lcb型电感的成型与故障调试分析
【摘要】电感主要分为单层线圈电感、多层电感和蜂式电感。本文主要介绍多层电感，通过对LCB型多层电感的结构、基本原理、制作过程、数值检测、常见故障进行分析，来帮助别人更加直接的了解LCB型电感。本文着重介绍LCB型电感的制作过程和常见故障进行分析，分析制作过程中出现的问题，来判定电感的各项数据是否超过上限，分析各个机台常见的故障以及故障排除的方法。
目录
引言 1
一、电感的定义 2
二、电感成型的概述 2
（一）电感的功能、结构 2
（二）电感的成型 2
三、电感成型的过程 3
（一）电感的绕线成型 3
（二）电感的折弯剥漆点焊 4
四、基本数值测量 7
（一）线圈数据测量 7
（二）酚酞检测 8
（三）感值测量 8
（四）可焊性检测 9
五、电感的故障调试分析 9
（一）故障说明 9
（二）线圈刮伤 9
（三）剥漆剥伤本体 10
（四）点焊撞机 10
（五）PLC轴控卡异常 11
（六）点焊焊接不良 12
（七）点焊熔断&击穿 12
结论 14
致谢 15
参考文献 16
引言
磁性元件与其他电气元件不同，使用者很难采购到符合自己要求的电感。相反具体设计一个磁性元件可以综合考虑成本、体积、重量额制造的困难程度，可以获得一个比较满意的结果。设计一个电感首先要选择磁芯材料和形状，然后确定磁芯体积大小，然后再计算线圈的匝数和线圈截面积，接着再估算气隙长度，最后根据实际情况调整。
LCB型电感为薄型构造（最大6.2*6.3毫米的平面、最高2.0，2.5,3.0和3.5），具有磁性屏蔽结构和低直流电阻的功能，适合于大电流的电路，同时也是适用于多种DCDC转换器电感器的理想选择，符合ROHS指令。同时它也具备其他电感共有的特性，在电路中起到滤波、振荡、延迟、陷波等作用。
本课题是来自我的实习公司－苏州吴江华丰电子科技有限公司，主要研究LCB型多层电感的结构、基本原理、制作过程、数
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
值检测、常见故障进行分析，来帮助别人更加直接的了解LCB型电感。本文着重对LCB型电感的制作过程和常见故障进行分析，LCB型电感如图01所示。
图11 LCB型电感
一、电感的定义
电感是导线内通过交流电流时，在导线的内部及其周围产生交变磁通，导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。
LCB型电感具有磁性屏蔽结构和低直流电阻的功能，适合于大电流的电路，同时也是适用于多种DCDC转换器电感器的理想选择，符合ROHS指令。同时它也具备其他电感共有的特性，在电路中起到滤波、振荡、延迟、陷波等作用。电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性，在电学上取名为“自感应”，通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬间，会发生火花，这就是自感现象产生很高的感应电势所造成的。
总之，当电感线圈接到交流电源上时，线圈内部的磁力线将随电流的交变而时刻在变化着，致使线圈不断产生电磁感应。这种因线圈本身电流的变化而产生的电动势，称为“自感电动势”。
由此可见，LCB型电感的感值只是一个与线圈的圈数、大小形状和介质有关的一个参量，它是电感线圈惯性的量度而与外加电流无关。
二、电感成型的概述
（一）电感的功能、结构
LCB型电感是通过绕线机将绝缘导线（例如漆包线、纱包线等）绕制而成的电磁感应元件，也是电子电路中常用的元器件之一；LCB型电感作为电子电路中重要的元器件之一，也有着它独一无二的特性：
1.滤波：其分为低频和高频滤波。低频滤波：在此主要是阻碍电路电流的突变，(因电感的自感电势会阻碍原电流的变化)；高频滤波：电感元件和电容及电路有谐振频率，它可在高频电路里吸收或阻档同频或差频的信号波。
2.振荡：用电感L、电容C组成选频网络的振荡电路，用于产生高频正弦波信号等。
（二）电感的成型
电感成型分为：绕线成型和粉末成型。两个成型过程以及最后的产品是完全不一样的，绕线成型是将铜线在选择好的治工具上通过旋转绕线以及热风枪加热使漆包层融化时线与线之间黏住而成型的；粉末成型则是在所有的步骤完毕之后，通过粉末成型机挤压成型，其中对粉材有一定的要求。线圈成型和粉末成型分别如图21所示，图22所示。
图21 绕线成型
图22 粉末成型
三、LCB型电感成型的过程
