專利名稱：扼流圈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于消除特別是由電子設備產生的噪聲的扼流圈。
總地說，共模扼流圈具有輕微的簡正模漏電感，因而在某種程度上消除了簡正模噪聲。但在有強簡正模噪聲時就需要單獨的簡正模扼流圈。
某些共模扼流圈有較大的簡正模漏感。在這種情況下，漏磁通對主電路有害。因而要在共模扼流圈周圍提供磁屏。
傳統(tǒng)單一扼流圈不能完全消除共模和簡正模噪聲。從這點上說，需在電路板上裝設兩個不同線圈，即共模和簡正模線圈。但是，這兩個線圈會比單一線圈占地大。
另外，提供磁屏會使扼流圈成本提高。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能有效地消除共模和簡正模噪聲的扼流圈。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的扼流圈包括一對繞組；一個線軸，包括繞有所述一對繞組的筒體，所述筒體包括一個孔，通過該孔可使磁芯插入，在所述筒體上并在其相對端展開的兩個相對端頸盤，在所述筒體上并在其中間展開的中間頸盤，用于將所述中間頸盤與所述兩個相對端頸盤聯(lián)接起來的蓋，其中所述線軸由磁性材料制成，并由筒體、所述頸盤和所述蓋在所述一對繞組周圍形成閉合磁路；以及一個用于形成閉合磁路的磁芯，其一端插入到所述筒體的所述孔中。
本發(fā)明的扼流圈其特征還在于所述筒體的所述孔的截面不同于插入所述筒體的所述磁芯的所述一側的截面，其一為圓形截面，而其它則為矩形截面。
本發(fā)明的扼流圈其特征還在于所述筒體的所述孔從所述筒體的中間軸上偏移開。
本發(fā)明的扼流圈其特征還在于所述中間頸盤的厚度至少大于所述端頸盤的兩倍。
本發(fā)明的扼流圈其特征還在于所述磁芯限定一個開口，其中在所述開口中，所述中間頸盤的外周與所述磁芯間的間隙大于所述端頸盤的外周與所述磁芯間的間隙。
本發(fā)明的扼流圈其特征還在于所述中間頸盤在其外周上具有一個槽，且蓋上具有一個凸起，其至少一部分容納在所述槽中。
在如本發(fā)明權利要求1所述的扼流圈中，當共模噪聲電流流過兩個繞組時，則在各繞組中產生磁通。這些磁通結合起來，并在磁芯中以渦流耗散的形式轉換成熱能。磁通幅度的降低則引致消除共模噪聲。當共模噪聲電流流經兩個繞組時，所產生的磁通將流經線軸的閉合磁路。該磁通隨之以渦流耗散方式轉換成熱能，從而消除簡正模噪聲。
在如本發(fā)明權利要求2所述的扼流圈中，在線軸中孔的截面與磁芯一側的截面是圓形截面與矩形截面結合得到的，從而減少了磁芯與線軸內壁間的接觸面積，防止了由簡正模噪聲在線軸內產生的磁通漏出線軸并向磁芯移動。
在如本發(fā)明權利要求3所述的扼流圈中，由于孔的偏置，在磁芯開口內的筒體部分較薄，而在開口外的部分較厚。這樣，線軸在磁芯開口內所占的空間較小。這可使繞組的匝數(shù)增加，從而增加簡正模和共模電感。還有，線軸的磁路在磁芯的開口外的截面較大。磁路截面的增加使磁路的磁阻降低，并使簡正模電感增加。
在如本發(fā)明權利要求4所述的擾流圈中，中間頸盤至少比端頸盤厚度大兩倍。這種電路結構使由簡正模噪聲在各繞組中產生的兩個磁通所經過的磁路的截面增加，從而使簡正模電感增加。
