TWI858523B

TWI858523B - 高精度三氣隙磁芯的繞線式電感元件

Info

Publication number: TWI858523B
Application number: TW112102622A
Authority: TW
Inventors: 林居南; 屈子鐸; 吳志賀; 李承志
Original assignee: 越峯電子材料股份有限公司
Priority date: 2023-01-19
Filing date: 2023-01-19
Publication date: 2024-10-11
Also published as: CN118366768A; US20240249871A1; TW202431293A

Abstract

本發明揭示一種高精度三氣隙磁芯的繞線式電感元件，該繞線式電感元件由磁性殼體、磁性柱體、隔離單元及線圈四個部份構成；其特徵在於：磁性殼體與磁性柱體為各別獨立，同樣尺寸磁性殼體可以搭配多種磁性柱體的尺寸組合，磁性殼體與磁性柱體可以是不同磁性材料，依據應用頻率與功率需求做選擇。組合成的電感元件，其氣隙位置位於磁性柱體和磁性殼體對接處及兩個柱體對接處，共有三個氣隙。該電感元件的磁芯外型是PM、PQ、RM結構。電感元件具有較大的飽和電流、較高的電感值和較低磁損，並具備線圈散熱容易和增長電感元件使用壽命的功能。

Description

高精度三氣隙磁芯的繞線式電感元件

本發明係有關於一種使用三氣隙磁芯的繞線式電感元件，特別是指一種PQ、PM、RM外型的高精度三氣隙磁芯的繞線式電感元件。

繞線式電感元件主要原理是藉線圈的電流變化產生磁通量之變化，本身是被動元件的一種，廣泛應用於電子產品中。傳統使用於繞線式電感的材料是使用鐵氧體，但因鐵氧體的磁飽和強度相對較低，當用作電壓升降壓元件或PFC電感用途時，會以開氣隙方式來提高元件的磁飽和強度。習見的繞線式電感元件主要包含線架與磁芯兩部份，如中華民國新型專利M264631號「電感磁芯之改良結構」專利的公告示圖(參圖1(a))，及中華民國新型專利M264632號「電感磁芯及線架之改良結構」專利的公告示圖(參圖1(b))，兩者皆包括磁芯100A(100B)及線架200A(200B)，其磁芯100A(100B)之中央設有一柱體110A(110B)，於該柱體110A(110B)二旁分別設有向中央方向凸出的側柱111A(111B)，而線架200A(200B)之中央並設有一中間孔220A(220B)，於該中間孔220A(220B)之外周緣則纏繞有線圈222A(222B)，使兩個磁芯100A(100B)以柱體110A(110B)分別從線架200A(200B)之兩側嵌入線架200A(200B)之中間孔220A(220B)，再以二旁之側柱111A(111B)包覆於線架200A(200B)二側部位，達到磁芯100A(100B)及線架200A(200B)之組合。

因上述磁芯100A(100B)皆為一體成形，其以模具鑄造完成後，柱體110A(110B)的形狀與體積無法任意改變，且柱體110A(110B)與側柱111A(111B)使用相同材料，故在材料選用的自由度也受到限制。製作不同功率之電感元件時，需要使用不同尺寸、材料的磁芯，因組合的磁芯種類相當多，導致生產所需的模具大為增加，即磁粉芯製造商需投入大量的資本，才可滿足市場的需求。

對此，中華民國新型專利M427657號(參圖2(a))為解決上述的缺點，利用結構設計方式，將元件的氣隙數目由單氣隙模式改為二氣隙模式，如圖2(a)所示，該設計模型是將氣隙設計在柱體110C頂面21C和殼體100C的底面111C介面處。作者提到這種設計模式，具有使元件的散熱容易及電感使用壽命增長的優點。但因該發明的柱體磁芯是一體成型磁芯，芯體的高度有相當的公差，所以產品組合的難度較高且磁芯完成品的感值公差大，不易製造高精度，如±5%規格產品。另外，另一習知技術中國新型專利CN209515404U號(參圖2(b))使用包括至少兩塊R棒柱體110D，所述R棒柱體110D同軸設於兩塊所述PQ磁芯100D的中柱之間，其中的兩個相鄰所述R棒柱體110D之間成空氣間隔，其餘相鄰的所述R棒柱體110D之間均粘貼有絕緣墊片4D；所述R棒柱體110D與所述PQ磁芯100D的中柱凸台之間粘貼有絕緣墊片4D，作者提到這款設計可以提高儲能能力強，不易飽和的優點，其結構圖如圖2(b)所示。但其結構有兩個氣隙位於PQ磁芯殼體100D的短凸台80D與R棒柱體110D中間，如此還是沒有解決PQ磁芯100D底部和短凸台80D連接處磁路拐角截面積較小，造成飽和電流較小的問題。

