CN101499364B - 集成电感 - Google Patents
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Abstract
本发明属于磁体和电感技术领域。解决滤波器中电感数量多，生产工序、装配复杂，容易产生装配出错的问题。所述的磁芯包括一个磁体(1)，磁体(1)上设有一端面(2)，在端面(2)两侧的边缘设置有侧壁(3)，端面(2)上设有至少两个延伸出来的柱芯(4)，一个可靠在侧壁(3)和柱芯(4)端面上的磁板(5)，柱芯(4)端面与磁板(5)之间保持有磁间隙(11)。或二个所述磁体(1)和一个设置在它们之间可靠在侧壁(3)和柱芯(4)端面上的磁板(5)。在上述磁芯的柱芯(4)上设有第一线圈(7)和第二线圈(8)，每个柱芯(4)上的第一线圈(7)和第二线圈(8)分别相互串联，每个线圈的两端分别设置在引脚(9)上。
Description
技术领域
本发明属于磁体和电感技术领域。
背景技术
现有的电感，有采用如EI，EE等结构的磁芯，这些磁芯只有一个中心柱，在该中心柱上设有线圈，由此构成电感。而在滤波器电路中往往采用多个电感串接在双线中，因此需要用到多对电感，自然造成使用器件的数量增多，总体积大，占据的空间大，由于所使用的电感的电感量不同，为制造方便，生产商往往采用在相同的磁芯上绕制不同圈数的线圈，导致电感在外形上均相同，仅仅在其中的线圈卷绕的圈数不同。使用这种一个个独立电感器件生产电子产品，如在滤波器的生产过程中将导致电感器件的使用数量增大，加工的工序增多，使得装配复杂，而且容易产生装配出错。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种可供多个电感集中在一起，并可形成多个独立的电感，而且便于组合的磁芯。
本发明的第二个目的在于提供一种可形成多个，并且是相互独立，便于组合产生的集成电感。
为实现本发明的第一个目的，所述的磁芯，包括一个磁体，所述的磁体上设有一端面，在所述的端面两侧的边缘设置有侧壁，所述的端面上设有至少两个延伸出来的柱芯，一个可靠在侧壁和柱芯端面上的磁板，所述的柱芯端面与磁板之间保持有磁间隙。
利用上述磁芯，可实现本发明的第二个目的，所述的集成电感，包括一个磁体，所述的磁体上设有一端面，在所述的端面两侧的边缘设置有侧壁，所述的端面上设有至少两个延伸出来的柱芯，一个可靠在侧壁和柱芯端面上的磁板，所述的柱芯端面与磁板之间保持有磁间隙，在每个柱芯上设有双线并绕的第一线圈和第二线圈，每个柱芯上的第一线圈相互串联，每个柱芯上的第二线圈相互串联，每个线圈的两端分别设置在引脚上。
由于端面上设有侧壁和至少两个延伸出来的柱芯，当柱芯上绕有线圈时，则该线圈在通电时产生的磁场会在其所在的柱芯、端面与侧壁形成一个磁路。由于所有的柱芯均是设置在端面上的，当这些柱芯上绕有线圈时，这些线圈在通电时产生的磁场只有一小部分利用端面传到其他的柱芯上，大部分会通过端面、侧壁和磁板形成一个磁路。因此，在磁路中可形成多个，并且是相互独立的柱芯，当在每个柱芯上绕制有线圈，可形成多个独立的电感。
为实现本发明的第一个目的，所述的磁芯，包括二个磁体，所述的磁体上设有一端面，在所述的端面两侧的边缘设置有侧壁，所述的端面上设有至少两个延伸出来的柱芯，一个设置在二个磁体之间可靠在侧壁和柱芯端面上的磁板，所述的柱芯端面与磁板之间保持有磁间隙。该磁芯与上述磁芯之区别在于多一个磁体。可形成比上一个多一倍的相互独立的柱芯。
利用上述磁芯，可实现本发明的第二个目的，所述的集成电感，包括二个磁体，所述的磁体上设有一端面，在所述的端面两侧的边缘设置有侧壁，所述的端面上设有至少两个延伸出来的柱芯，一个设置在二个磁体之间可靠在侧壁和柱芯端面上的磁板，所述的柱芯端面与磁板之间保持有磁间隙，在每个柱芯上设有双线并绕的第一线圈和第二线圈，每个柱芯上的第一线圈相互串联，每个柱芯上的第二线圈相互串联，每个线圈的两端分别设置在引脚上。该集成电感与上述集成电感之区别在于多一个磁体。可形成比上一个集成电感多一倍的相互独立的电感数目。
