扼流圈 本发明涉及扼流圈,尤其涉及用于消除电子设备等产生的噪声和侵入电子设备等的噪声的扼流圈。
一般来说,与正常模(normal mode)相比共式(common mode)轭流圈有少量的漏感分量,因此,该共式轭流圈能有效地消除正常模噪声。然而,若正常模噪声强,则除了该共式轭流圈外,必须使用一个正常模式的轭流圈来克服这种噪声。
在共式轭流圈比之正常模具有相当大的漏感分量时,这种漏磁通可以反过来影响周围线路。在这种情况下,必须设置磁屏蔽包围该共式轭流圈。
鉴于上述情况,日本专利公开号为No.7-106140,提出了一种共式轭流圈,它能有效地消除共模噪声和正常模噪声。
然而,这种提议的共式轭流圈,其整个线圈架(bobbin)由昂贵而笨重的磁性材料制作,故该轭流圈相当笨重且价贵。
而且,整个线圈架包含管形体和法兰盘等部分的复杂结构,当使用磁性材料通过注模(injection molding)等工艺制造时,需要高精技术和严格的制造条件。再有,这种磁性材料对机械碰撞相当敏感,易产生碎片、破裂等。因此,当用来制造具有复杂结构的线圈架时,相当难于处理。
本发明的目的在于提供一种易于制造的轭流圈,该轭流圈抗机械碰撞,重量轻,价廉。
为实现上述发明目的,本发明的轭流圈包含:
(a)具有管形部和设置在该管形部上的法兰盘构件的非磁性材料线圈架构件;
(b)与所述非磁性材料线圈架构件一起构成线圈架的磁性材料线圈架构件,它具有与所述管形部一起构成主体部的芯部和设置在该芯部上的法兰盘构件,该法兰盘构件与上述非磁性材料线圈架构件地法兰盘构件一起构成法兰盘部;
(c)绕制在管形部和芯部构成的主体部上的一对绕组;和
(d)一端插入所述管形部孔中形成闭合磁路的磁性材料芯。
而且,本发明的轭流线圈还包括一磁性材料罩,与所述磁性材料线圈架构件的法兰盘构件的端部相结合,并与所述磁性材料线圈架构件一起构成闭合磁路。
按照上述结构,在这种轭流线圈中,当共模噪声电流流经该对绕组时,每个绕组中产生磁通。这些磁通相加。然后在构成闭合磁路的磁性材料芯中产生涡流损耗变换为热能,得到衰减,由此,消除共模噪声电流。
当正常模噪声电流流经该对线圈时,绕组中产生磁通。该磁通环绕着磁性材料线圈架构件和磁性罩形成的闭合磁路,在被衰减之前,由涡流损耗变为热能,由此消除正常模噪声电流。
由于线圈架由非磁性材料线圈架构件(该构件便宜且轻)和磁性材料线圈架构件(该构件贵而重)构成,故比已有技术的线圈架便宜和轻。
而且,非磁性材料线圈架构件虽有带主体部和法兰盘构件的复杂结构,但它可用注模(injection molding)等方便制成,另一方面,磁性材料线圈架构件虽相当难制作,但它只有带芯部和法兰盘构件的简单结构,因此,线圈架易于制造。由于磁性材料线圈架构件结构简单,它不易产生碎片、破裂等,因此,有利于线圈架的处理。
附图概述
图1表明本发明一实施例轭流圈的分解立体图;
图2表明图1所示轭流圈外观立体图;
图3为图2所示轭流圈的等效电路图;
图4(a)和4(b)为图2所示轭流圈如何消除共模噪声的原理图,其中图4(a)为磁路图,图4(b)为电路图;和
图5(a)和5(b)为图2所示轭流圈如何消除正常模噪声的原理图,其中图5(a)为磁路图,图5(b)为电路图。
下面,参照附图说明本发明一实施例的扼流圈。
如图1和图2所示,扼流圈1通常包括线圈架2,磁性材料芯3和4,一对绕组5和6,和磁性材料罩15。线圈架2按照平行于轴的平面分成两个线圈架构件21和22。线圈架构件21设有芯部23a,在其两端设有法兰盘构件24a和25a,在其中部设有法兰盘构件26a。线圈架构件22设有管形部23b,在该管形部23b的两端和中部设有法兰盘构件24b、25b和26b。引脚18植入法兰盘构件24b和25b。引脚18也可设在线圈架构件21中,但最好设在线圈架构件22中。
线圈架构件21和磁性材料罩15由相对磁导率不低于1(如2至几十)的磁性物质制作。具体而言,如可用Ni-Zn-型或Mn-Zn-型铁淦氧粉与树脂粘合剂混合而成的物质。线圈架构件22由绝缘材料等非磁性物质制作。具体而言,可使用聚丁烯-对苯二酸盐树脂(polybutylene terephthalate resin),聚亚苯基-硫化物树脂(polyphenylene sulfide resin),聚乙烯-对苯二酸盐树脂(polyethylene terphthalateresin)等。磁性材料芯3和4,具有U形结构,最好用相对磁导率为几千的物质制作。具体而言,可用铁淦氧,非晶体(amorphous)物质等。