在如本發(fā)明權利要求5所述的扼流圈中，在磁芯的開口中，中間頸盤外周與磁芯間的間隙大于端頸盤的外周與磁芯間的間隙。這樣結構使前者間的磁阻大于后者的磁阻。結果，在線軸中由簡正模電流所產生的磁通不易漏出線軸并向磁芯移動。
在如本發(fā)明權利要求6所述的扼流圈中，中間頸盤的槽成型為可接納蓋的至少一部分凸起。將凸與凹處嚙合起來有利于平滑地導引蓋，并便于在蓋被附到頸盤外周上時對蓋進行定位。槽增加了繞在筒上的一對繞組間的蠕動距離。


圖1為本發(fā)明實施例的扼流圈的正視圖；圖2為圖1所示扼流圈的側視圖；圖3為沿圖1的III-III線截取的剖面圖；圖4為沿圖2的IV-IV線截取的剖面圖；圖5示出用于圖1的扼流圈的等價電路圖；圖6示出電路圖，示出在圖1的扼流圈中消除共模噪聲的方法；圖7示出磁路圖，示出在圖1的扼流圈中消除共模噪聲的方法；圖8是電路圖，示出在圖1的扼流圈中消除簡正模噪聲的方法；圖9是磁路圖，示出在圖1的扼流圈中消除簡正模噪聲的方法；圖10是另一實施例的截面圖；圖11是本發(fā)明另一實施例的扼流圈的正視圖；圖12是圖11所示扼流圈的側視圖；圖13是用于圖11所示扼流圈中的線軸蓋的透視圖；圖14是沿圖12的IV-IV截取的剖面圖；圖15示出用于圖11所示扼流圈的等價電路圖16示出電路圖，示出用圖11的扼流圈消除共模噪聲的方法；圖17示出磁路圖，示出用圖11的扼流圈消除共模噪聲的方法；圖18示出電路圖，示出用圖11的扼流圈消除簡正模噪聲的方法；以及圖19示出磁路圖，示出用圖11的扼流圈消除簡正模噪聲的方法；參見圖1和2，扼流圈包括線軸1、均繞在線軸1上的一對繞組4和5，以及兩個C形磁芯6和7。線軸1包括筒體11、三個頸盤，即中間頸盤14、兩端有頸盤12和13，以及附在頸盤12至14的外端的蓋15。簡體11具有一矩形截面。在扼流圈的尺寸上有限制，但筒體11就取得使其截面最大。這種設計使由簡正模噪聲在線軸1中引起的磁通所經過的磁路的截面增加，從而降低磁路的磁阻并提供較大簡正模電感。
筒體11具有一個孔11a?？?1a從筒11的軸向上偏移，并且具有一個圓形截面。在頸盤12和13的上部形成磁芯導槽16。在頸盤12和13的下部附有端子安裝座17。端子18的一部分埋入端子安裝座17中。
蓋15具有一個U型截面。在繞組4和5被繞在筒體11上之后，蓋15被粘接或用其它方式附到頸盤12至14的端上。
線軸1是由隔磁材料制成，具體講就是，諸如Ni-Zn或Mn-Zn的鐵氧體材料或鐵粉芯。該材料的相對導磁率至少為1(最好為2至幾百)。
繞組4和5繞在頸盤14的相反兩端的線軸1上，并且各首尾端聯(lián)到不同的端子18上。
磁芯6和7沿筒11的孔11a延伸并彼此相互聯(lián)接。磁芯6和7具有C的形狀。磁芯6和7由磁芯導槽16導引，并在垂直方向上取向。蓋15附到與磁芯6和7相對的頸盤12-14的一側，磁芯6和7由鐵氧體或無組織材料制成，其相對導磁率最好為2-3千。
借助圖3和4描述本發(fā)明的扼流圈。
在磁芯6和7上限定一開口8。在開口8中筒體11的一部分厚度t1小于開口8外的筒體11的一部分厚度t2，因為，孔11a相對于筒11而偏移。因此，線軸1在磁芯6和7的開口8內占較小地方。這使在筒體11上所繞的兩個繞組4和5的匝數(shù)增加，從而增加簡正模和共模電感量。在開口8外，這種電路結構使線軸1的磁路截面增加，因此降低了磁路的磁阻。結果使簡正模電感量增加。
孔11a如圖3所示在一個方向上相對于筒11偏移。另外，孔11a也可在兩個不同方向偏移，也就是說，沿與筒11的軸傾斜的方向偏移。
