CN101183603B - 电感器件以及包括其的静噪滤波器 - Google Patents
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Abstract
一种电感器件，包括磁芯、线圈、导体和电介质部件。所述线圈由多匝绝缘导线组成。所述导体不同于线圈并且与所述磁芯绝缘。所述电介质部件布置在导体和线圈之间。所述电介质部件、导体和线圈构成电容。所述电感器件例如使用在过滤装置或噪音滤波器中。
Description
技术领域
本发明涉及一种例如用于交流(AC)线路的静噪滤波器的电感器件。
背景技术
当电感器件在高频区使用时，线圈的跨线电容可能对电感器件的噪声过滤特性产生有害的影响。为了抑制跨线电容的影响，JP 1997-102426A、JP 2004-311866A或JP 2004-235709A提出了一种接地磁芯，这些文件通过引用在此并入。
然而，磁芯的接地降低了电感器件的设计灵活性。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种电感器件，该电感器件在不使用接地磁芯的情况下可以抑制跨线电容的影响。
根据本发明的一个方面，电感器件包括磁芯、线圈、导体、和电介质部件。所述线圈由绝缘导线的线匝制成。导体与线圈不同并且与磁芯绝缘。电介质部件设置在导体与线圈之间。电介质部件、导体和线圈组成电容。电感器件例如使用在过滤器装置或静噪过滤器中。
通过研究下面对优选实施例的描述并参照附图，可以理解本发明的目的并更加完整地理解本发明的结构。
附图说明
图1是显示根据本发明第一实施例的电感器件的俯视图；
图2是显示图1中的电感器件的侧视图；
图3是显示图1中的电感器件的仰视图；
图4是显示图3中的电感器件的变型的仰视图；
图5是显示根据本发明第二实施例的电感器件的俯视图；
图6是显示图5中的电感器件的侧视图；
图7是显示图5中的电感器件的仰视图；
图8是显示根据本发明第三实施例的电感器件的俯视图；
图9是显示图8中的电感器件的侧视图；
图10是显示图8中的电感器件的仰视图；
图11是显示根据本发明第四实施例的电感器件的俯视图；
图12是显示图11中的电感器件的侧视图；
图13是显示图12中的电感器件的仰视图；
图14是显示图13中的电感器件的变型的仰视图；
图15是显示根据本发明第五实施例的电感器件的俯视图；
图16是显示图15中的电感器件的侧视图；
图17是显示图15中的电感器件的仰视图；
图18是显示包含在图15中的电感器件内的电介质部件和导体的横截面视图；
图19是显示根据本发明第六实施例的电感器件的俯视图；
图20是显示图19中的电感器件的侧视图；
图21是显示图19中的电感器件的仰视图；
图22是显示包含在图15中的电感器件内的电介质部件和导体的横截面视图；
图23是显示根据本发明第七实施例的电感器件的俯视图；
图24是显示图23中的电感器件的侧视图；
图25是显示图23中的电感器件的仰视图；
图26是显示包含在图23中的电感器件内的电介质部件和导体的横截面视图；
图27是显示根据本发明第八实施例的电感器件的俯视图；
图28是显示图27中的电感器件的侧视图；
图29是显示图27中的电感器件的仰视图；
图30是显示包含在图27中的电感器件内的电介质部件和导体的横截面视图；
图31是显示根据本发明第九实施例的静噪过滤器的俯视图；
图32是显示图31中的静噪过滤器的侧视图；且
图33是显示图31中的静噪过滤器的高频特性的图表。
尽管本发明可以为各种变型和替换形式，本发明的具体实施例以示例的方式在附图中示出，并将在下面详细描述。但应该理解的是，附图以及对附图的详细描述并不试图将本发明限制在披露的特定形式中，而是相反，本发明包括落入由权利要求限定的本发明的精神和保护范围内的全部变型、等价物和替换。
具体实施方式
第一实施例
参照图1-3，根据本发明第一实施例的电感器件14a用于共模(commonmode)，并从而包括两根绝缘导线17和18。然而，本发明不限于此。电感器件可以仅包括一根绝缘导线并可以用于简正模(normal mode)。
