磁芯结构和变压器的制作方法

1.本实用新型涉及电子元件技术领域，具体而言，涉及一种磁芯结构和变压器。


背景技术：

2.变压器是电源产品中进行能量交换的一个关键器件，它通常由线圈绕制在骨架上，再与磁芯组装而成，因不像其它元器件那样容易集成，致使传统变压器体积偏大。
3.然而，现在的电子产品，普遍以“轻、薄、短、小”为特点，向小型化和便携化发展。电子变压器必须适应用户的产品对体积和重量的要求，同时，变压器的原材料价格也有所上涨。因此，如何减小体积和重量，如何降低成本，同时还提高变压器的整体性能，成为近年来电子变压器发展的主要方向。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种磁芯结构和变压器，旨在如何提高变压器的整体性能。
5.本实用新型的实施例是这样实现的：
6.一种磁芯结构，包括磁罩以及磁芯，磁罩开设有安装空间，磁罩上设有多个焊盘，多个焊盘间隔设置；磁芯设于安装空间内，磁芯的外侧面与安装空间之间形成气隙；安装空间内壁对应各焊盘位置开设有增大气隙面积的第一缺口。
7.可选地，各焊盘上设有用于焊接绕组引出端的配线槽，各配线槽靠近磁芯端连通对应的第一缺口。
8.可选地，配线槽的深度小于等于绕组引出端直径的1/2。
9.可选地，配线槽和绕组引出端之间通过锡料固定。
10.可选地，焊盘为电镀焊盘。
11.可选地，磁罩设有用于识别脚位的识别区。
12.可选地，磁罩的外形为矩形，矩形的一角为斜角以作为识别区。
13.可选地，磁芯包括两个相对设置的端板和连接两个端板的连接柱，绕组缠绕于连接柱上；端板的边缘设有多个用于分别挂设多个绕组的端头的第二缺口。
14.可选地，气隙内可填充粘合剂。
15.一种变压器，包括：如上述的磁芯结构；以及，至少两个绕组。
16.本实用新型实施例的有益效果包括：本实用新型提供的磁芯结构和变压器，包括磁罩以及磁芯，磁罩开设有安装空间，磁芯设于安装空间内，磁芯用于绕设绕组，绕组直接绕设在磁芯上，磁芯外围设置有磁罩，以形成闭合回路，这样一来，能减少漏磁，增加强度，元件不再是引起pcba超高的关键因素，结构扁平简单，散热性好；此外，绕组直接绕设在磁芯上，相较于现有技术中将绕组绕设在骨架的设置，本实用新型提供的磁芯结构，去除了骨架，能够简化工艺流程，节省材料成本，还利于生产的自动化。另一方面，磁芯的外侧面与安装空间之间形成气隙；安装空间内壁对应各焊盘位置开设有增大气隙面积的第一缺口，绕
组绕设在磁芯上时，绕组引出端从第一缺口位置引入焊盘，绕组引出端会占用气隙的一定空间，而通过开设第一缺口，保证了气隙的空间，能够提高对磁芯结构电感量的控制有效性，以提高磁芯结构和变压器的整体性能，并且在制备时，通过设置第一缺口的方式也能更容易实现气隙的处理，降低制备成本。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
18.图1为本实用新型实施例磁芯结构的结构示意图之一；
19.图2为本实用新型实施例磁芯结构的磁芯结构示意图之一；
20.图3为本实用新型实施例磁芯结构的结构示意图之二；
21.图4为本实用新型实施例磁芯结构的结构示意图之三；
22.图5为本实用新型实施例磁芯结构的磁芯结构示意图之二；
23.图6为本实用新型实施例磁芯结构的结构示意图之四；
24.图7为图4对应的绕组绕设示意图；
25.图8为本实用新型实施例磁芯结构的结构示意图之五；
26.图9为图8对应的绕组绕设示意图之一；
27.图10为图8对应的绕组绕设示意图之二；
28.图11为图8对应的绕组绕设示意图之三。
29.图标：11-磁罩；110、110a、110b、110c、110d、110e、110f-焊盘；111-配线槽；112-识别区；12-磁芯；121-端板；121a、121b、121c、121d-第二缺口；122-连接柱；13-气隙；130-第一缺口；131-粘合剂。
具体实施方式
30.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
31.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对
重要性。