另一方面，電感的繞線窗面積與磁芯截面積的乘積(WaAc) 和磁芯處理功率的能力相關，該乘積越大，能夠處理的功率也越大。習見的電感器結構，大都是採一體成型方式製作磁芯，故模具的規格會限制柱體的形狀及體積，也限制了搭配線架的尺寸(繞線窗面積)，因此造成該電感器僅能適用於特定且有限功率範圍的電源產品上。

又習見電感元件組合完成後的示意圖，如圖3所示，這種結構的兩個磁芯柱體110E之間(即位在上下兩磁芯100E之間)會形成一氣隙300E，該氣隙300E會與纏繞於磁芯柱體110E上之線圈的一部份相對。當這種結構的電感元件使用時，常導致在氣隙300E位置的線圈會產生較大的電流，導致電感元件有發熱的現象。而且，位於線架110E中央的氣隙300E會使磁力線偏移，進而影響線圈導線內電流往同一方向集中，故導線溫度無可避免地被提升，而縮短電感器的使用壽命。為了解決前述的散熱問題，發明了IEC 63093規範的PQ/RM/PM等外型狀產品來提高元件的散熱速率，但因這三種設計的磁芯底座中間的磁路拐角截面積較小，磁飽和易發生在這個點，即這個元件有磁飽和電流相對會較小的問題。經由前面的分析。現有的商品，無法同時解決散熱及大電流使用的問題。

本發明的目的，就是要解決這個問題。

將圖1(a)、1(b)方式設計的電感元件，以FEMM4-2模擬軟體，模擬使用狀態的縱截面磁通量分佈圖，可以看到組合元件的中間氣隙所在處，會有磁場外擴的現象(如磁力線M1、M2)，如圖4的局部放大圖所示。這種磁場外擴現象容易使磁芯元件的功耗損失增加且元件的溫升也大。習見技藝是以IEC 63093規範的PQ/PM/RM結構來解決元件的溫升。雖然習見另一項技術是將組合元件的氣隙設計在磁芯殼體底部和柱體接合處來解決這個問題，但因柱體是一體成型，有尺寸公差問題，所以這款設計除了元件組裝不易外，也無法製作產品電感公差±5%的產品。另一方面，當元件的外型是PQ/PM/RM等外型時，因磁芯底部柱體位置的磁路拐角截面積較小，易導致局部磁飽和現象，所以會有飽和電流小的問題。

為了同時解決PQ/PM/RM元件的磁飽和電流偏小，產品電感公差大的問題，本發明旨在提供一種三氣隙的繞線式PQ/RM/PM電感元件，其特徵在於將上、下兩個磁芯的柱體成為獨立之柱體，而磁芯之其餘部份成為獨立之殼體，藉由調整改變柱體與殼體的尺寸與材料及兩柱體的間距，能使本創作之電感元件適用於不同功率產品。

依本發明之磁芯可置換之繞線式電感元件，可以增加殼體與柱體彼此的尺寸組合自由度，例如，繞線窗的面積可以隨著柱體尺寸的不同而改變，或固定尺寸的殼體可以搭配多種不同的柱體尺寸組合；也增加了殼體、柱體在材料選擇上的自由度，故可依磁材特性、工作頻率等條件來選擇殼體與柱體的材料且殼體與柱體可以選擇不同材料。如此可以讓使用者在完成電路設計之後，依照所需功率、成本、允許損耗、安裝空間等因素選擇適合的尺寸組合，且可提高產品的精確度，此為本發明的目的之一。