見圖4，筒體11的左半、頸盤12、蓋15的左半和頸盤14集中地形成經過繞組4的磁路。筒體11的右半、頸盤13、蓋15的右半以及頸盤14集中地形成另一經過繞組5的磁路。頸盤的厚度t4約比頸盤12的厚度t3和頸盤13的厚度t4大兩倍。由于磁通φ3和φ4從中經過(見圖9)，因而頸盤14的磁路的截面大于其它頸盤的截面。由簡正模噪聲而在繞組4和5中產生這些磁通，頸盤14因而提供較大簡正模電感量。
再者，頸盤14伸入開口8的程度小于頸盤12和13，頸盤14外周與磁芯6和7間的間隙G2大于頸盤12和13的外周與磁芯6和7間的間隙G1。因而前者間的磁阻大于后者的磁阻。以此結構，磁通φ3和φ4較少從線軸1中漏出并向磁芯6和7移動。這防止了磁芯6和7的飽和并確保有效地消除共模噪聲。
磁芯6和7具有圓形截面并且直徑小于線軸1的孔11a。這種設計使磁芯6和7與孔11a的內壁的接觸區(qū)最小化，從而防止磁通φ3和φ4從線軸1上漏出并移向磁芯6和7，并避免磁芯6和7的飽和。
以這種結構，扼流圈可有效地完全消除共模和簡正模噪聲。圖5示出扼流圖的等價電路圖。
圖6和7示出以扼流圈消除共模噪聲的方法。
見圖6，扼流圈經兩個信號線聯(lián)到電源20和負載即電子設備21上。在電源20與地間形成浮動電容C1而在負載21與地之間形成浮動電容C2。當共模噪聲電流i1和i2以圖6的箭頭所指方向流過兩個信號線時，如圖7所示將在繞組4和5中產生磁通φ1和φ2。這些磁通φ1和φ2無泄漏且其幅度漸降。這是因為，磁通φ1和φ2以渦流耗散形式轉換成熱能而致。共模噪聲電流i1和i2得以衰減。
圖8和9示出在扼流圈中消除簡正模噪聲的方法。
當簡正模噪聲電流i3以圖8所示箭頭方向流過兩個信號線時，則如圖9所示在繞組4和5中產生磁通φ3和φ4。這些磁通φ3和φ4不會泄漏出去。而磁通φ3和φ4則流過線軸1的閉合磁路，它們以渦流耗散的形式轉換成熱能，使其幅度漸降，從而降低簡正模噪聲電流i3。
本發(fā)明并不局限于上述實施例，在本發(fā)明的范圍內可以做出多樣的修改。
蓋并非必須為U形，并可由成型鐵氧體來得到。該蓋也可以是形成簡正模噪聲的閉合磁路的組件。
如圖所示，磁芯6、7的一側插入線軸1并具有圓形截面。如圖10所示，它還可以有矩形截面。它還可以有三角形或任何其它多角形截面。
中間頸盤14可以是也可以不是任何槽形的。另外，頸盤14的厚度可大于頸盤12和13的其它端兩倍。
如圖所示，磁芯6和7為C形。它還可以呈E形。再者，磁芯之一呈C或E型，而其它的呈I形。磁芯可以是單件而不是兩件的。在此狀況下，單一磁芯可具有梯形或矩形。
下面參照附圖描述本發(fā)明的另一實施例。
見圖11和12，扼流圈包括線軸1、繞在線軸1上的一對繞組4和5，以及兩個C形磁芯6和7。
線軸1包括一個筒體11、三個頸盤，即中間頸盤14和兩個相對端頸盤12和13，以及附到頸盤12-14的一端上的蓋15。筒體11具有矩形截面，并在扼流圈的有限尺寸內具有最大的截面。
筒體11具有一個孔11a?？?1a具有一圓形截面，但并不局限于此，它可有其它形狀的截面。在每個頸盤12和13的上部形成磁芯導槽16。在頸盤下部裝有端子安裝座17。端子18的一部分埋入端子安裝座17中。
在中間頸盤14的外周形成V形槽。如圖13所示，蓋具有U形截面。在繞組4和5被繞在筒體11上之后，蓋15被粘附或以其它方式附到頸盤12-14的外周上。蓋15具有一個箝入頸盤14的槽14a中的V形凸起15a。