具体地，图示的电感器件14a包括磁芯15a；螺旋管形状的螺旋管绝缘体16a，由绝缘导线17和18的线匝制成的线圈缠绕在螺旋管绝缘体16a上；导体23a；设置在导体23a和线圈之间的电介质部件22；和连接到导体23a的接地端子21。
如图1中所示，磁芯15a为螺旋管形状。螺旋管绝缘体16a包围磁芯15a。绝缘导线17和18缠绕在螺旋管绝缘体16a上。
电介质部件22为环状或环形形状并环绕线圈的圆周。电介质部件22设置在导体23a与线圈之间，从而电介质部件22、导体23a和线圈组成电容。
螺旋管绝缘体16a、线圈和电介质部件22设置在磁芯15a和导体23a之间，从而导体23a与磁芯15a绝缘。
此实施例中的磁芯15a由初始磁导率为大约10000的磁性材料制成，相反，一般的磁性材料具有大约5000的初始磁导率。换言之，本实施例的磁芯具有两倍于一般磁芯的初始磁导率。高磁导率的磁性材料允许缩小磁芯的尺寸且没有恶化衰减特性。除非主要目的是降低磁芯的尺寸，可以使用由一般磁性材料制成的磁芯。
绝缘导线17和18例如由氨甲酸乙酯线(urethane wires)或漆包线(enamel wires)制成。参照图3，绝缘导线17和18的前端在对称的位置 从线圈拉出，但是为了便于理解结构，在图1中不同地图示出来。
在此实施例中，电介质部件22具有预定厚度的螺旋管形状；然而，电介质部件22可以具有许多其它形状，例如部分切去的C形。电介质部件22可以包括具有两个表面的绝缘板或绝缘带。两个表面中的一个可以形成有粘合层，从而所述绝缘板或绝缘带可以粘附到线圈的圆周表面上。通过使用粘合剂可以将绝缘板粘附到线圈的圆周表面上。此外，电介质部件22可以包括硅板或氟化物树脂板。
导体23a形成在电介质部件22上从而电介质部件22定位在导体23a与线圈的导线17和18之间。导体23a可以形成在具有多种尺寸的多个位置上；根据线圈匝数、绝缘导线17和18的厚度和长度、磁芯的大小、或磁芯材料的特性确定其位置和/或尺寸。
在此实施例中，导体23a是薄膜导体并且通过将铜喷溅到电介质部件22的一部分圆周表面上形成。代替铜箔，导体23a可以由铝箔、银箔、金箔、或包含铝、银、或金中任何一个的合金箔制成。通过使得电介质部件22受到金属电镀加工、金属沉积加工、或将导电涂层涂覆在电介质部件22的圆周表面上，可以获得导体23a。此外，通过独立生产过程可以形成导体23a，并且可以将导体23a堆叠在电介质部件22上。导体23a可以环绕电介质部件22的整个外表面。如果导体和绝缘导线不会组成大容量的电容，具有多种其它形状的其它导电材料可以作为导体。
如图1至3中所示，接地端子21设置在与绝缘导线17和18的前端分开相同距离的位置上。然而，如图4所示，电感器件14a可以具有分别从导体23a延伸的两个接地端子。在此情况下，接地端子之间的距离可以大于绝缘导线17和18之间的距离。
在上述结构的情况下，将可以在宽频范围内实现良的衰减特性。
在此实施例中，导体23a在径向方向上设置在磁芯15a的最外层表面上。因此，导体23a的尺寸可以比磁芯15a的外表面的尺寸大些。当与其中磁芯直径接地的早期技术相比时，利用此结构，较大的电容添加到绝缘导线17和18上。
(第二实施例)
参照图5至7，根据本发明的第二实施例的电感器件14a′是第一实施例的修改示例。因此，在图5至7中，相同的附图标记表示与图1至3中图示的结构相同的结构，并且因此省略其描述。
在图5至7中，此实施例的电感器件14a′具有两个导体23b和23b′。在电介质部件22定位在导体23b和23b′与线圈之间的情况下，此对导体23b和23b′设置在绝缘导线17和18之上。每个导体23b和23b′设置有接地端子21。
(第三实施例)
参照图8至10，根据本发明的第三实施例的电感器件14a″是第一实施例的修改示例。因此，在图8至10中，相同的附图标记表示与图1至3中图示的结构相同的结构，并且因此省略其描述。
如图8至10中所示，此实施例的电感器件14a″设置有导体23c，该导体23c围绕除了绝缘导线17和18的前端的部分以外的、电介质部件22的圆周表面。所述电感器件14a″设置有两个接地端子21。
(第四实施例)