依本發明的高精度三氣隙繞線式電感元件，是兩個帶有獨立柱體的磁性體組成，由於柱體是一獨立柱體，故本發明電感元件氣隙之位置，除了位於殼體底板與柱體頂面間之空間，即位於線架兩端處外，還有另一個氣隙位於組合元件中心處，本發明電感元件之氣隙具有較好的散熱能力且可增長電感元件的使用壽命，此為本發明的第二個目的。

依本發明之高精度三氣隙繞線式電感元件，因為產品有多氣隙結構，故整個電感元件具有低的功耗損失且其飽和電流能力、電感值相對較高，此為本發明的第三目的。

基於上述的目的，本發明揭示一種高精度三氣隙磁芯的繞線式電感元件，包括一磁性殼體、二分別設置於該磁性殼體內對向兩側中間處的磁性柱體、一設置於該磁性殼體內並包覆於該磁性柱體外側的隔離單元、一設置於該隔離單元上的線圈，其中，兩側該磁性殼體中間處和磁性柱體接觸位置分別具有一由非磁性絕緣體形成的第一氣隙及第二氣隙，另外，兩個磁性柱體間具有一第三氣隙。

進一步地，該磁性殼體內的該對向兩側係為平面。

進一步地，該磁性殼體及該磁性柱體的總成係為PM型、PQ型、或RM型。

進一步地，該磁性殼體的材料為鐵氧體，例如錳鋅鐵氧體、鎳鋅鐵氧體或鎂鋅鐵氧體等材料，該磁性柱體的材料為鐵氧體或磁性合金材料。

進一步地，該磁性柱體的材料為錳鋅鐵氧體、鎳鋅鐵氧體或鎂鋅鐵氧體、鐵矽合金、鐵鎳合金、鐵矽鋁合金、鎳鐵鉬合金、非晶合金或奈米晶合金。

進一步地，該非磁性絕緣體材料，如FR-4或聚酯薄膜等絕緣材料。

進一步地，該第一氣隙及該第二氣隙分別的間隔相同。

進一步地，通過調整該第一氣隙、該第二氣隙、或該第三氣隙分別的間隔，可將該高精度繞線式電感元件的電感值公差控制在±5%之內。

進一步地，該非磁性絕緣體的大小依該繞線式電感元件的該磁性殼體及該磁性柱體的材料來決定。

進一步地，該磁性柱體選用磁性合金材料會比使用鐵氧體的該第一氣隙、該第二氣隙及該第三氣隙有較小的間隔。

是以，本發明的高精度三氣隙繞線式磁芯元件，具有電感值高、飽和電流大、功耗損失損失小、溫升低，元件使用壽命長的優點。

[習知技術]

100A:磁芯

110A:柱體

111A:側柱

200A:線架

220A:中間孔

222A:線圈

100B:磁芯

110B:柱體

111B:側柱

200B:線架

220B:中間孔

222B:線圈

100C:殼體

110C:柱體

111C:底面

21C:頂面

4D:絕緣墊片

80D:短凸台

100D:PQ磁芯

110D:R棒柱體

100E:磁芯

110E:磁芯柱體

300E:氣隙

M1:磁力線

M2:磁力線

[本發明]

