一种PCB平面电感器的制作方法

一种pcb平面电感器
技术领域
1.本实用新型属于电子元件领域，尤其涉及一种pcb平面电感器。


背景技术：

2.近年来，开关电源的高频化、小型化是重要的技术发展趋势。随着平面电感的出现，极大地缩小了高频开关电源的产品尺寸，并提高了功率密度。现阶段平面电感的电感值一般较小，要实现大感值需要在结构上面增加尺寸，但是如此设计背离了平面电感小型化的发展要求，无法满足提高集成度的需要。


技术实现要素：

3.本实用新型目的是：现有技术中的电感器漏感大，且体积较大，占据空间较多，设计工艺不简易，考虑到现有技术中的电感器存在对于使用环境和震动的要求较高的缺陷。本实用新型针对以上问题提供一种pcb平面电感器用以解决上述问题。
4.本实用新型的技术方案是：一种pcb平面电感器，包括横设的pcb板，所述pcb板上竖直向贯穿开设有平行且左右对称的两处通槽，所述通槽上固定有拼接而成的磁芯，所述磁芯呈口字形，所述磁芯包括分别竖直贯穿两处通槽的第一磁柱和第二磁柱；所述pcb板上印制有环绕第一磁柱的第一绕组，和环绕第二磁柱并与第一绕组结构左右对称的第二绕组；所述第一绕组和第二绕组中均通有电流，且所述第一绕组和第二绕组中的电流的方向分别与第一绕组和第二绕组的绕线方向相同，且每层第一绕组中电流走向均相同。
5.优选的，所述pcb板包括多层平行设置的板层，其中n层所述板层为设置有第一绕组和第二绕组的电感层；不同所述电感层上的第一绕组之间通过pcb板上的过孔电性连接，不同所述电感层上的第二绕组之间通过pcb板上的过孔电性连接。
6.优选的，所述n为偶数；每两层所述电感层上的第一绕组首尾串联形成一组串联电感；n/2组所述串联电感的所有首端通过pcb板上的过孔相连，所有尾端通过pcb板上的过孔相连。
7.优选的，所述n为大于或等于二的整数；每层所述电感层上的第一绕组绕制结构均相同，均为由外向内顺时针绕圈或者由外向内逆时针绕圈或者由内向外顺时针绕圈或者由内向外逆时针绕圈，n层所述电感层的第一绕组的所有首端通过pcb板上的过孔相连、所有尾端通过pcb板上的过孔相连。
8.优选的，所述第一绕组整体呈圆形、椭圆形、矩形中的任意一种。
9.优选的，所述磁芯由两个截面为c形的子磁芯拼接而成。
10.优选的，所述pcb板为环氧玻璃纤维板。
11.优选的，所述磁芯的材质为mpp。
12.与现有技术相比，本实用新型的优点是：
13.(1)本实用新型将电感器直接集成到pcb板上，可直接组装到需要的产品上，免去了焊接和需要特殊安装工具的安装过程。
14.(2)本实用新型的绕线设置于pcb板上，故可根据需要的感量来设计所需pcb板的大小和形状，使得相同感量的前提下，体积小于传统的立式或卧式电感器，且pcb板也不局限于矩形，可根据需求制作为特殊形状的异形板，从而充分利用了空间，进而减少了整套设备的体积；相较于传统贴片电感，本实用新型在相同的体积下拥有较大的功率。
15.(3)基于耐压的pcb板的基础上，本实用新型不需要额外考虑耐压问题，且pcb板可通过大面积露铜来进行散热，提高了产品的工作性能。
16.(4)不同的绕线方式使得本实用新型获得了不同的性能，如串联绕线可以增加电感的绕线圈数，提高电感的感量；并联绕线可以提高线路的过电流能力。
附图说明
17.下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
18.图1为本实用新型所述一种pcb平面电感器结构图；
19.图2为本实用新型所述第一实施例的示意图；
20.图3为本实用新型所述第二实施例的示意图；
21.其中：1、pcb板，11、第一位置，12、第二位置，13、第三位置，2、磁芯，21、第一磁柱，22、第二磁柱，31、第一绕组，32、第二绕组，41、第一过孔，42、第二过孔，43、第三过孔，51、第一电感层，52、第二电感层，53、第三电感层，54、第四电感层。
具体实施方式
22.下面结合具体实施例，对本实用新型的内容做进一步的详细说明：
23.实施例一：
24.如图1-3所示，一种pcb平面电感器，包括横向设置的pcb板1，pcb板1上竖直向贯穿开设有平行且左右对称的两处通槽，通槽中固定有一块磁芯2，磁芯2由两部分组成且呈口字形。磁芯2包括两处竖直贯穿通槽的部分：第一磁柱21和第二磁柱22(如图1所示)。pcb板1上印制有分别环绕两个磁柱的绕组，绕组包括环绕第一磁柱21的第一绕组31和环绕第二磁柱22并与第一绕组31结构左右对称的第二绕组32。第一绕组31整体可以呈圆形、椭圆形、矩形中的任意一种。其中，第一绕组31和第二绕组32中均通有电流，且第一绕组31和第二绕组32中的电流的方向分别与第一绕组31和第二绕组32的绕线方向相同，且每层第一绕组31中电流的走向均相同。
25.在本实用新型中，pcb板1采用环氧玻璃纤维板；磁芯2材料为mpp，选用该材料有助于降低损耗并提高性能；磁芯2由两个截面为c形的子磁芯拼接而成。其中，通槽与磁芯2之间及两个子磁芯之间均通过特殊耐高温胶固定，第一绕组31整体呈矩形。