参照图11至14，本发明的第四实施例是第一实施例的修改示例。因此，在图11至14中，相同的附图标记表示与图1至3中图示的结构相同的结构，并且因此省略其描述。
此发明的电感器件14b包括磁芯15b、具有螺旋管形状的螺旋管绝缘体16b、导体23d、电介质部件22、连接到导体23d的接地端子21、和由多匝绝缘导线17和18制成的线圈。
磁芯15b具有螺旋管形状。螺旋管绝缘体16b包覆磁芯15b。导体23d是薄膜导体并且具有部分切去的C形。导体23d布置在螺旋管绝缘体16b的一部分圆周表面上，从而导体23d布置在电介质部件22与螺旋管绝缘体16b之间。
绝缘导线17和18部分地缠绕在磁芯15b、导体23d、和电介质部件22上。
接地端子21通过形成在电介质部件22中的通孔从导体23d拉出。
电介质部件22布置在导体23a和线圈之间，从而电介质部件22、导体 23a和线圈组成电容。
螺旋管绝缘体16b的一部分存在于磁芯15b与导体23d之间，从而导体23d与磁芯15b绝缘。
如图11至13中所示，接地端子21设置在与绝缘导线17和18的前端分开相等距离的位置上。然而，如图14中所示，电感器件14b可以具有分别从导体23d延伸的两个接地端子。在此情况下，接地端子之间的距离可以大于绝缘导线17和18之间的距离。
(第五实施例)
参照图15至18，本发明的第五实施例是第一实施例的修改示例。因此，在图15至18中，相同的附图标记表示与图1至3中图示的结构相同的结构，并且因此省略其描述。
此实施例的电感器件14c包括磁芯15c、导体24a、电介质部件16c、接地端子21、和由多匝绝缘导线17和18制成的线圈。
所述磁芯15c具有螺旋管形状。所述导体24a是薄膜导体并且具有部分切去的C形。电介质部件16c是模制的绝缘体并且具有螺旋管形状。电介质部件16c环绕磁芯15c和导体24a。绝缘导线17和18缠绕在电介质部件16c上。接地端子21通过形成在电介质部件16c中的通孔从导体24a拉出。
如图18中所示，此实施例的电介质部件16c包括基部16c1和覆盖基部16c1的盖部16c2。容纳部分16c3形成在基部16c1中。基部16c1具有外部环形表面16c4和内部环形表面16c5。在此实施例中，容纳部分16c3是具有螺旋管形状的凹进部分并且设置在内部环形表面16c5附近。电介质部件16c将磁芯15c保持在容纳部分16c3内。导体24a嵌入在电介质部件16c内并且定位在磁芯15c与外部环形表面16c4之间。导体24a与磁芯15c彼此分离。
所述电介质部件16c布置在导体24a与线圈之间，从而电介质部件16c、导体24a和线圈组成电容。
螺旋管绝缘体16c的一部分存在于磁芯15c与导体24a之间，从而导体24a与磁芯15c绝缘。
导体24a设置在径向方向上比磁芯15c距离外部环形表面16c4更近，从而导体24a的尺寸可以大于磁芯15c。利用此结构，可以将较大电容添加到 绝缘导线17和18上。导体24a可以形成在具有多种尺寸的多个位置上，根据线圈匝数、绝缘导线17和18的厚度和长度、磁芯的大小、或磁芯材料的特性确定其位置和/或尺寸。
如图15至17中所示，接地端子21设置在与绝缘导线17和18的前端分开相同距离的位置上。然而，如参照图4的第一实施例中所示，电感器件14c′可以具有分别从导体23d延伸的两个接地端子。在此情况下，接地端子之间的距离可以大于绝缘导线17和18之间的距离。
(第六实施例)
参照图19至22，本发明的第六实施例是第五实施例的修改示例。因此，在图19至22中，相同的附图标记表示与图15至18中图示的结构相同的结构，并且因此省略其描述。
此实施例的电感器件14c′包括磁芯15c、两个导体24b和24b′、电介质部件16c′、一对接地端子21。导体24b和24b′中的每一个设置有接地端子21。
如图22中所示，此实施例的电介质部件16c′包括基部16c′1和覆盖基部16c′1的顶部16c′2。容纳部分6c′3形成在基部16c′1内。基部16c′1具有外部环形表面16c′4和内部环形表面16c′5。在此实施例中，容纳部分16c′3是具有螺旋管形状的凹进部分并且设置在内部环形表面16c′5附近。电介质部件16′c将磁芯15c保持在容纳部分16c′3内。导体24b和24b′嵌入在电介质部件16c′内并且定位在磁芯15c与外部环形表面16c′4之间。