按上述结构,线圈架构件21和22如可相互紧贴、固定或粘合,由此构成线圈架2。线圈架2并不全用贵而重的磁性物质构成,故与已有技术的线圈架相比,生产成本和重量都有所下降。
通过将线圈架构件21和22相互连接,构成线圈架2,该线圈架2具有由主体部23a和23b构成的管形主体部23,和法兰盘构件24a/24b、25a/25b和26a/26b构成的法兰盘部24、25和26。管形主体部23具有一横切面为矩形的孔29。然而孔29的横切面图形可为任意形状,如圆形。
如上所述,线圈架构件21虽由磁性材料制作,但具有不像管形部那样复杂的简单结构,故使需高级技术和严格控制制造条件的磁性材料的模制方法简单化。模制生产磁性材料的模具通常要求比模制树脂的耐磨损,故必须用昂贵和难成形的材料制作模具。但是,由于线圈架构件21构图简单,所以其模具构图也简单,因此,这种模具的加工费用也低。
而且,由于线圈架构图复杂,故在管形主体部的孔的开口中易于产生毛边(这部分对应于模具的开线)。如果整个线圈架像已有技术那样用磁性物质制作,这种毛边必须除去,否则轭流圈磁特性会变坏,与此相比,在本实施例的线圈架2的情况下,可选择一种适合模制特性的树脂,这样很容易制成管形主体部23的开口而不会有毛边,从而不涉及扼流圈磁特性变坏的问题。由于磁性材料线圈架构件21构图简单,不易产生碎片、破裂等,因此有助于线圈架2的处理。
接着,将绕组5和6的始端分别固定到两引脚18,再沿主体部23绕制绕组5和6,当线圈绕毕,绕组5和6的另一端分别固定并电连接于剩下的两引脚18。接着,将线圈架构件21的法兰盘构件24a、25a和26a的外周面紧一于磁性材料罩15的弯曲下凹面,线圈架构件21和磁性材料罩15构成闭合磁路。再用粘接等将线圈架构件21的法兰盘构件24a、25a和26a的外周面与磁性材料罩15接合在一起。
当由于线圈架构件21的法兰盘构件24a、25a和26a和芯部23a使下面要描述的正常模噪声电流(normal mode noise current)引起的漏磁通不大时,未必要设置磁性材料罩15。
各磁性材料芯3和4的一个分支插入管形主体部23的孔29中,且两分支相互相对紧贴,由此构成矩形磁性材料芯。用紧固件8将磁性材料芯3和4固定在一起。或用粘接剂、油漆等加以固定。这样,制成扼流圈1。
图3是扼流圈1的等效电路图。
参照图4(a)和图4(b)说明上述结构的扼流圈1的消除共模(common mode)噪声的过程。
如图4(b)所示,扼流圈1电气连接于布置在电源30和电子设备等构成的负载31之间的两信号线。在电源30和地之间有浮地电容C1,在负载31和地之间存在浮地电容C2。当共模噪声电流i1和i2按图中箭头所示方向流经两信号线时,在绕组5和6中产生磁通φ1和φ2。这两磁通φ1和φ2相加,在磁性材料芯3和4的闭合磁路中形成环流,由于涡流损耗等磁通φ1和φ2变为热能,逐渐衰减,因此,共模噪声电流i1和i2下降。
下面,参照图5(a)和图5(b)说明扼流圈1消除正常模(normal mode)噪声的过程。
如图5(b)所示,当正常模噪声电流按图中箭头方向流经两信号线时,在绕组5和6中产生磁通φ3和φ4。当它们在磁性材料线圈架构件21和磁性材料罩15构成的闭合磁路中形成环流时,由于涡流损耗等,使这些磁通φ3和φ4变为热能,逐渐衰减,由此,正常模噪声电流下降。
本发明的扼流圈不限于上面描述的实施例。在不脱离本发明实质范围,可作种种修改和实施例变化。例如,可按规格要求任意选择线圈的构图(构形)。
从上面描述清楚可见,按照本发明,整个线圈架未用昂贵、笨重的磁性物质制作,故与已有技术相比可降低生产成本和重量。
而且,用磁性材料制作的线圈架构件有简单的构形,没有像管形部那样的复杂构形,所以对要求高技术和严格控制制造条件的磁性材料的模制可简化。由于这种磁性材料线圈架构件的构形简单,故不易发生破裂、碎片等。