100:繞線式電感元件

10:磁性殼體

20A:磁性柱體

20B:磁性柱體

30:隔離單元

40:線圈

11A:非磁性絕緣體

11B:非磁性絕緣體

G1:第一氣隙

G2:第二氣隙

G3:第三氣隙

A:軸線

R1:區域

R2:區域

R3:區域

圖1，為習知技術(一)、(二)的外觀示意圖。

圖2，為習知技術(三)、(四)的外觀示意圖。

圖3，為習知技術(五)的外觀示意圖。

圖4，為習知技術(一)、(二)的縱截面磁通量分佈圖。

圖5，為本發明高精度三氣隙磁芯的繞線式電感元件的外觀示意圖。

圖6，為本發明高精度三氣隙磁芯的繞線式電感元件的結構分解示意圖。

圖7，為本發明高精度三氣隙磁芯的繞線式電感元件的剖面示意圖。

圖8，為本發明中PQ型磁芯剖面圖及其FEMM4-2模擬的電場強度分佈圖。

圖9，為本發明高精度三氣隙繞線式電感元件與傳統單柱氣隙磁芯的電感-飽和電流比較圖。

有關本發明之詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下。再者，本發明中之圖式，為說明方便，其比例未必按實際比例繪製，而有誇大之情況，該等圖式及其比例非用以限制本發明之範圍。

本發明提出高精度三氣隙繞線電感元件的結構設計理念，以下舉一具體實施例進行說明，請一併參閱「圖5」、「圖6」、及「圖7」，係為本發明高精度三氣隙磁芯的繞線式電感元件的外觀示意圖、結構分解示意圖、以及剖面示意圖。

本實施例揭示一種高精度三氣隙磁芯的繞線式電感元件100，所述的繞線式電感元件100主要包括磁性殼體10、二磁性柱體20A、20B、隔離單元30、以及線圈40。所述的磁性殼體10包覆於最外側的位置，內側並具有容置空間。於一實施例中，磁性殼體10可以通過分件方式實施，例如將磁性殼體10對半分離成兩部分，再通過組裝方式固定而成磁性殼體10的總成，在分件的情況下有利於裝置的組裝。

所述的磁性柱體20A、20B分別設置於磁性殼體10內對向兩側的中間處。磁性殼體20A、20B內用於設置磁性柱體20A、20B的對向兩側係為平面，在此條件下使得本發明中的繞線式電感元件100具有更高的電感值Ls、飽和電感值Is及低功耗損失Pcv。具體而言，磁性柱體20A、20B係設置於磁性殼體10的容置空間SP內，其中磁性柱體20A係設置於磁性殼體10一側的內側壁面上，磁性柱體20B係設置於磁性殼體10相對磁性柱體20A另一側的內側壁面上，且磁性柱體20A與磁性柱體20B的位置相互對準使磁性柱體20A與磁性柱體20B的軸心同軸(如圖7軸線A所示)。兩側磁性殼體10中間處和磁性柱體20A、20B接觸位置分別具有由非磁性絕緣體11A、11B形成的第一氣隙G1及第二氣隙G2，且在磁性殼體10及磁性柱體20A、20B尺寸的配置下，當磁性柱體20A、20B組裝於磁性殼體10內時，兩個磁性柱體20A、20B間具有第三氣隙G3。於一實施例中，第一氣隙G1與第二氣隙G2大小相同，而第三氣隙G3則可視產品的飽和電流值和電感值調整。於一實施例中，非磁性絕緣體11A、11B的材料係為FR-4或聚酯薄膜(例如PET mylar麥拉片)等絕緣材料，於本發明中不予以限制。於一實施例中，第三氣隙G3係為空氣氣隙，於本發明中不予以限制。

所述的隔離單元30設置於磁性殼體10內並包覆於磁性柱體20A、20B外側，所述的線圈40設置於隔離單元30上，隔離單元30係用於隔離該線圈40及磁性柱體20A、20B，以避免線圈40與磁性柱體20A、20B短路；於一實施例中，所述的隔離單元30例如可以是但不限定於線架，用於供線圈40繞設，並於其中包括通孔供磁性柱體20A、20B穿過；於另一實施例中，隔離單元30亦可以絕緣紙、絕緣膠、或其他類此的機構，用於貼附於線圈40的內側，以令磁性柱體20A、20B由線圈40中間穿過後隔離磁性柱體20A、20B及線圈40，該等實施例的變化非屬本發明所欲限制的範圍。

於一實施例中，磁性柱體20A、20B與磁性殼體10之間的第一氣隙G1、第二氣隙G2及磁性柱體20A、20B之間的第三氣隙G3個別的間隔為0.28mm~0.4mm，具體而言，所述的間隔例如可以是但不限定於0.28mm、0.29mm、0.30mm、0.31mm、0.32mm、0.33mm、0.34mm、0.35mm、0.36mm、0.37mm、0.38mm、0.39mm、或0.4mm，於本發明中不予以限制；通過控制三個氣隙的大小，可以得到具有優異電感值Ls、飽和電流值Is及功耗損失Pcv。