26.pcb板1设置有多层平行设置的板层，其中n层板层为设置有第一绕组31和第二绕组32的电感层。pcb板1上开有若干个过孔，不同电感层上的第一绕组31和第二绕组32之间分别通过过孔并与其他电感层实现电性连接，并保证不同电感层上的第一绕组31中电流走向均相同。
27.n为偶数，每两层电感层上的第一绕组31首尾串联形成一组串联电感，n/2组串联电感的所有首端通过pcb板1上的过孔相连，所有尾端通过pcb板1上的过孔相连。
28.更进一步的，在本实施例中时，如图2所示，n为四，第一电感层51中的第一绕组31
的首端自第一位置11从外向内逆时针绕过第一磁柱21若干圈数后到达第二过孔42，第一电感层51上的第一绕组31的尾端通过第二过孔42与第二电感层52上的第一绕组31的首端相连，随后第二电感层52中的第一绕组31的首端向外逆时针继续绕过第一磁柱21若干圈数后尾端从第二位置12出线。第三电感层53和第四电感层54中的第一绕组31、第二绕组32的绕线方式与上述第一电感层51和第二电感层52中的第一绕组31、第二绕组32的绕线方式相同。且第一电感层51、第二电感层52、第三电感层53、第四电感层54中的第一绕组31中电流走向均相同。第一电感层51中的第一绕组31首端通过第一过孔41与第三电感层53的第一绕组31的首端相连，同时第二电感层52上的第一过孔41需与第二电感层52上第一绕组31相避位；第二电感层52中第一绕组31的尾端通过第三过孔43与第四电感层54中第一绕组31的尾端相连，同时第三电感层53上的第三过孔43需与第三电感层53上第一绕组31相避位。如此设计可增加电感的绕线圈数，提高电感的感量。
29.实施例二：
30.如图1-3所示，一种pcb平面电感器，包括横向设置的pcb板1，pcb板1上竖直向贯穿开设有平行且左右对称的两处通槽，通槽中固定有一块磁芯2，磁芯2由两部分组成且呈口字形。磁芯2包括两处竖直贯穿通槽的部分：第一磁柱21和第二磁柱22(如图1所示)。pcb板1上印制有分别环绕两个磁柱的绕组，绕组包括环绕第一磁柱21的第一绕组31和环绕第二磁柱22并与第一绕组31结构左右对称的第二绕组32。第一绕组31整体可以呈圆形、椭圆形、矩形中的任意一种。其中，第一绕组31和第二绕组32中均通有电流，且第一绕组31和第二绕组32中的电流的方向分别与第一绕组31和第二绕组32的绕线方向相同，且每层第一绕组31中电流的走向均相同。
31.在本实用新型中，pcb板1采用环氧玻璃纤维板；磁芯2材料为mpp，选用该材料有助于降低损耗并提高性能；磁芯2由两个截面为c形的子磁芯拼接而成。其中，通槽与磁芯2之间及两个子磁芯之间均通过特殊耐高温胶固定，第一绕组31整体呈矩形。
32.pcb板1设置有多层板层，其中n层板层为设置有第一绕组31和第二绕组32的电感层。pcb板1上开有若干个过孔，不同电感层上的第一绕组31和第二绕组32之间分别穿过过孔并与其他电感层实现电性连接，并保证不同电感层上的第一绕组31中电流走向均相同。
33.n为大于或等于二的整数，每层电感层上的第一绕组31绕制结构均相同，均为由外向内顺时针绕圈或者由外向内逆时针绕圈或者由内向外顺时针绕圈或者由内向外逆时针绕圈，n层电感层的第一绕组31的所有首端通过pcb板1上的过孔相连、所有尾端通过pcb板1上的过孔相连。
34.更进一步的，在本实施例中，如图3所示，n为四，每层电感层上的第一绕组31绕线方式均相同。其中，第一电感层51中的第一绕组31自第一位置11从外向内逆时针绕过第一磁柱21若干圈数后，第一电感层51、第二电感层52、第三电感层53、第四电感层54上的第一绕组31的所有首端通过pcb板1上的第一过孔41相连；第一电感层51、第二电感层52、第三电感层53、第四电感层54上的第一绕组31的所有尾端通过pcb板1上的第二过孔42相连；同时，第一电感层51上的第一绕组31尾端从第一电感层51上的第二过孔42处通过调节铜条从第一电感层51上方呈拱形跨过绕组到达第一电感层51处的第三位置13并出线；第四电感层54上的第一绕组31尾端从第四电感层54上的第二过孔42处通过调节铜条从第四电感层54下方呈拱形跨过绕组到达第四电感层54处的第三位置13并出线。通过该设置可以使每层电感
层上的第一绕组31尾端相连后与外部电路进行电性连接；本实施例中的连接方式有利于减小pcb板1层间距带来的寄生电容的影响，对平面电感器的效果有所提升。本实施例中，当第一绕组31和第二绕组32的绕线宽度足够宽，可以在线路上面设置依次贯穿第一电感层51、第二电感层52、第三电感层53、第四电感层54的若干过孔，以此提高线路的过电流能力。
35.上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型，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，本实用新型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实用新型内。