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，它會影響簡正模噪聲。但是，對較高量級的簡正模噪聲，就必須用單獨的簡正模扼流圈來消除噪聲。
在具有較高量級簡正模漏感分量的共模扼流圈中，漏磁通有時會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使扼流圈成本提高。
因此，本發(fā)明的目的在于提供針對共模和簡正模噪聲具有足夠的噪聲消除作用的扼流圈。
為了達到上述目的，本發(fā)明的扼流圈其特征在于包括一對繞組；一個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繞組時，則在每個繞組上產(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繞組時，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)明的扼流圈第二實施例的部分剖視圖。
借助圖1-9解釋本發(fā)明的第一實施例。
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)含義是由運動的直線產(chǎn)生的表面，因此該直線總是與一個給定的平面準線相截，且保持與準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。在實施例1中，繞制工作是通過分別轉(zhuǎn)動其磁芯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A與B間距由L代表，而第一磁芯6的相對導(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)備的負載31間的兩個信號線上。在電源30與地間產(chǎn)生一個漏電容C1，在負載31與地間產(chǎn)生一個漏電容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信號線時，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信號線之一時，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)明的第二實施例。
如圖10所示，第二實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B形芯、一個田字形芯與一個D形芯、和一個田字形芯與一個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其上繞有一對繞組的線軸上。結(jié)果，流過一對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磁芯間形成間隔，因而可在兩個磁件間保持足夠的間隙。這抑制了對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，并對共模噪聲和簡正模噪聲呈現(xiàn)足夠強的消噪效果。
權(quán)利要求
1.一種扼流圈，其特征在于包括一對繞組；一個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，用于在所述兩個磁芯之間形成間隙。
全文摘要
一種對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:株式會社村田制作所