專利名稱：扼流圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及扼流圈，該扼流圈主要用于消除由電子設(shè)備等所產(chǎn)生的噪聲。
存在兩種模式的流路噪聲。其一為簡正模(差分模)，這是通過在電源線之間產(chǎn)生的電壓差造成的流路噪聲。另一個(gè)為共模噪聲，它是由電源線與地之間而不是電源線之間產(chǎn)生的電壓差造成的流路噪聲。簡正模噪聲電流方向與電源的電流方向相同。共模噪聲電流方向與電源電流流過回路的方向不同。扼流圈就是用于降低或消除這些類型的噪聲的。
共模扼流圈通常包括簡正模漏電感分量，顯然這種漏感量很少，因而，它會(huì)影響簡正模噪聲。但是，對(duì)較高量級(jí)的簡正模噪聲，就必須用單獨(dú)的簡正模扼流圈來消除噪聲。
在具有較高量級(jí)簡正模漏感分量的共模扼流圈中，漏磁通有時(shí)會(huì)反過來影響相鄰電路。因此，需要在共模扼流圈周圍提供磁屏之類的應(yīng)對(duì)措施。
雖然，以單一傳統(tǒng)扼流圈充分地消除共模和簡正模噪聲是不可能的，為了消除這兩者，需在印刷電路板上安裝兩種扼流圈，即共模和簡正模扼流圈。這致使在印刷板上被占用大量的區(qū)域。
此外，在扼流圈周圍提供的磁屏蔽會(huì)使扼流圈成本提高。
因此，本發(fā)明的目的在于提供針對(duì)共模和簡正模噪聲具有足夠的噪聲消除作用的扼流圈。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的扼流圈其特征在于包括一對(duì)繞組；一個(gè)具有圓柱體部分的線軸，在所述圓柱體部分上繞有所述的一對(duì)繞組；由低導(dǎo)磁性材料制成的用于形成閉合磁路的第一磁芯和由高導(dǎo)磁性材料制成的用于形成閉合磁路的第二磁芯，所述第一和第二磁芯插在所述圓柱體部分的孔中；以及用于支承所述兩個(gè)磁芯的支件。
本發(fā)明扼流圈，其特征在于還包括在所述支件上提供的隔件，用于在所述兩個(gè)磁芯之間形成間隙。
采用上述電路，當(dāng)共模噪聲電流流過一對(duì)繞組時(shí)，則在每個(gè)繞組上產(chǎn)生磁通。所產(chǎn)生的磁通彼此相結(jié)合，并隨與由高導(dǎo)磁性材料制成的形成閉合磁路的第二磁芯中出現(xiàn)的以渦流耗散等轉(zhuǎn)變成熱能的相同結(jié)果而衰減掉，這消除了共模噪聲電流。另外，當(dāng)簡正模噪聲電流流過一對(duì)繞組時(shí)，則在繞組中產(chǎn)生磁通。該磁通流路經(jīng)過由低導(dǎo)磁性材料制成的形成閉合磁路的第一磁芯，并隨前者相同的結(jié)果而衰減掉。這消除了簡正模噪聲電流。
此外，在支件上的分隔件使第一和第二磁芯間保持預(yù)定尺寸的間隙。結(jié)果，第一與第二磁芯間的磁阻增加，這抑制了從第一磁芯中向第二磁芯由簡正模電流所產(chǎn)生的磁通的泄漏。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的扼流圈第一實(shí)施例的透視圖；圖2為用于圖1的扼流圈中的支件的透視圖；圖3為圖1所示扼流圈的垂直剖面圖；圖4為圖1所示扼流圈的水平剖面圖；圖5為圖1所示扼流圈的對(duì)等電路圖；圖6為電路圖，用于解釋借助圖1所示扼流圈消除共模噪聲的工作；圖7為磁路圖，用于解釋借助圖1所示扼流圈消除共模噪聲的工作；圖8為電路圖，用于解釋借助圖1所示扼流圈消除簡正模噪聲的工作；圖9為磁路圖，用于解釋借助圖1所示扼流圈消除簡正模噪聲的工作；圖10為根據(jù)本發(fā)明的扼流圈第二實(shí)施例的部分剖視圖。
借助圖1-9解釋本發(fā)明的第一實(shí)施例。
如圖1所示，扼流圈由線軸1和2、分別纏在線軸1和2上的繞組4和5、第一磁芯6、第二磁芯7和支件8構(gòu)成。
