CN104517700A - 共模扼流圈 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种共模扼流圈,该共模扼流圈不在2个绕组之间设置间隔就能够得到高的特性阻抗。共模扼流圈(1)具备:沿x轴方向延伸的磁芯(12)、卷绕于磁芯(12)的卷芯部(14)的绕组(20)、以与绕组(20)并行的方式卷绕于卷芯部(14)的绕组(21)。当从与x轴方向正交的z轴方向观察时,绕组(21)的重叠部(α)与绕组(20)重叠。另外,绕组(21)的除重叠部(α)以外的部分相对于绕组(20)与x轴方向大致平行地排列。
Description
技术领域
本发明涉及共模扼流圈(Common mode choke coil)。
背景技术
作为以往的共模扼流圈,已知有专利文献1所记载的共模扼流圈。在这种以往的共模扼流圈中,通过在被卷绕于卷芯部的2个绕组之间设置间隔,来得到高的特性阻抗。
然而,在以往的共模扼流圈中,由于在2个绕组之间设置间隔,所以存在无法在有限的卷芯部的空间内得到多的匝数这样的问题。
专利文献1:日本专利第3973027号公报
发明内容
本发明的目的在于,提供一种能够得到高的特性阻抗的共模扼流圈。
本发明的一方式所涉及的共模扼流圈的特征在于,具备:
磁芯,其具有沿轴向延伸的卷芯部;
第1绕组,其卷绕于上述卷芯部;以及
第2绕组,其以与上述第1绕组并行的方式卷绕于上述卷芯部,
在从与上述轴向正交的方向观察时,上述第2绕组的一部分与上述第1绕组重叠,
上述第2绕组的剩余部分相对于上述第1绕组与轴向大致平行地排列。
在本发明的一方式所涉及的共模扼流圈中,以与第1绕组并行的方式卷绕于卷芯部的第2绕组的一部分,在从与卷芯部的轴向正交的方向观察时,与上述第1绕组重叠。由此,能够不在第1绕组和第2绕组之间设置间隔,就得到高的特性阻抗。
根据本发明,能够不在共模扼流圈中的2个绕组之间设置间隔就得到高的特性阻抗。
附图说明
图1是一实施例的共模扼流圈的外观图。
图2是制造过程中的共模扼流圈的剖面图。
图3是制造过程中的共模扼流圈的剖面图。
图4是制造过程中的共模扼流圈的剖面图。
图5是变形例的共模扼流圈的外观图。
图6是表示与一实施例的共模扼流圈相当的样品、及作为比较例的共模扼流圈的样品中的、特性阻抗与频率之间的关系的曲线图。
图7是变形例的绕组型电子部件的外观图。
图8是表示与一实施例的共模扼流圈相当的样品、及作为比较例的共模扼流圈的样品中的、特性阻抗与频率之间的关系的曲线图。
图9是作为变形例的绕组型电子部件的外观图。
附图标记说明:1、1A、1B…共模扼流圈;12…磁芯;14…卷芯部;18…凸缘部;21…绕组(第1绕组、第2绕组)。
具体实施方式
(共模扼流圈的结构,参照图1)
参照附图对一实施例所涉及的共模扼流圈1进行说明。以下,将卷芯部14的中心轴所延伸的方向定义为x轴方向。另外,当从x轴方向俯视时,将沿凸缘部16的长边延伸的方向定义为y轴方向,将沿凸缘部16的短边延伸的方向定义为z轴方向。其中,x轴、y轴以及z轴相互正交。
如图1所示,共模扼流圈1具备磁芯12、绕组20、21以及外部电极22~25。
磁芯12例如由铁素体(ferrite)、金属磁性体、氧化铝等磁性材料、绝缘材料构成,包括卷芯部14和凸缘部16、18。
卷芯部14是沿x轴方向延伸的棱柱状的部件。但是,卷芯部14并不局限于棱柱状,也可以是圆柱状。
凸缘部16、18设置在卷芯部14的x轴方向的两端。具体而言,凸缘部16设置在卷芯部14的x轴方向的负方向侧的一端。凸缘部18设置在卷芯部14的x轴方向的正方向侧的另一端。
凸缘部16呈长方体状的形状。另外,在凸缘部16的z轴方向的正方向侧的面S1上,凸部16a、16b按照从y轴方向的负方向侧朝向正方向侧依次排列的方式设置。另外,凸部16a、16b以隔开间隔从而相互不接触的状态排列。凸部16a若从z轴方向俯视则呈大致矩形状,位于x轴方向的正方向侧的边L1、与位于y轴方向的正方向侧的边L2所成的角被实施倒角。另外,凸部16a的z轴方向的正方向侧的面S2为平面。凸部16b若从z轴方向俯视则呈矩形状,凸部16b的z轴方向的正方向侧的面S3为平面。