(第七实施例)
参照图23至26，本发明的第七实施例是第五实施例的修改示例。因此，在图23至26中，相同的附图标记表示与图15至18中图示的结构相同的结构，并且因此省略其描述。
此实施例的电感器件14c″包括磁芯15c、导体24c、电介质部件16c″、一对接地端子21。导体24c是薄膜导体并且具有部分切去的C形。导体24c的开口定位在绝缘导线17和18的前端的附近。
如图26中所示，此实施例的电介质部件16″包括基部16c″1和覆盖基部16c″1的顶部16c″2。基部16c″1具有外部环形表面16c″4和内部环形表面16c″5。在此实施例中，容纳部分16c″3是具有螺旋管形状的凹进部分并且设置在内部环形表面16c″5附近。电介质部件16c″将磁芯15c保持在容纳部分16c″3内。导体24c嵌入在电介质部件16″内并且定位在磁芯15c与外部环形表面16c″4之间。
(第八实施例)
参照图27至30，本发明的第六实施例是第五实施例的修改示例。因此，在图27至30中，相同的附图标记表示与图15至18中图示的结构相同的结构，并且因此省略其描述。
此实施例的电感器件14d包括磁芯15d、导体25a、电介质部件16d、连接到导体25a上的接地端子21、和由多匝绝缘导线17和18组成的线圈。
磁芯15d具有螺旋管形状。导体25a是薄膜导体并且具有部分切去的C形。电介质部件16d是模制绝缘体并且具有螺旋管形状。绝缘导线17和18缠绕在电介质部件16d上。接地端子21通过形成在电介质部件16d中的通孔从导体25a拉出。
电介质部件16d的一部分布置在导体25a与线圈之间，从而电介质部件16d、导体25a、和线圈构成电容。
电介质部件16d的另一部分布置在磁芯15d与导体25a之间，从而导体25a与磁芯15d绝缘。
如图30中所示，此实施例的电介质部件16d包括基部16d1和覆盖基部16d1的顶部16d2。容纳部分16d3形成在基部16d1中。基部16d1具有外部环形表面16d4和内部环形表面16d5。在此实施例中，容纳部分16d3是具有螺旋管形状的凹进部分并且设置在外部环形表面16d4附近。电介质部件16d将磁芯15d保持在容纳部分16d3内。导体25a通过模制加工嵌入在电介质部件16d内，并且定位在磁芯15d与内部环形表面16d5之间。导体25a定位在内部环形表面16c5附近。
(第九实施例)
参照图31和32，本发明的第九实施例是包括第一实施例的电感器件14a的静噪过滤器。因此，在图31和32中，相同的附图标记表示与第一实施例的电感器件14a所图示的结构相同的结构，并且因此省略其描述。
如图31中所示，静噪过滤器30包括电感器件14a、金属壳体31、和用于移除共模噪音(common mode noise)的电容32。
金属壳体31容纳电感器件14a。金属壳体31包括座(socket)36、输出端子37和38、和接地端子39。所述座36包括输入端子33和34以及接地端子35。金属壳体31电连接到接地端子35。
在此实施例中，绝缘导线17连接到输入端子33和输出端子37上。相似地，绝缘导线18连接到输入端子34和输出端子38上。接地端子21电连接到金属壳体31。
电容32电连接在第一输入端子33与第二输入端子34之间。相似地，另一电容可以电连接在第一输出端子37与第二输出端子38之间。
金属壳体31通过接地端子39接地。
参照图33，与具有传统电感器件的静噪过滤器相比，此实施例的静噪过滤器30在从10KHZ到20MHZ之间的宽频带中具有极好的衰减特性。
第二至第八实施例中的电感器件之一可以替代根据第一实施例的电感器件14a，用于静噪过滤器30中。尽管每个上述电感器件包括具有螺旋管形状的磁芯，但本发明不限于此，而是可以应用到多种形状的磁芯。例如，可以使用杆状磁芯；可以由绝缘体线轴保持磁芯，并且至少一根绝缘导线围绕所述绝缘线轴缠绕。将导体、电介质部件与此结合在一起，从而获得电感器件。
