铜价新高 磁性元件企业成本压力陡增

近期铜价又为磁性元件企业成本再添了一把火。

5月份铜价持续飙升，刷新了铜价历史高点，一度达到8.6万元/每吨，让磁性元件等供应商成本压力陡增。惠州市安可远磁性器件有限公司(下称“安可远”)总经理王理平提到，电感厂向使用终端提价又提不上去，向下游铜线厂压价又不可能。所以，铜价上涨导致很多电感企业厂不敢接单生产了或是少接单，按照此前的订单价格交付，做一个亏一个。

手工绕制效率低 传统电感生产难跟时代潮流

除了材料价格上涨，磁环类电感产品手工绕制成本也越来越高。组合类的磁芯人工组装及治具管控的成本也越来越高!目前除了新能源领域的扁线电感外，中小功率的磁环类电感产品均以手工绕线为主，这种生产方式存在着诸多缺点：一是生产效率低，以 2.0线径、6mm²的线为例，两条线并绕 60 圈，一个熟练绕线工人每小时约可绕制60-100颗，尤其订单规模大时产能无法保障;二是采用钩针绕线，绕制过程中可能把铜线钩破，提高电感产品不良率，降低了产品一致性;三是手工绕制线圈分布不均匀，甚至重叠，导致电感产品的杂散电容分布不均匀，相对而言EMC测试更难通过;四是线材报废率高，不同电感种类的线材，按照2023年的数据看加工费大致在7-10元/公斤，也是一笔不小的成本。

当然想要保证电感产能也不是不可能，只需要堆工人数量即可。但目前珠三角地区一个熟练的电感绕线工人成本已接近10000元，盲目堆工人数量也并非上策，且五险一金的代价也非常大。加上手工只能绕小颗电感产品，像6mm²以上线材手工绕制电感已非常困难了，这种生产方式也逐渐与时代脱节。

磁环电感为何成自动化“漏网之鱼”

大功率的扁线电感、片式电感等均实现了自动化生产，为何偏偏漏了磁环类电感呢?王理平也向我们道出了其中的缘由。

第一是没有针对磁环类电感磁芯自动化绕线的相关研究，目前市面上的传统磁环其截面均是长方形的，线圈与磁芯贴合度不高，铜线用量会增加，漏磁增大，且绕制圈数少，实用性很低;第二是缺乏配套的自动化电感生产设备;第三是涉及到PCB板的布局，电源企业修改成熟方案的意愿较低。

传统磁环的结构

传统磁环绕制的电感产品，图片来源：包图网

那是否意味着磁环类电感将始终游离于自动化生产之外?

安可远推出可自动化绕线的磁环与磁芯

为了解决这一行业痛点问题，安可远与使用终端以及电感厂合作伙伴一起研讨，一起试验，一起从新电感产品的立项开始介入，历时2年，研发出磁芯截面为纯圆形系列电感产品：安可远拥有自主知识产权，不会受制于人，如AYX与AKX系列电感磁芯，突破了磁环类电感磁芯自动化绕线系列难题。

AYX系电感磁芯产品图

AYX系电感产品绕线成品示意图

研发圆形截面磁环类电感磁芯破解自动化绕线难题。金属磁粉芯压制过程中，每平方厘米压力高达18吨/cm²以上，做这种截面为纯圆形的磁环与磁芯，模具是非常容易爆裂。安可远与模具厂合作伙伴经过反复的实验和验证，最终找到了能够承受足够压力的圆形模具材料来达到设计上的要求。从而完成小批到大批量的生产制造工艺管控。直接推动电感行业创新发展。

联合设备企业共同实现磁环类电感自动化绕线。安可远还联合电感设备供应商，共同研发设计了实现自动化绕线的设备和配套治具，解决大平方的扁线铜线绕制困难与效率的问题，完美替代人工拉线，大线径，绕线圈数多的磁环类电感产品自动化绕线难题，最大可绕制12mm²线材。安可远的AKX系电感产品可以直接替代目前中功率(如充电桩20KW-60KW电源模块)PFC电感。

传统的组合磁芯图示

做成成品电感图示

通过专用的绕线机一圈一圈的折绕而成

安可远公司将这种组合的磁芯进行了结构优化，做成了同样Ae面积，成品尺寸，将上下盖板与中柱的面积进行了重新设计，得到如下图示结构的磁芯：

ACYC公司研发的全新AKX结构磁芯示意图

ACYC AKX系例磁芯做成成品电感示意图

通过大功率绕线机推绕成型，绕线速度比传统折绕绕线提高4倍以上

电感生产效率提高4-6倍。采用自动化设备后，AYX系电感磁环每小时可绕制500-600 颗，生产效率相当于手工绕制的6倍左右。且更适合于圈数多，线径大的电感产品，优势更加明显。AKX系电感产品，替代传统的组合类磁芯优势非常之明显，以充电桩30-40KW为例，改用上述AKX系电感磁芯进行制做时，绕线速度快3倍左右，后段节省人工组合时间，治工具的投入，铜线用量相对也会减少!终端应用上体现散势效果更明显，电源效率更高!高品质，性价比更优。

随着国内人工智能的高速发展，未来AI算力将大辐度的增加，这就会直接带动服务器电源的增量，安可远的AKX系电感产品也在这个领域也进行了前期的开发与探索，就终端厂测试情况来分析，650W-2000W的服务器电源PFC电感替代是没有问题的，完全可以代替之前传统的磁环类的PFC电感，且对比传统的手工绕制的PFC电感在成本可下降10-20%左右，超大批量生产没有压力。AKX系电感产品除更好的产品一致性好外，自动化绕制的电感线圈分布更加均匀，杂散电容均匀度(PID指数)提高了1倍。能够更好的通过EMC/EMI等测控。

传统手工绕制的PFC电感实装图

AKX铁硅铝/铁硅二代实测图

AKX铁镍材质实测图

无论外部环境如何变化，通过材料的降本始终是有限的，只有技术的突破和工艺的改进，才能更好地帮助电感企业实现降本增效，大家觉得这种自动化绕线方式能否成为磁环类电感的主流生产方式