線軸1和2被分別分成與軸平行的線軸件1a、1b和2a、2b，并由諸如聚丁烯對(duì)酞酸鹽之類的樹脂制成。通過用粘合劑等將線軸件1a和1b粘合而成的線軸1具有圓柱體部分11和在11兩端的法蘭12和13。同理，線軸2也如此(見圖4)。在圓柱體11和21中分別存在的孔11a和21a具有環(huán)形橫截面。但無庸置疑，這些孔也可有其它任何形狀，如矩形。
此處所用的“圓柱體”其廣義的數(shù)學(xué)含義是由運(yùn)動(dòng)的直線產(chǎn)生的表面，因此該直線總是與一個(gè)給定的平面準(zhǔn)線相截，且保持與準(zhǔn)線平面相截的固定的線相平行。這包括了圓形圓柱體、二次曲面圓柱體、橢圓形圓柱體、拋物線形圓柱體、雙曲線圓柱體以及其準(zhǔn)線和直截面為多邊形的圓柱。
第一磁芯6成型為字母B的形狀。該磁芯的一側(cè)插入線軸1和2的圓柱體11和21的孔11a和21a中。第一磁芯6是由具低導(dǎo)磁性的材料制成，該材料的相對(duì)導(dǎo)磁率(H/B)在從1至幾十的范圍或從幾十到幾百的范圍。具體講，可用鐵粉芯、硅鋼等。
第二磁芯7成型為D形。其一側(cè)7a插入線軸1和2的圓柱體11和21的孔11a和21a中。第二磁芯7由較高導(dǎo)磁性的材料制成，該材料的相對(duì)導(dǎo)磁率為幾千。具體講，可用鐵氧體，無組織的材料等。
如圖2所示，支件8成型為框形，并在框的上部左和右兩側(cè)為在第一磁芯6和第二磁芯7之間形成的預(yù)定尺寸的間縫提供一隔件8a。此外，在支件8下表面的各角直立起端子9。第一磁芯6和第二磁芯7以粘合劑等以隔件8a插入其間而粘到支件8的上表面上。
繞組4和5分別繞在線軸1和2的體部11和21上，其起止端固定到支件8上的端子9上。在實(shí)施例1中，繞制工作是通過分別轉(zhuǎn)動(dòng)其磁芯6和7是插到芯6和7的6a和7a側(cè)的線軸1和2實(shí)現(xiàn)的，以將繞組4和5分別纏在體部11和21上。
下面借助圖3和4描述第一實(shí)施例的扼流圈。插入線軸1和2的磁芯6和7的6a和7a側(cè)之一具有大致半環(huán)形的截面，并設(shè)計(jì)出使其在孔11a和21a的有限尺寸內(nèi)具有最大的截面。該目的在于增加在磁芯6和7中由簡正模和共模噪聲產(chǎn)生的磁通的磁路截面，從而，通過減少磁路的磁阻來獲得較高的簡正模和共模電感。
在第一磁芯6與第二磁芯7間由隔件8a使其保持足夠的間隙。隔件8a的厚度被設(shè)定，這樣，磁芯6和7間的磁阻大于圖9中點(diǎn)A與B間的磁阻具體講，隔件8a的厚度值t應(yīng)滿足下式(1)點(diǎn)A與B間距由L代表，而第一磁芯6的相對(duì)導(dǎo)磁率由μ代表，它分別抑制了由簡正模電流從第一磁芯6向第二磁芯7而在繞組4和5上產(chǎn)生的磁通φ3和φ4的泄漏，從而抑制了由于飽和而致的共模電感量下降。
t＞(L/2μ)式(1)此外，如圖4所示，第一磁芯6的左半部形成繞著繞組4的閉合磁路，而右半部則形成繞著繞組5的閉合磁路。第二磁芯7形成繞著繞組4和5的閉合磁路。圖5為此扼流圈的等價(jià)電路圖。
借助圖6和7來描述具有上述結(jié)構(gòu)的扼流圈對(duì)共模噪聲的消除工作。
如圖6所示，扼流圈電聯(lián)接到在電源30與諸如電子設(shè)備的負(fù)載31間的兩個(gè)信號(hào)線上。在電源30與地間產(chǎn)生一個(gè)漏電容C1，在負(fù)載31與地間產(chǎn)生一個(gè)漏電容C2。當(dāng)共模噪聲電流i1和i2以圖6箭頭所示方向流過兩個(gè)信號(hào)線時(shí)，如圖7所示，繞組4和5分別產(chǎn)生磁通φ1和φ2。磁通φ1與φ2的組合漸衰而無漏出，而其流路則經(jīng)過高導(dǎo)磁性的第二磁芯形成的閉合磁路。這是以渦流耗散等將磁通φ1和φ2轉(zhuǎn)變成熱能的結(jié)果。因此，共模噪聲電流i1和i2降低。
下面參照圖8和9描述以扼流圈消除簡正模噪聲的工作。