本申请以2006年10月26日向日本专利局提交的日本专利申请JP2006-276882，以及2007年7月24日向日本专利局提交的日本专利申请JP2007-92344为基础，且日本专利申请JP2006-276882以及日本专利申请JP2007-92344的所有内容通过引用在此并入。
尽管已经描述了本发明的优选实施例，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不偏离本发明的精神的情况下，可以对其做出其他或进一步的修改，并且认为这些实施例均落入本发明的保护范围内。
Claims (24)
1. 一种电感器件，包括：
磁芯；
由多匝绝缘导线制成的线圈；
与磁芯绝缘的导体，所述导体不同于线圈；和
布置在导体与线圈之间的电介质部件，从而所述电介质部件、导体和线圈组成电容。
2. 根据权利要求1所述的电感器件，其中所述线圈和所述电介质部件布置在磁芯与导体之间。
3. 根据权利要求1所述的电感器件，其中所述电介质部件包括环绕线圈的环绕部件。
4. 根据权利要求1所述的电感器件，进一步包括一个螺旋管绝缘体，其中：
所述磁芯是螺旋管状芯；
所述螺旋管绝缘体围绕磁芯；
所述绝缘导线缠绕在螺旋管绝缘体上；且
所述电介质部件布置在线圈上从而至少线圈的一部分定位在电介质部件与绝缘体之间。
5. 根据权利要求1所述的电感器件，其中所述线圈环绕磁芯、导体和电介质部件。
6. 根据权利要求5所述的电感器件，进一步包括螺旋管绝缘体，其中：
所述磁芯是螺旋管状芯；
所述螺旋管绝缘体围绕磁芯；
所述导体布置在螺旋管绝缘体上；且
所述电介质部件布置在导体上从而至少导体定位在电介质部件与螺旋管绝缘体之间。
7. 根据权利要求1所述的电感器件，其中所述电介质部件包括绝缘板或绝缘带，所述绝缘板或绝缘带具有两个表面，两个表面中的至少一个表面形成有粘合层。
8. 根据权利要求1所述的电感器件，其中所述电介质部件包括硅板或氟化物树脂板。
9. 根据权利要求1所述的电感器件，其中所述导体是薄膜导体。
10. 根据权利要求9中所述的电感器件，其中通过使得电介质部件受到金属电镀加工、金属沉积加工、或将导电涂层涂覆在电介质部件上获得薄膜导体。
11. 根据权利要求9所述的电感器件，其中所述薄膜导体粘附在电介质部件上。
12. 根据权利要求1所述的电感器件，其中所述电介质部件是模制绝缘体，所述模制绝缘体保持磁芯和导体，所述绝缘导线缠绕在电介质部件上。
13. 根据权利要求12所述的电感器件，其中所述电介质部件含有所述导体并且形成有容纳部分，所述磁芯容纳在容纳部分内。
14. 根据权利要求12所述的电感器件，其中：
所述磁芯是螺旋管状芯；且
所述电介质部件具有环状或环形形状。
15. 根据权利要求14所述的电感器件，其中所述电介质部件具有外部环形表面，所述导体定位在磁芯与外部环形表面之间。
16. 根据权利要求14所述的电感器件，其中所述电介质部件具有内部环形表面，所述导体定位在磁芯与内部环形表面之间。
17. 根据权利要求1所述的电感器件，进一步包括连接到导体上的接地端子。
18. 根据权利要求1所述的电感器件，其中所述磁芯的磁导率为10000或更多。
19. 一种静噪过滤器，包括根据权利要求1所述的电感器件。
20. 一种静噪过滤器，包括根据权利要求1所述的电感器件、金属壳体、输入端子和输出端子，所述金属壳体容纳所述电感器件并且保持输入端和输出端，所述输入端和输出端连接到线圈的绝缘导线上。
21. 根据权利要求20所述的静噪过滤器，其中：
所述绝缘导线包括第一和第二导线；
所述输入端包括第一和第二输入端子；
所述输出端包括第一和第二输出端子；
所述第一导线连接到第一输入端子和第一输出端子上；且
所述第二导线连接到第二输入端子和第二输出端子上。
22. 根据权利要求21所述的静噪过滤器，进一步包括电连接到第一输入端子和第二输入端子上的电容。
23. 根据权利要求21所述的静噪过滤器，进一步包括电连接到第一输出端子和第二输出端子上的电容。
24. 根据权利要求21所述的静噪过滤器，其中所述电感器件进一步包括连接到导体上的接地端子，所述接地端子连接到金属壳体上。
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