34.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.传统变压器先将线圈绕在骨架上，再把磁芯组装上去，元件高度偏高，难以满足最终电子产品轻、薄的要求；而且，其引脚为穿过骨架上的插针，在制作与生产过程中，容易出现变形，还需要增加管控长度和插拔力；另外，逐渐发展起来的pcb式平面变压器，匝数少，磁通大，容易饱和，磁通分布不平衡，导致有的地方温度高，易损坏变压器，且不便于维修。因此，在当今的电子产品，普遍以“轻、薄、短、小”为特点向小型化和便携化发展的前提下，电子变压器必须适应用户的产品对体积和重量的要求，同时，变压器的原材料价格也有所上涨。因此，如何减小体积和重量，如何降低成本，并且还能同时提高变压器的整体性能已经成为近年来电子变压器发展的主要方向。
36.在此基础上，本实用新型提供一种磁芯结构，不需设置骨架，显著减少磁芯结构的体积和重量，提高磁芯结构的整体性能，适用于超薄、贴片的小型变压器，可应用于小功率的场景，高度超低，可在1.2mm或以下，适用反激励变压、正激励、pull-push变压器，进行简单的变压和隔离，承载高压可以适用小于1500v ac的耐压要求。
37.具体地，本实用新型提供一种磁芯结构，如图1所示，包括磁罩11以及磁芯12，磁罩11开设有安装空间，磁罩11上设有多个焊盘110，多个焊盘110间隔设置，可选地，多个焊盘110间隔设置在磁罩11的底面。磁芯12设于安装空间内，磁芯12的外侧面与安装空间之间形成气隙13；安装空间内壁对应各焊盘110位置开设有增大气隙13面积的第一缺口130。
38.气隙13是磁芯12空气间隙，磁罩11和磁芯12不是一个整体的闭合体，两者之间的间隙即为气隙13。气隙13能够减小磁导率，使线涠特性较少地依赖于磁芯材料的起始磁导率，避免在交流大信号或直流偏置下的磁饱和现象，能更好地控制电感量。
39.本实用新型通过在安装空间内壁对应各焊盘110位置开设第一缺口130，通过第一缺口130能引导绕组引出端进入焊盘110，设置第一缺口130相当于增大了气隙13的面积，保证了气隙13的空间，能够更有效地控制磁芯结构的电感量，以提高磁芯结构的整体性能。并且一般在制备变压器时，气隙的处理是大多变压器生产厂家面临的难题，气隙难处理，费工费时，大大增加生产成本，而本实用新型通过设置第一缺口130的方式，从结构设置上就降低了制备时的难度，较大面积的气隙13更容易处理，降低了生产成本。
40.如图2所示，在本实用新型的一个可实现的方式中，磁芯12为工字型磁芯12，磁罩11开设有安装空间，磁芯12设置于安装空间内，磁芯12用于绕设绕组，以和外侧的磁罩11形成闭合回路。这样一来，将绕组直接绕设在磁芯12上，无需再设置骨架。
41.采用无骨架设计，直接绕线圈在“工”字型磁芯12上，外围设置有磁罩11，使之形成闭合回路，减少漏磁，增加强度，元件不再是引起pcba超高的关键因素，结构扁平简单，散热性好，去除骨架会简化工艺流程，便于自动化生产，同时节省材料成本。
42.需要说明的是，磁芯12沿贯通方向的截面为工字型，磁芯12具体包括两个相对设置的端板121和连接两个端板121的连接柱122，绕组绕于连接柱122上。端板121和磁罩11顶面平行的面为圆面，端板121为高度较小的圆柱体；而对于连接柱122来说，连接柱122也为
圆柱体结构，由图2可看出，磁芯12由两个圆柱体的端板121和一个连接柱122以形成扁平式的结构，磁芯12在贯通方向的高度和磁罩11相同，换言之，磁芯12的顶面和磁罩11的顶面平齐、磁芯12的底面和磁罩11的底面平齐。
43.另外，如图3所示，磁罩11上设有多个焊盘110，多个焊盘110之间间隔设置。本实用新型的一种可实现的方式中，磁罩11的外形为矩形，多个焊盘110分布在磁罩11的对称边角。
44.在本实用新型的另一种可实现的方式中，焊盘110采用电镀工艺制备，也就是说，焊盘110为电镀焊盘110，电镀可保证焊盘110在磁罩11上设置的牢固性，同时电镀还具有防腐效果，以保证焊盘110使用的耐久性。当然，焊盘110的材质、制成工艺和结构不以局限。
45.可选地，各焊盘110上均设有配线槽111，各配线槽111靠近磁芯12端连通第一缺口130。绕组引出端从第一缺口130处引入配线槽111中，第一缺口130可起到导引的作用，使绕组的引出端更顺畅的进入配线槽111。
46.另外，各焊盘110底部设有线槽，装配线后能保持平整，有助于贴片时平稳焊接，不易发生偏移、连锡不良。
47.本实用新型的一种可实现的方式中，如图4所示，四个焊盘110分别位于磁罩11的边角上，四个配线槽111分别位于对应的焊盘110上，也相当于位于磁罩11的边角上，配线槽111的作用是使绕设在磁芯12上的绕组的引出端进入，以和对应的焊盘110连接。
48.另一方面，如果没有配线槽111，直接采用点焊工艺将绕组引出端焊在焊盘110上面，点焊工艺把绕组引出端压扁，且会占用高度，而且焊接不足够牢固。