LCB电感的制造过程主要分成三部分：绕线成型、折弯剥漆点焊和粉末成型。
（一）电感的绕线成型
第一部分即绕线成型主要是把原品铜线装到机台后面的支撑架上，铜线穿过线嘴再由夹线气缸固定；目前所用的绕线机主要为双头单轴绕线机和四分割绕线机，使用8组伺服控制器控制机台R,X,Y,Z轴运转，17个气缸，实现我们想要的线圈，首先压板气缸升起，供料机构提供OK的治具，压板定位治具向下进行定位。上模旋转90度，贴线，下模夹爪张开，下模向上/上模向下把线压入下模夹爪内，下模夹爪闭合夹住线，上下模同时旋转90度弯线。再同时旋转90度折U形，上下模同时旋转设定角度完成第一层绕线，然后下模单独旋转设定角度（收余线）完成第二层绕线，线圈两层绕完后，上下模紧线，绕后位移到切线位置，切刀动作切断线后，线圈已初步成型，下模向下与上模分开回到待机位置，上模上升到一个准备向前的指定高度，把线圈按设定角度先前位移到治具上方，上模向下把线圈放入治具中柱上，上模脱模气缸动作把料脱离绕线中柱放入治具中柱内，上模上升到准备后退的指定高度，中柱顶出气缸将中柱顶出，上模向后回归到原点偏移位置，以此循环一次为一个周期，循环12次完成一个治具（循环次数依据产品颗数，并非固定的12颗）。最后把OK的治具推到输送带上流入下一站。绕线机如图31所示。
图31 绕线机
在机台绕线之前，需要将对应的数据输入控制屏中如图32所示，这样才能制作出需求的产品。
图32 控制屏
LCB型电感多以多层线圈电感为主，需要设置层数，在R轴的圆线教导设定里将第三层打开，这样线圈就只绕三层，这里的绕法是6/6/5，总圈数为17圈，但是机绕线实际上只要设定16.5圈，这里只能设定偶数的圈数，例如说总圈数为17.5圈，同样只能设16.5圈；当参数设定完毕，我们可以先单动调试，看绕出来的线圈是否有问题。机台的绕线动作是上下Z轴移动到等待位置，然后下Z轴到达夹线位，上Z轴同样移到夹线位，并且X轴向左移至靠线位，下Z夹爪夹住线之后，上Z的中柱和下Z的下模之间只会留一根线径的距离，接着上下R轴开始旋转，按照设定的参数先绕第一层的6圈，接着第二层，最后第三层，当线圈绕线成型后，需要热风枪吹气使其黏在一起，不松散，然后上下Y轴向前拉进至剪线位，切刀动作，切断铜线之后下Z回到零点位置，而上Y则继续向前到放料位，Z轴下降至放料高度之后将线圈放至下料治具上回到零点位，一个周期就完成了，如此往复循环。上模中柱和下模如图33所示，热风枪如图34所示。
目录
引言 1
一、电感的定义 2
二、电感成型的概述 2
（一）电感的功能、结构 2
（二）电感的成型 2
三、电感成型的过程 3
（一）电感的绕线成型 3
（二）电感的折弯剥漆点焊 4
四、基本数值测量 7
（一）线圈数据测量 7
（二）酚酞检测 8
（三）感值测量 8
（四）可焊性检测 9
五、电感的故障调试分析 9
（一）故障说明 9
（二）线圈刮伤 9
（三）剥漆剥伤本体 10
（四）点焊撞机 10
（五）PLC轴控卡异常 11
（六）点焊焊接不良 12
（七）点焊熔断&击穿 12
结论 14
致谢 15
参考文献 16
引言
磁性元件与其他电气元件不同，使用者很难采购到符合自己要求的电感。相反具体设计一个磁性元件可以综合考虑成本、体积、重量额制造的困难程度，可以获得一个比较满意的结果。设计一个电感首先要选择磁芯材料和形状，然后确定磁芯体积大小，然后再计算线圈的匝数和线圈截面积，接着再估算气隙长度，最后根据实际情况调整。
LCB型电感为薄型构造（最大6.2*6.3毫米的平面、最高2.0，2.5,3.0和3.5），具有磁性屏蔽结构和低直流电阻的功能，适合于大电流的电路，同时也是适用于多种DCDC转换器电感器的理想选择，符合ROHS指令。同时它也具备其他电感共有的特性，在电路中起到滤波、振荡、延迟、陷波等作用。
本课题是来自我的实习公司－苏州吴江华丰电子科技有限公司，主要研究LCB型多层电感的结构、基本原理、制作过程、数
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
值检测、常见故障进行分析，来帮助别人更加直接的了解LCB型电感。本文着重对LCB型电感的制作过程和常见故障进行分析，LCB型电感如图01所示。
图11 LCB型电感
一、电感的定义
电感是导线内通过交流电流时，在导线的内部及其周围产生交变磁通，导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。