如圖8所示，當(dāng)簡正模噪聲電流i3以圖8箭頭所示方向流過兩個(gè)信號(hào)線之一時(shí)，如圖9所示，繞組4和5分別產(chǎn)生磁通φ3和φ4。由于隔件8a使第一磁芯6與第二磁芯7間有足夠空隙，φ3與φ4的組合漸衰，這是與前者的轉(zhuǎn)變成熱能的原因相同，而其流路則經(jīng)過由第一磁芯6形成的閉合磁路而不會(huì)泄漏到第二磁芯7。因而，簡正模噪聲電流i3降低。
參照圖10描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。
如圖10所示，第二實(shí)施例的扼流圈是由樹脂制成的線軸41和42、分別繞在線軸41和42的圓柱體51和61上的繞組44和45、由低導(dǎo)磁性材料制成的B形第一磁芯46，由高導(dǎo)磁性材料制成的B形第二磁芯47以及支件48構(gòu)成。第一磁芯46的一側(cè)46a和第二磁芯47的中間件47a插入孔51a和61a中。支件48是框形件，它被彎成L形，芯46和47與支件粘為一體，其中，它們彼此是相分開的。具有上述結(jié)構(gòu)的扼流圈與本發(fā)明的第一實(shí)施例的扼流圈有相同的效果。
本發(fā)明的扼流圈并不限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明主旨的基礎(chǔ)上可以有多種變形。
在B形芯與D形芯相結(jié)合之外，磁芯也可以是兩個(gè)B形芯、一個(gè)田字形芯與一個(gè)D形芯、和一個(gè)田字形芯與一個(gè)B形芯的組合。該芯并不限于是整體形的，分開型的，如U形、E形和I形芯的組合也可用。
從上述描述可知，根據(jù)本發(fā)明，由低導(dǎo)磁性材料制成的形成閉合磁路的第一磁芯和由高導(dǎo)磁性材料制成的形成閉合磁路的第二磁芯插入到各個(gè)其上繞有一對(duì)繞組的線軸上。結(jié)果，流過一對(duì)繞組的共模噪聲電流和簡正模噪聲電流產(chǎn)生的磁通以與在第一和第二磁芯中出現(xiàn)的渦流耗散等形式轉(zhuǎn)換成熱能相同的形式衰減掉，以此來消除共模和簡正模噪聲。此外，由于在扼流圈上無磁通泄漏，因而無需在扼流圈周圍的磁屏。
此外，由于在支件上提供隔件以在兩個(gè)磁芯間形成間隔，因而可在兩個(gè)磁件間保持足夠的間隙。這抑制了對(duì)第二磁芯的由簡正模噪聲在第一磁芯中產(chǎn)生的磁通的泄漏，從而抑制了因共模噪聲所引致的磁通的飽和。
這樣，提供了一種扼流圈，其中因共模噪聲引致的磁通的飽和受到抑制，并對(duì)共模噪聲和簡正模噪聲呈現(xiàn)足夠強(qiáng)的消噪效果。
權(quán)利要求
1.一種扼流圈，其特征在于包括一對(duì)繞組；一個(gè)具有圓柱體部分的線軸，在所述圓柱體部分上繞有所述的一對(duì)繞組；由低導(dǎo)磁性材料制成的用于形成閉合磁路的第一磁芯和由高導(dǎo)磁性材料制成的用于形成閉合磁路的第二磁芯，所述第一和第二磁芯插在所述圓柱體部分的孔中；以及用于支承所述兩個(gè)磁芯的支件。
2.如權(quán)利要求1的扼流圈，其特征在于還包括在所述支件上提供的隔件，用于在所述兩個(gè)磁芯之間形成間隙。
全文摘要
一種對(duì)共模和簡正模噪聲具有足夠消除功能的扼流圈。該圈有兩個(gè)線軸，在各線軸上所繞的繞組、插在線軸一端圓柱體部分中的第一和第二磁芯、以及用于支持磁芯的支件。第一磁芯呈B形，并由低導(dǎo)磁性材料制成。第二磁芯為D形，并由高導(dǎo)磁性材料制成。由在支件上表面上的分隔件使芯間保持預(yù)定間隙。
文檔編號(hào)H01F17/06GK1134590SQ9610257
公開日1996年10月30日 申請日期1996年2月2日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月3日
發(fā)明者大井隆明, 山口公一, 山田辰之, 福谷巖 申請人:株式會(huì)社村田制作所