線軸1是由隔磁材料制成，具體講就是，諸如Ni-Zn的鐵氧體材料或鐵粉芯。該材料的相對導磁率至少為1(最好為2至幾百)。
繞組4和5繞在頸盤14的相反兩端的線軸1上，并且各首尾端聯(lián)到不同的端子18上。
磁芯6和7沿筒11的孔11a延伸并彼此相互聯(lián)接。磁芯6和7具有C的形狀。磁芯6和7由磁芯導槽16導引，并在垂直方向上取向。蓋15附到與磁芯6和7相對的頸盤12-14的一側并與頸盤整個表面的3/4相接觸，磁芯6和7由鐵氧體或無組織材料制成，其相對導磁率最好為2-3千。在需要時，還可在磁芯6和7上附上絕緣蓋。
借助圖14描述本發(fā)明的扼流圈。
頸盤14在其外周上提供槽14a，而蓋15提供對應的凸起15a。繞組4和5間的沿表面蠕動距離L是沿槽14a的斜表面測出的。當斜表面之一由C代表時，蠕動距離約為2C。因此，帶槽14a的繞組4和5的間距長于不帶槽14a的繞組4和5的間距。所提供的槽因而提高了對扼流圈隔離的電阻。
扼流圈可因此而很小。具體講，為安全起見，扼流圈通常需要至少為3.2mm的蠕動距離。為滿足此要求，傳統(tǒng)扼流圈具有較高的頸盤。有利的是，槽14a使繞組4和5間的蠕動距離至少增至3.2mm而不增加頸盤的高度。
當把蓋扣到頸盤12-14的外周時，槽14a與凸起15a平滑地導引了蓋15并便于安置定位蓋15。
見圖14，線軸1的左半部、頸盤12、蓋15的左半部以及頸盤14集中形成繞繞組4的閉合磁路。線軸1的右半部、頸盤13、蓋15的右半部和頸盤14集中形成另一個繞繞組5的閉合磁路。圖15示出與此扼流圈相等價的電路圖。
圖16和17示出在扼流圈中消除共模噪聲的方法。
見圖16，扼流圈經兩個信號線聯(lián)到電流源20和負載即電子設備21上。在電源20與地間形成浮動電容C1而在負載21與地之間形成浮動電容C2。當共模噪聲電流i1和i2以圖16的箭頭所指方向流過兩個信號線時，如圖17所示將在繞組4和5中產生磁通φ1和φ2。這些磁通φ1和φ2無泄漏且其幅度漸降。這是因為，磁通φ1和φ2以渦流耗散形式轉換成熱能而致。共模噪聲電流i1和i2得以衰減。
圖18和19示出在扼流圈中消除簡正模噪聲的方法。
當簡正模噪聲電流i3以圖18所示箭頭方向流過兩個信號線時，則如圖19所示在繞組4和5中產生磁通φ3和φ4。這些磁通φ3和φ4不會泄漏出去。而磁通φ3和φ4則流過線軸1的閉合磁路，它們以渦流耗散的形式轉換成熱能，使其幅度漸降，從而降低簡正模噪聲電流i3。這樣，扼流圈有效地消除了簡正模和共模噪聲。
本發(fā)明并不局限于上述實施例，在本發(fā)明的范圍內可以做出多樣的修改。
蓋并非必須為U形，并可由成型鐵氧體來得到。該蓋出可以是形成簡正模噪聲的閉合磁路的組件。
中間頸盤14的槽14a可為任意形狀，例如為U或W形。在任何情況下，蓋15的凸起15a應具有與槽14a吻合的形狀。
在所示的實施例中，蓋15與頸盤的三個側面接觸。另外，蓋15也可與頸盤的一側或兩側甚至全部側面(4個)相接觸。
磁芯6和7為U形，也可為E形。另外，磁芯6和7之一可為U或E形，而其它芯可為I形。再者，磁芯可為單件而非兩件。這種單一磁芯可為梯形或矩形。