若是采用两个磁体，直接使其侧壁和柱芯端面靠合在一起形成一个磁芯，此时形成的磁芯比采用一个磁芯和一个磁板形成的磁芯，其柱芯相对变长一倍，因此可以在柱芯上绕制大一倍的线圈。所以可以根据生产需要，通过对磁体、磁板的不同组合，可形成不同规格的磁芯，在这些磁芯中设置不同的线圈，方便于组合生产各种规格的集成电感。
上述磁芯及其集成电感由于采用在多个柱芯***设有侧壁，因此侧壁为了围在柱芯旁，必然随着柱芯得增大或者增多而相应地增加截面积，使得多个柱芯可以共同使用侧壁作为磁回路的一个路径，通过采用公共侧壁解决了每个柱芯原有的各自侧壁，大大减小了体积，由于侧壁设置在柱芯的***，该侧壁还具有屏蔽磁辐射的效果。
附图说明
附图的图面说明如下：
图1为本发明磁芯第一个实施例的立体结构图。
图2为本发明磁芯第二个实施例的立体结构图。
图3为图1和2中相邻的两个柱芯之间的磁力线在磁体中的分布示意图。
图4为图2中同心的两个柱芯之间的磁力线在磁体中的分布示意图。
图5为本发明集成电感第一个实施例的立体装配结构图。
图6为采用图5中两个磁芯进行组合的又一种集成电感实施例的立体装配结构图。
图7为本发明集成电感第二个实施例的立体结构图。
图8为图7的立体装配结构图。
图9为图5、6的电路接线图。
图10为图7的电路接线图。
图11为图7所示的集成电感应用在滤波器电路中的一个实例线路图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明磁芯及其集成电感的具体实施例作进一步详述：
首先叙述磁芯。
如图1中所示，本发明所述的磁芯包括一个长方体状的铁氧磁体1，所述的磁体1上设有一长方形的端面2，在所述的端面2两侧的边缘设置有侧壁3，所述的端面2上设有两个延伸出来的柱芯4。根据需要，也可以在端面2上设有多个延伸出来的柱芯4。一个可靠在侧壁3和柱芯4端面上的磁板5，所述的柱芯4端面与磁板5之间保持有磁间隙11。磁体1和磁板5装配在一起时，该磁芯如图4中上面磁体1或者下面磁体1和磁板5构成 所示。
当其中一个柱芯4上设有通电的线圈时，产生的磁场用磁力线表示，如图3中的虚线部分所示，磁力线将从柱芯4的一端穿出，然后在端面2上向四周散开。由于侧壁3形状成扁平状，分布在端面2的边缘，因此可以收集到从柱芯4一端穿出的大部分磁力线。磁力线在侧壁3中的分布主要分布在距离该柱芯4近的侧壁3以及截面积大的侧壁3中。而另一个柱芯4虽然是从端面2的一个面上延伸出来的，而且与上一个所述的柱芯4接近，但是由于另一个柱芯4与磁板5之间设有磁间隙11，该磁间隙11相对于侧壁3具有相当大的磁阻，因此上一个柱芯4产生的磁力线仅仅有很少的一部分能够通过该柱芯4。当两边侧壁3的横截面积相同时，磁力线在端面2中的分布主要集中在产生磁力线的柱芯4对应一边的侧壁3，因为对应一边的侧壁3距离柱芯4近，磁阻小。另一个柱芯4由于仅仅占据端面2的一小部分面积，而且由于柱芯4与磁板5之间的磁间隙11的存在，通过该柱芯4磁路的磁阻大，因此仅仅能够收集到经过该端面2右边的磁力线中的一小部分，如图3中两个柱芯4之间的虚线部分所示。右边的磁力线中的大部分经过右边的侧壁3，再经过磁板5形成磁回路。所以两个柱芯4之间的互感很小，依次类推，多个柱芯4的情况也是如此。
所述的两个侧壁3沿端面2一边的边缘延伸出后壁6，形成一整体的半壁。如图3中所示，此时，磁体1中的每个柱芯4在各自的一侧有可以导磁的壁截面积得到扩大，如侧壁3和后壁6，因此，当柱芯4中的磁力线从一端穿出后，将会沿三个方向向侧壁3穿入，仅有一小部分在相邻的柱芯4中穿入，由于侧壁3占据在端面2的边缘位置，可以有较大的扩展空间，其截面积可以远大于柱芯4的截面积，因此可以引导大量的磁力线从侧壁3和后壁6经过，从而避免相邻的柱芯4之间磁力线的直接通过，降低柱芯4之间的互感。