49.需要说明的是，配线槽111具有一定的深度，配线槽111的槽面低于磁罩11的底面，以为布置绕组引出端留出空间。
50.可选地，配线槽111沿贯通方向的深度小于等于绕组引出端直径的1/2。当然，应理解，这并不是对配线槽111深度的唯一限制，本领域技术人员可根据具体需要设置，此处不再一一例举。
51.此外，为使绕组引出端能牢固连接，配线槽111和绕组引出端之间通过锡料固定。将绕组引出端放入配线槽111，采用点焊，再低温260℃～350℃热浸锡，低温浸锡有利于绕组引出端的可靠性，配线槽111内填满锡，这样大大减低单一点焊开路问题，从而可以用于汽车电子部件。
52.可选地，磁罩11设有用于识别脚位的识别区112，这样一来，装配时便可易于识别，防止装错方向。
53.本实用新型的一种可实现的方式中，磁罩11以矩形结构出现，矩形的一角为斜角以用于作为识别区112。当然，识别区112的结构和形状不以局限，只要能起到标识作用即可。
54.可选地，如图5所示，磁芯12的端板121边缘设有多个第二缺口，用于分别挂设多个绕组的端头，以方便识别。例如，端板121上分别设置有四个第二缺口，为方便识别引线起尾，第二缺口121a处挂初级起线，再进行绕线；绕线完成后在第二缺口121b处挂初级尾线；为方便识别引线起尾，第二缺口121c处挂次级起线，再进行绕线；绕线完成后在第二缺口121d处挂次级尾线。
55.可选地，另外，如图6所示，磁芯12和磁罩11之间的气隙13内可填充粘合剂131，通
过在磁芯12和磁罩11的气隙13之间灌粘合剂131以填充，以增加磁芯结构整体的强度。
56.另一方面，本实用新型还提供一种变压器，包括：如前述的磁芯结构；以及，至少两个绕组。
57.将至少两个绕组叠加绕设于磁芯12上，以和磁芯12外侧的磁罩11形成闭合回路，以作为变压器工作使用。至少两个绕组叠加绕设时，能使磁芯12上的绕组更密集，以提高变压器的电流密度，使变压器稳定、高效工作。
58.该变压器包含与前述实施例中的磁芯结构相同的结构和有益效果。磁芯结构的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。
59.下述以具体的几个示例进行说明：
60.示例一
61.本实用新型提供一种变压器，如图4所示，包括一个“工”型磁芯12和一个磁罩11及线圈，如图7所示，含两个绕组，四个电镀部位作为器件的焊盘110，分别为焊盘110a、焊盘110b、焊盘110c、焊盘110d。
62.在“工”型磁芯12上进行绕线，叠加密绕，匝数比可为(n1:n2)＝1:4，绕线后组装，线头沿配线槽111固定在磁罩11的焊盘110上，将对应的引线与对应的焊盘110进行焊接，采用热浸锡工艺进行焊锡拖平。绕线因为不是1:1，此时可以先绕绕组n1，再进行绕n2。
63.示例二
64.本实用新型提供一种变压器，如图8所示，包括一个“工”型磁芯12和一个磁罩11及线圈，如图9所示，含三个绕组，中间一个抽头，六个电镀部位中的五个作为元器件的有效焊盘110，分别为焊盘110a、焊盘110c、焊盘110d、焊盘110e、焊盘110f。
65.在“工”型磁芯12上进行绕线，叠加密绕，绕阻为n1，n2，n3，绕线后组装，线头沿配线槽111固定在磁罩11的焊盘110上，将对应的引线与对应的焊盘110进行焊接，采用热浸锡工艺进行焊锡拖平。
66.示例三
67.本实用新型提供一种变压器，如图8所示，包括一个“工”型磁芯12和一个磁罩11及线圈，如图10所示，含三个绕组，六个电镀部位作为器件的焊盘110，分别为焊盘110a、焊盘110b、焊盘110c、焊盘110d、焊盘110e、焊盘110f。
68.在“工”型磁芯12上进行绕线，叠加密绕，绕阻可为n1，n2，n3，绕线后组装，线头沿配线槽111固定在磁罩11的焊盘110上，将对应的引线与对应的焊盘110进行焊接，采用热浸锡工艺进行焊锡拖平。
69.示例四
70.本实用新型提供一种变压器，如图8所示，包括一个“工”型磁芯12和一个磁罩11及线圈，如图11所示，含四个绕组，六个电镀部位作为器件的焊盘110，分别为焊盘110a、焊盘110b、焊盘110c、焊盘110d、焊盘110e、焊盘110f。
71.在“工”型磁芯12上进行绕线，叠加密绕，绕阻可为n1，n2，n3，绕线后组装，线头沿配线槽111固定在磁罩11的焊盘110上，将对应的引线与对应的焊盘110进行焊接，采用热浸锡工艺进行焊锡拖平。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围
之内。