi或FeNi磁性粉體的任意一種時，加入的磁性粉體的比例為45％。

當加入的材料為NiZn、MnZn和合金粉體混合的混合物時，所述：NiZn、MnZn和合金粉體加入的質量百分比分別為：25％、15％和15％。

如圖12-13所示，一種電感器，包括電感器本體5，所述電感器本體5中的繞線電纜採用上述任一項所述的磁膠絕緣包覆的絕緣電線3。

採用了磁膠絕緣包覆的絕緣電線的電感器，其空芯線圈的自感量增加10％～20％；這是由於電磁屏蔽層在導線外獨立形成磁路，將電磁的磁通密度有效收攏，不僅有效降低於自身對外界的電磁幹擾，而且對外界電磁噪聲幹擾有效進行渦流吸收，大大降低了外界對設備的影響。

其他磁芯代替空心線圈時，磁芯結合導線外部的電磁屏蔽層形成磁路，完成帶磁芯的外磁路部份，無需採用磁膠電感和帶屏蔽罩類的電感元件。

同樣的，本發明帶有電磁屏蔽層的絕緣電線還可以應用變壓器，電機等各種電子設備，同時還可以推廣應用到其他各行各業需要電纜的設備中。

本發明採用在導體外包覆一層產生電氣屏蔽腔體，吸收電磁能量的帶有磁性材料的電磁屏蔽層，整體結構簡單，同時不需要屏蔽接地處理就可以做到很好的電磁屏蔽效果。

根據上述說明書的揭示和教導，本發明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本發明並不局限於上面揭示和描述的具體實施方式，對發明的一些修改和變更也應當落入本發明的權利要求的保護範圍內。此外，儘管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，並不對本發明構成任何限制。