在两个柱芯4分别绕制两个线圈，相当于两个电感L1和L2磁件集成到一起时，由于两个柱芯4间的磁通的相互影响，该L1和L2的电感量与相互分离的两个磁芯形成的电感相比会产生了一定的偏移，通过对10个样品电感量的实际测试比较如下：
| 项目 | L1电感量(mH) | L2电感量(mH) | L1+L2(mH) | 二者串接实测值 | 偏差％ |
| 样品1 | 4.763 | 5.015 | 9.778 | 9.413 | 3.88％ |
| 样品2 | 4.985 | 4.744 | 9.729 | 9.367 | 3.86％ |
| 样品3 | 4.713 | 4.830 | 9.543 | 9.189 | 3.85％ |
| 样品4 | 4.876 | 4.748 | 9.624 | 9.260 | 3.93％ |
| 样品5 | 4.904 | 4.716 | 9.620 | 9.326 | 3.15％ |
| 样品6 | 4.748 | 4.937 | 9.685 | 9.380 | 3.25％ |
| 样品7 | 4.830 | 4.877 | 9.707 | 9.377 | 3.52％ |
| 样品8 | 4.868 | 4.810 | 9.678 | 9.360 | 3.40％ |
| 样品9 | 4.935 | 4.966 | 9.901 | 9.583 | 3.32％ |
| 样品10 | 4.960 | 4.982 | 9.942 | 9.638 | 3.15％ |
如上测试得知，实际偏差与理论值L1+L2(mH)存在着相对稳定的误差范围，但通 过微调圈数，仍然达到该滤波器的特性参数要求。可以看出集成后电感产生约3％～4％的变化，由于滤波器制造时电感量的误差一般为8％-10％，所以该变化相对影响较小，且可以通过微调绕组圈数接近分离磁器件，即相互分离的磁芯形成的电感的值。
如图2、4中所示，本发明所述的磁芯还可以是包括二个磁体1，所述的磁体1上设有一端面2，在所述的端面2两侧的边缘设置有侧壁3，所述的端面2上设有至少两个延伸出来的柱芯4，一个设置在二个磁体1之间可靠在侧壁3和柱芯4端面上的磁板5，所述的柱芯4端面与磁板5之间保持有磁间隙11。
由于磁板5设置在二个磁体1之间。当二个磁体1中同心位置的柱芯4产生磁场时，如图4中所示，磁力线从柱芯4的一端穿出后，首先进入到磁板5中。由于在一个磁体1中，侧壁3和柱芯4之间的磁路距离远比另一个磁体1中的磁路距离小，所以柱芯4的一端穿出磁力线主要是通过磁板5向周边扩散至边缘，再由侧壁回到端面2，形成一个磁回路，如图4中双虚线环路所示，表示大多数磁力线是在此回路中。如图4中单虚线环路所示，表示仅有很少量部分的磁力线通过另一个磁体1的同心位置的柱芯4、端面2以及侧壁3形成磁回路，这种磁回路产生的互感极小。所以该结构可形成多个独立的电感，而且便于组合。
接着叙述集成电感。
如图5中所示，所述的集成电感，包括一个如图1中所示磁体1，所述的磁体1上设有一端面2，在所述的端面2两侧的边缘设置有侧壁3，所述的端面2上设有至少两个延伸出来的柱芯4，一个可靠在侧壁3和柱芯4端面上的磁板5，所述的柱芯4端面与磁板5之间保持有磁间隙11，在每个柱芯4上设有双线并绕的第一线圈7和第二线圈8，每个柱芯4上的第一线圈7相互串联，每个柱芯4上的第二线圈8相互串联，每个线圈的两端分别设置在引脚9上。如图7中所示，T1表示在其中一个柱芯4上的第一线圈7和第二线圈8，T2表示在另一个柱芯4上的第一线圈7和第二线圈8。图9中的①、②……⑥表示引脚9。
