[发明专利]单石结构的电感

说明书

技术领域

本发明涉及一种单石结构(monolithic)的电感，尤指一种利用永久磁铁与线圈间的磁场作用以及该永久磁铁在磁路中造成的反向或顺向偏压磁场，来增加电感中磁性材料的工作范围，提高磁性材料饱和电流的单石结构的电感。

背景技术

一般的电感均有额定电流的特性，将直流电流加入电感后，当工作温度升至一额定值，例如40℃，此为电流临界值；另一方面，就电感值而言，若直流电流增加并增加到使磁性材料饱和时，则电感值降低，而使电感特性变差，易造成电路上电流突波的问题发生。

针对磁性材料因额定电流(即饱和电流)不高而相对易降低电感值的问题，目前则有以铁粉芯绕线方式来克服，但此方式则无法适用于小型化及薄型化的产品。

因此，如何开发一种可适用于小型化及薄型化产品中且可增加工作范围(额定电源)的电感，以使该电感在大电流功率下仍不致降低电感特性的目的，以解决上述现有技术的缺点，实为当今亟待解决的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单石结构的电感，用以增加电感中磁性材料的工作范围，提高磁性材料饱和电流，因而提高电感的额定电流。

本发明提供一种单石结构的电感。该电感具有：一本体，其是以磁性材料粉体压合而成；一线圈，其设于该本体中；以及一永久磁铁，其设于该本体中，且设置于该线圈通入电流后所形成的磁路中。

本发明的单石结构的电感的一实施例中，该线圈通入电流后所形成的磁场方向与该永久磁铁的磁场方向为反向或正向。

本发明的单石结构的电感的另一实施例中，该永久磁铁是设于该线圈所圈绕出的中空区域内，该永久磁铁面积等于该线圈所圈绕出的中空区域而围成的面积，且该永久磁铁厚度为0.1mm至本体厚度之间。

本发明的单石结构的电感的再一实施例中，该永久磁铁是设于该线圈所圈绕出的中空区域外，该永久磁铁面积为A，且该线圈所圈绕出的中空区域而围成的面积≤A≤本体截面积，又该永久磁铁厚度为B，且0.1mm≤B≤本体表面至与该本体表面相对的线圈一侧所形成间距。

本发明的单石结构的电感的又一实施例中，该本体厚度为C，线圈高度为D，则该永久磁铁厚度为0.1mm至((C-D)/2)之间。

本发明的单石结构的电感的又再一实施例中，该本体材料为具有导磁率的金属，该金属为铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)或前述金属的化合物的其中一者；或者是，该本体材料为铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)或前述金属的磁性氧化物，而该磁性氧化物是指锰锌系(MnZn)、镍锌系(NiZn)、铜锌系(CuZn)或锂锌系(LiZn)铁氧磁体(Ferrite)。

前述实施例中，该永久磁铁材料为钕铁硼(NdFeB)、钐钴(SmCo)、铝镍钴(AlNiCo)、钡系铁氧体(Ba-ferrite)或锶系铁氧体(Sr-Ferrite)；或者是，该永久磁铁材料的主要成分为钕铁硼(NdFeB)、钐钴(SmCo)、铝镍钴(AlNiCo)、钡系铁氧体(Ba-ferrite)或锶系铁氧体(Sr-Ferrite)，而副成分为电感磁性材料且具有导磁率的金属、金属化合物或金属的磁性氧化物。

前述实施例中，该线圈材料为铜(Cu)、铝(Al)或银(Ag)的其中之一或其组合。

如上述，本发明的单石结构的电感是利用具磁性材料的本体，以将线圈收容于本体之中，且利用永久磁铁与线圈间的磁场作用以及该永久磁铁在磁路中造成的反向或顺向偏压磁场(尤其是反向偏压磁场效果更佳)，来增加电感中磁性材料的工作范围，提高磁性材料饱和电流，因而提高电感的额定电流。因此，本发明的单石结构的电感可大幅提升电感的工作电流，更可扩广至电力电感、磁芯及电源模块等相关产业，由此克服大电流、小型化及薄型化需求下的产品因额定电流的限制，而有效避免电感值下降并可排除电路上电流突波的问题发生。

附图说明

图1A是用以显示本发明的单石结构的电感第一实施例的立体透视示意图；

图1B是用以显示图1A所示A-A切线方向的切面图；

图2是用以显示实验例一、实验例二及对照例一在不同电流施加下的电感变化关系图；

图3是用以显示实验例三、实验例四及对照例二在不同电流施加下的电感变化关系图；

图4是用以显示本发明的单石结构的电感的第二实施例的切面示意图；

图5A是用以说明本发明的单石结构的电感的第三实施例的切面示意图；

图5B是用以说明本发明的单石结构的电感的第四实施例的切面示意图；