於一實施例中，磁性殼體10及磁性柱體20A、20B的總成係為PM型、PQ型、RM型。於一實施例中，磁性殼體10的材料為鐵氧體，例如可以是但不限定於錳鋅鐵氧體(錳鋅系材)、鎳鋅鐵氧體(鎳鋅系材)或鎂鋅鐵氧體(鎂鋅系材)等，於本發明中不予以限制；於一實施例中，磁性柱體20A、20B的材料為鐵氧體或磁性合金材料，於鐵氧體的實施例中例如可以是但不限定於錳鋅鐵氧體(錳鋅系材)、鎳鋅鐵氧體(鎳鋅系材) 或鎂鋅鐵氧體(鎂鋅系材)，於磁性合金材料的實施例中例如可以是但不限定於鐵矽合金、鐵鎳合金、鐵矽鋁合金、鎳鐵鉬合金、非晶合金或奈米晶合金，材料的選定皆依工作頻率、功率等所需條件選擇合適的材料，且磁性殼體10與磁性柱體20A、20B可以為不同材料，例如，磁性殼體10為錳鋅系材而磁性柱體20A、20B為鐵矽鋁合金，也可以都是鐵氧體材料，於本發明中不予以限制。

於一實施例中，為了實際製造生產上的考量，第一氣隙G1及第二氣隙G2分別的間隔可以相同；通過精密的控制氣隙大小，於本實施例中，藉由調整第一氣隙G1、第二氣隙G2、或第三氣隙G3分別的間隔，可以將本實施例的繞線式電感元件100的電感值公差控制在±5%之內。於一實施例中，磁性柱體20A、20B選用磁性合金材料比使用鐵氧體的該第一氣隙G1、該第二氣隙G2及該第三氣隙G3係採用較小的間隔，且磁性柱體20A、20B選用磁性合金材料比使用鐵氧體有更高的電感值Ls、飽和電感值Is及低功耗損失Pcv。於一實施例中，非磁性絕緣體的大小依繞線式電感元件100的磁性殼體10及磁性柱體20A、20B的材料來決定。

以下請一併參閱「圖8」，係為本發明中PQ型磁芯剖面圖及其FEMM4-2模擬的電場強度分佈圖。因為本發明中的磁芯元件(磁性柱體20A、20B與磁性殼體10)有三個氣隙(第一氣隙G1、第二氣隙G2、及第三氣隙G3)，和單氣隙磁芯元件的FEMM4-2模擬的電場強度分佈圖比較(如圖4所示)，可以發現氣隙處的漏磁現象相對較小(如區域R1、R2、R3)，因此，這個設計的磁芯，相對會有較低的功耗損失損失及溫升現象，且產品可以有較大的電流強度。

以下針對本發明中高精度三氣隙磁芯的繞線式電感元件100 的製造方法進行說明，首先選擇適當的材料配方系統，分別製作磁性殼體10及磁性柱體20A、20B；其中磁性殼體10為鐵氧體材料，如錳鋅系材、鎳鋅系材、鎂鋅系材等，而磁性柱體可以為鐵氧體材料，如錳鋅系材、鎳鋅系材、鎂鋅系材等，也可以是合金材料，如鐵矽合金、鐵矽鋁合金、鐵鎳合金、鐵鎳鉬合金、非晶、奈米晶合金等，皆依工作頻率、功率等所需條件選擇合適的材料，且磁性殼體10與磁性柱體20A、20B可以為不同材料，例如，磁性殼體10為錳鋅系材，而磁性柱體20A、20B為鐵矽鋁合金，也可以都是鐵氧體材料。