如图6中所示，所述的集成电感，包括两个如图1中所示磁体1，所述的磁体1上设有一端面2，在所述的端面2两侧的边缘设置有侧壁3，所述的端面2上设有至少两个延伸出来的柱芯4，两个磁体1的柱芯4和侧壁3分别相对放置，柱芯4与柱芯4之间会形成一个磁间隙11，此时的柱芯和侧壁相比一个磁体的增加了一倍的长度，在柱芯上设有双线并绕的第一线圈7和第二线圈8，每个柱芯4上的第一线圈7相互串联，每个柱芯4上的第二线圈8相互串联，每个线圈的两端分别设置在引脚9上。如图7中所示，T1表示在其中一个柱芯4上的第一线圈7和第二线圈8，T2表示在另一个柱芯4上的第一线圈7和第二线圈8。图9中的①、②……⑥表示引脚9。
如图7、8中所示，所述的集成电感，包括二个如图1中所示磁体1，所述的磁体1上设有一端面2，在所述的端面2两侧的边缘设置有侧壁3，所述的端面2上设有至少两个延伸出来的柱芯4，一个设置在二个磁体1之间可靠在侧壁3和柱芯4端面上的磁板5，所述的柱芯4端面与磁板5之间保持有磁间隙11，在每个柱芯4上设有双线并绕的第一线 圈7和第二线圈8，每个柱芯4上的第一线圈7相互串联，每个柱芯4上的第二线圈8相互串联，每个线圈的两端分别设置在引脚9上。如图10中所示，T1表示在其中一个磁体1中其中一个柱芯4上的第一线圈7和第二线圈8，T2表示在该磁体1中另一个柱芯4上的第一线圈7和第二线圈8。T3表示在另一个磁体1中其中一个柱芯4上的第一线圈7和第二线圈8，T4表示在该磁体1中另一个柱芯4上的第一线圈7和第二线圈8。图10中的①、②……⑩表示引脚9。
所述的两个侧壁3沿端面2一边的边缘围成一整体状。
所述的柱芯4上套设有线圈骨架10，所述的引脚9设置在线圈骨架10上，所述的第一线圈7和第二线圈8绕制在线圈骨架10上。
该集成电感使用在滤波器电路中如图11中所示。
Claims (6)
1.一种集成电感，包括一个磁体(1)，所述的磁体(1)上设有一端面(2)，在所述的端面(2)两侧的边缘设置有侧壁(3)，其特征是所述的端面(2)上设有至少两个延伸出来的柱芯(4)，一个可靠在侧壁(3)和柱芯(4)端面上的磁板(5)，所述的柱芯(4)端面与磁板(5)之间保持有磁间隙(11)，在每个柱芯(4)上设有的第一线圈(7)和第二线圈(8)，每个柱芯(4)上的第一线圈(7)相互串联，每个柱芯(4)上的第二线圈(8)相互串联，每个线圈的两端分别设置在引脚(9)上。
2.根据权利要求1所述的集成电感，其特征是所述的两个侧壁(3)沿端面(2)一边的边缘围成一整体状。
3.根据权利要求1或2所述的集成电感，其特征是所述的柱芯(4)上套设有线圈骨架(10)，所述的引脚(9)设置在线圈骨架(10)上，所述的第一线圈(7)和第二线圈(8)绕制在线圈骨架(10)上。
4.一种集成电感，包括二个磁体(1)，所述的磁体(1)上设有一端面(2)，在所述的端面(2)两侧的边缘设置有侧壁(3)，其特征是所述的端面(2)上设有至少两个延伸出来的柱芯(4)，一个设置在二个磁体(1)之间可靠在侧壁(3)和柱芯(4)端面上的磁板(5)，所述的柱芯(4)端面与磁板(5)之间保持有磁间隙(11)，在每个柱芯(4)上设有的第一线圈(7)和第二线圈(8)，每个柱芯(4)上的第一线圈(7)相互串联，每个柱芯(4)上的第二线圈(8)相互串联，每个线圈的两端分别设置在引脚(9)上。
5.根据权利要求4所述的集成电感，其特征是所述的两个侧壁(3)沿端面(2)一边的边缘围成一整体状。
6.根据权利要求4或5所述的集成电感，其特征是所述的柱芯(4)上套设有线圈骨架(10)，所述的引脚(9)设置在线圈骨架(10)上，所述的第一线圈(7)和第二线圈(8)绕制在线圈骨架(10)上。
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