從前面的描述可知，本發(fā)明提供一扼流圈，它包括一對繞組、一個由磁性材料制成并包括在繞組中經過的閉合磁路的線軸，以及插入線軸中的磁芯。以此結構，當共?；蚝喺ｋ娏髁鬟^兩個繞組時，磁通在磁芯或線軸中以渦流耗散轉換成熱能。這降低了磁通的幅度并消除了共?；蚝喺Ｔ肼暋Ｓ欣氖?，磁通不會泄漏。這免除了在扼流圈周圍的磁屏。
在線軸的孔中的每個磁芯的一側具有圓形或矩形截面。這使磁芯與孔的內壁的接觸面減小，從而防止由簡正模噪聲在線軸中產生的磁通漏出線軸并向磁芯移動。
筒體的孔從筒體的中軸上偏移開。這種結構增加了由簡正模噪聲在線軸中產生的磁通所經過的磁路中的截面，這使磁路的磁阻降低，從而使簡正模電感增加。此外，線軸在磁芯的開口中占地很少，這可以使繞組的匝數(shù)增加，并使簡正模和共模電感增加。
中間頸盤厚度大于端頸盤的兩倍。這使由簡正模噪聲在兩個繞組中產生的磁通所經過和磁路的截面加大，并在一定程度上增加簡正模電感量。
另外，在磁芯的開口中，中間頸盤與磁芯間的間距大于端頸盤與磁芯的間距。這種結構防止了由簡正模噪聲在線軸中產生的磁通漏出線軸并向磁芯移動。
在線軸中間頸盤的外周形成槽并成型為可容納蓋上的凸起。這種結構增加了繞在筒體上在中間頸盤兩側的兩繞組間的蠕動距離，并且增加絕緣電阻。這種的扼流圈可很緊湊。將蓋的凸起與槽嚙合可以平穩(wěn)地導引蓋，并且便于對蓋定位。這種嚙合便于扼流圈的自動組裝并保證使線軸和蓋集中形成閉合的磁路。
因此，不會有因共模噪聲引致的磁通飽和。本發(fā)明所提供的扼流圈體積小并且能有效地基本消除共模和簡正模噪聲。
權利要求
1.一種扼流圈，包括一對繞組；一個線軸，包括繞有所述一對繞組的筒體，所述筒體包括一個孔，通過該孔可使磁芯插入，在所述筒體上并在其相對端展開的兩個相對端頸盤，在所述筒體上并在其中間展開的中間頸盤，用于將所述中間頸盤與所述兩個相對端頸盤聯(lián)接起來的蓋，其中所述線軸由磁性材料制成，并由筒體、所述頸盤和所述蓋在所述一對繞組周圍形成閉合磁路；以及一個用于形成閉合磁路的磁芯，其一端插入到所述筒體的所述孔中。
2.如權利要求1的扼流圈，其特征在于所述筒體的所述孔的截面不同于插入所述筒體的所述磁芯的所述一側的截面，其一為圓形截面，而其它則為矩形截面。
3.如權利要求1的扼流圈，其特征在于所述筒體的所述孔從簡體的軸上偏移開。
4.如權利要求1的扼流圈，其特征在于所述中間頸盤的厚度至少大于所述端盤的兩倍。
5.如權利要求1的扼流圈，其特征在于所述磁芯限定一個開口，其中在所述開口中，所述中間頸盤的外周與所述磁芯間的間隙大于所述端頸盤的外周與所述磁芯間的間隙。
6.如權利要求1的扼流圈，其特征在于所述中間頸盤在其外周上具有一個槽，且蓋上具有一個凸起，其至少一部分容納在所述槽中。
全文摘要
一種包括一個線軸、一對繞在線軸上的繞組及兩個磁芯的扼流圈。線軸具有一矩形筒體，其中限定了一個圓孔。兩個磁芯部分地被插入筒體的孔中?？讖耐搀w中軸上偏出。中間頸盤在筒體上并在筒體的中部展開。兩個端頸盤在筒體上并在筒體的相對兩端展開。中間頸盤的厚度約大于端頸盤的兩倍。磁芯集中地形成一個開口，在該開口中，中間頸盤外周與磁芯間距大于端頸盤外周與磁芯間距。在孔中的一部分磁芯具有圓形或矩形截面。
文檔編號H01F27/36GK1134028SQ96102570
公開日1996年10月23日 申請日期1996年2月2日 優(yōu)先權日1995年2月3日
發(fā)明者山口公一, 福谷巖, 大井隆明, 山田辰之 申請人:株式會社村田制作所