接續，選擇適當厚度的非磁性絕緣體11A(例如為FR-4PCB板材或PET mylar麥拉片等絕緣材)，以AB膠黏貼在已製作完成的磁性殼體10(例如PQ型態、PM型態、或RM型態)底部的中間處，接著，再以AB膠將燒結完成的磁性柱體20A分別黏貼在非磁性絕緣體11A的另一面，製作做成含有第一氣隙G1的半磁芯。

接續，另一邊的含有第二氣隙G2的半磁芯也是以如前的方式製作，首先選擇適當厚度的非磁性絕緣體11B(例如為FR-4 PCB板材或PET mylar麥拉片等絕緣材)，以AB膠黏貼在已製作完成的磁性殼體10(例如PQ型態、PM型態、或RM型態)相對側的中間處，接著，再以AB膠將燒結完成的磁性柱體20B分別黏貼在非磁性絕緣體11B的另一面，製作做成含有第二氣隙G2的半磁芯。

接續，研磨前述磁性柱體20A、20B使其表面平整，同時控制柱體20A、20B的高度，然後將二個分別帶有第一氣隙G1及第二氣隙G2的半磁芯，組裝在一起，加上隔離單元30及線圈40後，即為一個具有第一氣隙G1、第二氣隙G2及第三氣隙G3繞線磁芯，又第三氣隙G3的大小可根據需要的感值、功耗損失及飽和電流值來調整。需敘明的是，本發明的電感元件100各獨立部份之尺寸並不受限，可依照電子電路來設計，符合所需電感量、成本、允許損耗範圍、安裝空間等因素選擇適合的尺寸組合。

本發明的高精度三氣隙磁芯的繞線式電感元件100的氣隙分別位於磁性殼體10與磁性柱體20A、20B交接處，即非磁性絕緣體11A(FR-4 PCB板材或PET mylar麥拉片等絕緣材)、兩個磁性柱體20A、20B相對處，因FR-4 PCB板材或PET mylar麥拉片等絕緣材是厚度可控且大量生產的產品，加上兩個磁性柱體20A與20B的間距，可以透過研磨精準控制，故本發明的繞線磁芯的電感值和飽和電流值，可以精準控制，很容易就可製造產品精度是±5%的產品。

本發明的高精度三氣隙磁芯的繞線式電感元件100，因磁芯上有三氣隙(第一氣隙G1、第二氣隙G2、第三氣隙G3)，所以元件的橫截面磁場磁通量外漏量較少，即較少電流不均現象，故產品的功耗損失少。在同樣電流下，本發明高精度三氣隙磁芯的繞線式電感元件100產生的熱量較少，加上產品外型是RM型態、PM型態、PQ型態，熱量更容易逸散，故電感元件的使用壽命較長。

於一實施例中，本發明之電感元件可應用於功率校正功率電感(PFC Inductor)、功率扼流器(Power Choke)，及功率變壓器(Power Transformer)等，於本發明中不予以限制。

以下舉四種不同實施例分別進行說明。

實施例1：

請一併參閱「圖9」，係為本發明高精度三氣隙繞線式電感元件與傳統單柱氣隙磁芯的電感-飽和電流比較示意圖，如圖所示：於本實施例中，係選擇材質為P451的錳鋅鐵氧體製作成外型為PQ2620的磁性殼體 10，另外，選擇同材質P451當作磁芯柱體，PET mylar麥拉片當作第一氣隙G1及第二氣隙G2的絕緣片非磁性絕緣體11A、11B。首先將厚度0.60mm PET mylar麥拉片，以AB膠黏合在PQ2620的磁性殼體10，然後再以AB膠，將直徑12.1mm的P451磁性柱體20A黏接在PET mylar的另一面，將前述組合的半磁芯烘烤硬化後，以同樣的方式製作另一個半磁芯，將厚度0.60mm PET mylar麥拉片，以AB膠黏合在PQ2620的磁性殼體10的另一側，然後再以AB膠，將直徑12.1mm的P451磁性柱體20B黏接在PET mylar的另一面，並將前述組合的半磁芯烘烤硬化後。然後對磁性柱體20A、20B進行研磨，以管控兩個半磁芯組合後的第三氣隙G3大小，即對元件的電感值進行最後微調整。再搭配40圈的線包製成一個具有三氣隙繞線式電感元件100。測量前述磁芯的電感值、飽和電流值及功耗損失Pcv等特性。其中，三角形點為傳統柱體氣隙磁芯的測試結果，圓點為三氣隙繞線式磁芯元件100的測試結果。又傳統柱體氣隙磁芯，繞線40圈的感值規格為180μH，在100kHz、50mV的條件下，其飽和電流Is=11.78A。配合180μH的要求，經由實驗後發現適合第三氣隙G3大小為0.13mm，此時，繞線式電感元件的飽和電流Is=13.65A。如圖9所示。另在100kHz 50mV下的功耗損失Pcv=53.5mw/cm3也比傳統柱體氣隙磁芯的Pcv=86.7mw/cm3低。這個結果表示同材質三氣隙繞線式磁芯元件100具有比傳統單柱氣隙磁芯更優的電氣特性。