凸缘部18呈长方体状的形状。另外,在凸缘部18的z轴方向的正方向侧的面S4上,凸部18a、18b按照从y轴方向的负方向侧朝向正方向侧依次排列的方式设置。另外,凸部18a、18b以隔开间隔从而相互不接触的状态排列。凸部18a若从z轴方向俯视则呈矩形状,凸部18a的z轴方向的正方向侧的面S5为平面。凸部18b若从z轴方向俯视则呈大致矩形状,位于x轴方向的负方向侧的边L3与位于y轴方向的负方向侧的边L4所成的角被实施倒角。另外,凸部18b的z轴方向的正方向侧的面S6为平面。
另外,凸缘部16、18关于通过卷芯部14的中心且与z轴平行的直线对称。
外部电极22~25由Ni-Cr、Ni-Cu、Ni等Ni系列合金、Ag、Cu、Sn等构成。外部电极22以覆盖凸部16a的面S2及其周围的方式设置。外部电极23以覆盖凸部16b的面S3及其周围的方式设置。外部电极24以覆盖凸部18a的面S5及其周围的方式设置。外部电极25以覆盖凸部18b的面S6及其周围的方式设置。
绕组20、21是卷绕于卷芯部14的导线,通过用聚氨酯等绝缘材料覆盖以钢、银等导电性材料为主要成分的芯线而构成。
绕组20(第1绕组)以当从x轴方向的正方向侧俯视时一边逆时针环绕一边向x轴方向的正方向侧行进的方式卷绕于卷芯部14。绕组20的x轴方向的负方向侧的一端在面S2上与外部电极22连接,绕组20的x轴方向的正方向侧的另一端在面S5上与外部电极24连接。
绕组21(第2绕组)按照与绕组20并行的方式卷绕于卷芯部14。即,绕组21以当从x轴方向的正方向侧俯视时一边逆时针环绕一边向x轴方向的正方向侧行进的方式卷绕于卷芯部14。另外,绕组21的x轴方向的负方向侧的一端在面S3上与外部电极23连接,绕组21的x轴方向的正方向侧的另一端在面S6上与外部电极25连接。
而且,绕组21当从z轴方向(与x轴方向正交的方向)观察时,其一部分与绕组20在2处重叠。将该绕组20与绕组21重叠的部分称为重叠部α。另外,绕组21中的除重叠部α以外的部分(剩余部分),按照相对于绕组20沿x轴方向(与轴向平行)排列的方式卷绕于卷芯部14。其中,在重叠部α,绕组20与绕组21的x轴方向的位置关系调换。位置关系调换后的绕组20和绕组21以该状态在卷芯部14卷绕一定距离,这之后,绕组20与绕组21再次重叠,绕组20与绕组21的位置关系还原。
(绕组型电子部件的功能)
在以上那样构成的绕组型电子部件1中,具有以下说明的功能。
在绕组型电子部件1中,设置成绕组20、21的相互的中心轴一致,所以由流入到绕组20的电流产生的磁通量通过绕组21,并且由流入到绕组21的电流产生的磁通量通过绕组20。
这时,由共模的电流产生的磁通量的方向是相同的方向。因此,在绕组20、21产生的磁通量彼此成为一体而相互增强,从而对共模的电流产生阻抗。
另一方面,在流过正常模(normal mode)的电流的情况下,在绕组20产生的磁通量与在绕组21产生的磁通量为反方向。因此,相对于正常模的电流,不产生阻抗。根据以上,绕组型电子部件1作为共模扼流圈发挥作用。
(绕组型电子部件的制造方法参照图2~图4)
以下,对实施例的绕组型电子部件的制造方法进行说明。
首先,准备成为磁芯12的材料的以铁素体为主要成分的粉末。然后,将准备的铁素体粉末填充至凹模。用凸模对填充后的粉末进行加压,由此形成卷芯部14的形状及凸缘部16、18的形状。
接下来,在卷芯部14及凸缘部16、18成型结束之后进行烧制,完成磁芯12。
然后,在磁芯12的凸缘部16、18的凸部16a、16b、18a、18b形成外部电极22~25。具体而言,首先,使凸部16a、16b、18a、18b浸渍于盛满Ag糊(paste)的容器,使Ag糊附着于各凹部。接下来,使附着的Ag糊干燥并进行烧制,由此在凸部16a、16b、18a、18b形成作为底层电极的Ag膜。然后,通过电镀等,在Ag膜上形成Ni系列合金的金属膜。根据以上,形成外部电极22~25。
接下来,向磁芯12的卷芯部14卷绕绕组20、21。在卷绕绕组20、21时,如图2所示,改变绕组20和绕组21的x轴方向的一部分的间隔,任意一方的绕组与另一方的绕组重叠的方式进行卷绕。然后,将绕组20、21的两端预先从卷芯部14引出规定量。其中,根据卷绕时的绕组20、21与卷芯部的密接状态、卷绕时的绕组彼此的间隔等,存在如图3所示,绕组20和绕组21的x轴方向的位置关系完全地调换的情况(本实施例),和如图4所示,绕组20与绕组21重叠,但绕组20和绕组21的位置关系不完全调换的情况(后述的第2变形例)。
最后,通过热压焊将绕组20、21的引出部分与外部电极22~25连接。经过以上那样的工序,完成绕组型电子部件1。
(效果参照图1、图5和图6)