LCB型电感具有磁性屏蔽结构和低直流电阻的功能，适合于大电流的电路，同时也是适用于多种DCDC转换器电感器的理想选择，符合ROHS指令。同时它也具备其他电感共有的特性，在电路中起到滤波、振荡、延迟、陷波等作用。电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性，在电学上取名为“自感应”，通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬间，会发生火花，这就是自感现象产生很高的感应电势所造成的。
总之，当电感线圈接到交流电源上时，线圈内部的磁力线将随电流的交变而时刻在变化着，致使线圈不断产生电磁感应。这种因线圈本身电流的变化而产生的电动势，称为“自感电动势”。
由此可见，LCB型电感的感值只是一个与线圈的圈数、大小形状和介质有关的一个参量，它是电感线圈惯性的量度而与外加电流无关。
二、电感成型的概述
（一）电感的功能、结构
LCB型电感是通过绕线机将绝缘导线（例如漆包线、纱包线等）绕制而成的电磁感应元件，也是电子电路中常用的元器件之一；LCB型电感作为电子电路中重要的元器件之一，也有着它独一无二的特性：
1.滤波：其分为低频和高频滤波。低频滤波：在此主要是阻碍电路电流的突变，(因电感的自感电势会阻碍原电流的变化)；高频滤波：电感元件和电容及电路有谐振频率，它可在高频电路里吸收或阻档同频或差频的信号波。
2.振荡：用电感L、电容C组成选频网络的振荡电路，用于产生高频正弦波信号等。
（二）电感的成型
电感成型分为：绕线成型和粉末成型。两个成型过程以及最后的产品是完全不一样的，绕线成型是将铜线在选择好的治工具上通过旋转绕线以及热风枪加热使漆包层融化时线与线之间黏住而成型的；粉末成型则是在所有的步骤完毕之后，通过粉末成型机挤压成型，其中对粉材有一定的要求。线圈成型和粉末成型分别如图21所示，图22所示。
图21 绕线成型
图22 粉末成型
三、LCB型电感成型的过程
LCB电感的制造过程主要分成三部分：绕线成型、折弯剥漆点焊和粉末成型。
（一）电感的绕线成型
第一部分即绕线成型主要是把原品铜线装到机台后面的支撑架上，铜线穿过线嘴再由夹线气缸固定；目前所用的绕线机主要为双头单轴绕线机和四分割绕线机，使用8组伺服控制器控制机台R,X,Y,Z轴运转，17个气缸，实现我们想要的线圈，首先压板气缸升起，供料机构提供OK的治具，压板定位治具向下进行定位。上模旋转90度，贴线，下模夹爪张开，下模向上/上模向下把线压入下模夹爪内，下模夹爪闭合夹住线，上下模同时旋转90度弯线。再同时旋转90度折U形，上下模同时旋转设定角度完成第一层绕线，然后下模单独旋转设定角度（收余线）完成第二层绕线，线圈两层绕完后，上下模紧线，绕后位移到切线位置，切刀动作切断线后，线圈已初步成型，下模向下与上模分开回到待机位置，上模上升到一个准备向前的指定高度，把线圈按设定角度先前位移到治具上方，上模向下把线圈放入治具中柱上，上模脱模气缸动作把料脱离绕线中柱放入治具中柱内，上模上升到准备后退的指定高度，中柱顶出气缸将中柱顶出，上模向后回归到原点偏移位置，以此循环一次为一个周期，循环12次完成一个治具（循环次数依据产品颗数，并非固定的12颗）。最后把OK的治具推到输送带上流入下一站。绕线机如图31所示。
图31 绕线机
在机台绕线之前，需要将对应的数据输入控制屏中如图32所示，这样才能制作出需求的产品。
图32 控制屏
LCB型电感多以多层线圈电感为主，需要设置层数，在R轴的圆线教导设定里将第三层打开，这样线圈就只绕三层，这里的绕法是6/6/5，总圈数为17圈，但是机绕线实际上只要设定16.5圈，这里只能设定偶数的圈数，例如说总圈数为17.5圈，同样只能设16.5圈；当参数设定完毕，我们可以先单动调试，看绕出来的线圈是否有问题。机台的绕线动作是上下Z轴移动到等待位置，然后下Z轴到达夹线位，上Z轴同样移到夹线位，并且X轴向左移至靠线位，下Z夹爪夹住线之后，上Z的中柱和下Z的下模之间只会留一根线径的距离，接着上下R轴开始旋转，按照设定的参数先绕第一层的6圈，接着第二层，最后第三层，当线圈绕线成型后，需要热风枪吹气使其黏在一起，不松散，然后上下Y轴向前拉进至剪线位，切刀动作，切断铜线之后下Z回到零点位置，而上Y则继续向前到放料位，Z轴下降至放料高度之后将线圈放至下料治具上回到零点位，一个周期就完成了，如此往复循环。上模中柱和下模如图33所示，热风枪如图34所示。
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