實施例2：

關於磁芯材料選擇係如實施例1所示，基於相同部分以下即不再重複贅述。本實施例通過變化第一氣隙G1、第二氣隙G2及第三氣隙G3的大小，製成具有不同感值的繞線磁芯，相關的電性結果如下方表1所示。表中結果顯示三氣隙繞線式磁芯具有比傳統單柱氣隙磁芯優異的電氣特性，即在同樣的感值規格下，高精度三氣隙繞線式磁芯具有較優異的電感值Ls及功耗損失Pcv在50kHz、50mT的條件下。綜合考慮電感值Ls及功耗損失Pcv在50kHz、50mT的條件下，元件的第一氣隙G1及第二氣隙G2於0.28~0.4mm時，磁芯元件有較佳的特性值。

實施例3：

高精度三氣隙磁芯的繞線式電感元件100的磁性殼體10選擇具有材料特性P451且外型尺寸PQ2620的錳鋅鐵氧體，而磁性柱體20A、20B則選擇直徑12.1mm且具有磁導率60的奈米晶磁芯，以實施例1的方式製作具有高精度三氣隙磁芯的繞線式電感元件100，其結果如表2所示。表中結果顯示高精度三氣隙磁芯的繞線式電感元件100和傳統柱體氣隙的磁性元件相比，在相同的飽和電流值下，高精度三氣隙磁芯的繞線式電感元件具有更高的電感值Ls在100kHz、50mV的條件下及低功耗損失Pcv在50kHz、50mT的條件下。另外，在比較例中，發明人按專利TW M427627模式製作了高精度三氣隙磁芯的繞線式電感元件100，結果顯示二氣隙繞線磁芯元件的飽和電流值Is在100kHz、50mv的條件下雖然較大，但其電感值Ls較小且其功耗損失Pcv在50kHz、50mT的條件下則高出不少。如此，顯然高精度三氣隙磁芯的繞線式電感元件100具有比二氣隙磁芯元件特性好的優點。

實施例4

高精度三氣隙磁芯的繞線式電感元件100的磁性殼體10選擇具有材料特性P47且外型尺寸為PQ3220的錳鋅鐵氧體，而磁性柱體20A、20B則選擇直徑13.6mm的鐵矽鋁元件，同樣以實施例1的方式製成高精度三氣隙磁芯的繞線式電感元件100，繞線式電感元件100的電性如表3所示。圖中有清楚顯示高精度三氣隙磁芯的繞線式電感元件100具有比傳統氣隙磁芯(對照例3)更高的電感值Ls在100kHz、50mV的條件下，且具有較低的功耗損失Pcv在100kHz、20mT的條件下。

功耗損失Pcv。

據此，本發明在上文中以較佳實施例或實例揭露，然本領域具有通常知識者應理解的是，該等實施例或實例僅用於描述本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。此外，應注意的是，舉凡與該等實施例或實例等效之變化與置換，均應視為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以下文之請求項所界定者為準。

綜上所述，本發明的高精度三氣隙繞線式電感元件，具有電感值高、飽和電流大、功耗損失損失小、溫升低，元件使用壽命長的優點。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明其中一較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。