在共模扼流圈1中,以与绕组20并行的方式卷绕于卷芯部14的绕组21,当从与x轴方向正交的方向观察时,在其重叠部α与绕组20重叠。由此,能够不在绕组20与绕组21之间设置间隔,就得到高的特性阻抗。
本申请发明者为了确认上述效果而进行了实验。具体而言,实验使用与共模扼流圈1相当的第1样品、图5所示那样的重叠部α比第1样品多2个的变形例的第2样品、以及从第1样品删除重叠部α的第3样品来测定特性阻抗。其中,各样品的大小为2.0mm×1.2mm×0.9mm。
实验的结果,如图6所示,在40MHz~200MHz的范围内,相对于第3样品的特性阻抗,第1样品的特性阻抗约高5Ω,相对于第1样品的特性阻抗,第2样品的特性阻抗约高5Ω。在其他频率中也是:相对于第3样品的特性阻抗,第1样品的特性阻抗高,相对于第1样品的特性阻抗,第2样品的特性阻抗高。根据该结果,示出了伴随着重叠部α的增加,特性阻抗增加。即,确认出通过绕组20与绕组21的重叠,能够得到高的特性阻抗。
然而,在共模扼流圈1中,为了得到高的特性阻抗不需要在绕组20与绕组21之间设置间隔。因此,在共模扼流圈1中,与通过在2个绕组之间设置间隔来得到高的特性阻抗的以往的共模扼流圈相比,能够得到多的匝数。其结果是,共模扼流圈1与以往的共模扼流圈相比,能够得到大的共模阻抗。
另外,在以往的共模扼流圈中,在2个绕组之间设置有间隔,所以2个绕组能够沿卷芯部的轴向移动。由此,难以使2个绕组的间隔保持恒定,从而在以往的共模扼流圈中,难以得到稳定的特性阻抗。另一方面,在共模扼流圈1中,不存在2个绕组的间隔,根据是否将2个绕组重叠来获得高的特性阻抗,所以比以往的共模扼流圈更能够获得稳定的特性阻抗。
(第1变形例,参照图7和图8)
如图7所示,第1变形例的共模扼流圈1A与共模扼流圈1的不同点在于绕组的线匝数。
具体而言,在共模扼流圈1A中,与共模扼流圈1相比,绕组20、21的线匝数少,所以存在在接近的绕组之间设置有间隔的部分。由此,在共模扼流圈1A中,能够控制接近的绕组的间隔,其结果是,能够使特性阻抗更高。共模扼流圈1A中的其他结构与共模扼流圈1相同。因此,上述绕组的线匝数以外的说明如在电子部件1的说明那样。
本申请发明者为了确认上述效果而进行了实验。具体而言,实验使用与共模扼流圈1A相当的第4样品、重叠部α比第4样品多2个的第5样品、以及从第4样品删除重叠部α的第6样品来测定特性阻抗。其中,各样品的大小为2.0mm×1.2mm×0.9mm。
实验的结构如图8所示,示出了在30MHz~1GHz的范围内,第6样品的特性阻抗为约80Ω,样品4的特性阻抗为约100~115Ω,样品5的特性阻抗为约160~175Ω。因此,根据该结果,确认出在共模扼流圈1A中,能够得到比共模扼流圈1更高的特性阻抗。
(第2变形例,参照图9)
如图9所示,第2变形例的共模扼流圈1B与共模扼流圈1的不同点在于,重叠部α的前后的绕组20、21的位置关系。
具体而言,在共模扼流圈1B中,在重叠部α,绕组20与绕组21不完全交叉。因此,在共模扼流圈1B中,没有如共模扼流圈1那样绕组20和绕组21的x轴方向的位置关系完全调换。共模扼流圈1B中的其他结构与共模扼流圈1相同。因此,上述绕组的除线匝数以外的说明如在电子部件1的说明那样。
(其他实施例)
本发明所涉及的共模扼流圈并不限定于上述实施例,在其要旨的范围内能够进行种种变更。例如,绕组的线匝数、绕组的间隔、磁芯中的卷芯部、凸缘部的形状、材料等是任意的。另外,也可以在一部分设置将绕组紧密卷绕的部分,在其他部分设置间隔进行卷绕等,分别将上述实施例进行组合。
综上所述,本发明对共模扼流圈有用,在能够得到高的特性阻抗方面优良。
Claims (3)
1.一种共模扼流圈,其特征在于,
具备:
磁芯,其具有沿轴向延伸的卷芯部;
第1绕组,其卷绕于所述卷芯部;以及
第2绕组,其以与所述第1绕组并行的方式卷绕于所述卷芯部,
当从与所述轴向正交的方向观察时,所述第2绕组的一部分与所述第1绕组重叠,
所述第2绕组的剩余部分相对于所述第1绕组与轴向大致平行地排列。
2.根据权利要求1所述的共模扼流圈,其特征在于,
当从与所述轴向正交的方向观察时,所述第2绕组与所述第1绕组在2处重叠。
3.根据权利要求1所示的共模扼流圈,其特征在于,
当从与所述轴向正交的方向观察时,所述第2绕组与所述第1绕组在4处重叠。
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