CN101944417A - 扼流器 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种扼流器，包括一磁芯以及一中空线圈。磁芯包括一第一磁芯体以及一第二磁芯体。第一磁芯体包括一中柱。第二磁芯体为一平板且具有一开口，且中柱的一端适于置入开口内并与开口相接合。中空线圈套设于中柱上。

Description

扼流器

技术领域

本发明涉及一种被动元件，特别是涉及一种扼流器。

背景技术

扼流器的功用在于稳定电路中的电流并达到滤除杂讯的效果，作用与电容器类似，同样是以储存、释放电路中的电能来调节电流的稳定性，而且相较于电容是以电场(电荷)的形式来储存电能，扼流器则是以磁场的形式来达成。

请参阅图1所示，图1为现有习知的扼流器的俯视示意图。现有习知的扼流器100具有一环形磁芯(toroidal core)110与缠绕于环形磁芯110上的一导线120。扼流器100的制作方法如下所述：首先，将磁性粉末(未绘示)压合成环形磁芯110。然后，以600℃以上的温度烧结环形磁芯110。之后，以人工的方式将导线120缠绕于环形磁芯110上。然而，扼流器100需以人工的方式缠绕导线120于环形磁芯110上，而无法以自动化方式生产，因此，扼流器100的工艺需耗费相当大的人力成本。

另一种扼流器为组合式扼流器，其采用以黏胶来组装组合式磁芯。然于组装时，若黏胶的胶量控制不佳或磁芯的组装面的表面不平整，则易造成组装后黏胶的厚度产生不一致的现象，而使扼流器的电感值变异性大，进而造成良率下降。为了解决上述问题，进而提出加强组装精准度及增加磁芯的组装面的特殊表面处理程序，但却因此增加扼流器的制造成本。

由此可见，上述现有的扼流器在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的扼流器，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的一目的，在于提出一种扼流器，其组装稳定性高，电感值变异性小。

本发明的另一目的，在于提出一种扼流器，其利用自动化设备将导线缠绕成中空线圈，可有效降低导线在绕线工艺(即制程，本文均称为工艺)中所耗费的人力成本。

本发明的另一目的，在于提出一种扼流器，其可控制第二磁芯体相对于第一磁芯体的位置来搭配不同线圈，以调整感量，使得不同感量的扼流器可使用相同的磁芯，而节省模具费用。

本发明的另一目的，在于提出一种扼流器，其具有导线槽时，可有效缩小扼流器的外观宽度及线圈的端部的距离，且可使线路板上的焊垫间距缩小。

本发明的另一目的，在于提出一种扼流器，其将开口设置于具有组装面的第二磁芯体或底板上，使中柱会朝组装面突出，而使突出的中柱不致影响扼流器的外观。

本发明的另一目的，在于提出一种扼流器，其具有壳体、封装体、磁性壳体或磁芯具有侧壁部，可用来取代磁性胶，而有效避免磁性胶溢胶或垂流的问题。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的本发明提出一种扼流器，其包括一磁芯以及一中空线圈。磁芯包括一第一磁芯体以及一第二磁芯体。第一磁芯体包括一中柱。第二磁芯体为一平板且具有一开口，且中柱的一端适于置入开口内并与开口相接合。中空线圈套设于中柱上。

在本发明的一实施例中，上述的第二磁芯体具有一接合面与一相对于接合面的组装面。中柱的一端适于从接合面置入于开口内，且开口位于第二磁芯体的中心且连通接合面与组装面。

在本发明的一实施例中，上述的中空线圈具有两端部，两端部配置于组装面上。第二磁芯体更具有二导线槽，位于第二磁芯体的边缘，且这些端部穿过这些导线槽。

在本发明的一实施例中，上述的扼流器更包括一材料层。材料层配置于开口的内壁且位于中柱与开口之间。

在本发明的一实施例中，上述的材料层为一磁性胶。

在本发明的一实施例中，上述的第一磁芯体更包括一顶板。顶板连接于中柱的一端，且中柱与顶板为一体成形。中空线圈位于第一磁芯体的顶板与第二磁芯体之间。

在本发明的一实施例中，上述的扼流器更包括一磁性胶。磁性胶包覆中空线圈。

在本发明的一实施例中，上述的扼流器更包括一磁性胶与一具有一开口端的壳体。壳体为一桶状结构。磁芯与中空线圈配置于壳体内，且第二磁芯体配置于开口端且暴露出第二磁芯体的一组装面。磁性胶配置于壳体与中空线圈间的空间内。

在本发明的一实施例中，上述的第二磁芯体更具有至少一位于第二磁芯体的边缘的注入孔，磁性胶适于由注入孔填充于壳体内。

在本发明的一实施例中，上述的扼流器更包括一封装体，套设于第一磁芯体的中柱上，封装体包括中空线圈与一磁性材料，磁性材料包覆中空线圈的周围。

在本发明的一实施例中，上述的扼流器更包括一磁性壳体。磁性壳体具有两开口端、一上表面以及一相对于上表面的下表面，其中这些开口端分别位于上表面与下表面且相互连通，中空线圈配置于磁性壳体内，且第一磁芯体的中柱贯穿磁性壳体的这些开口端，第二磁芯体配置于磁性壳体的下表面上。

在本发明的一实施例中，上述的第一磁芯具有一顶板，其中顶板连接于中柱的一端。第一磁芯体的顶板具有一底部与二侧壁部。这些侧壁部配置于底部的相对两侧边，且这些侧壁部的延伸方向实质上垂直于底部的延伸方向。

在本发明的一实施例中，上述的第二磁芯体配置于这些侧壁部之间。

在本发明的一实施例中，上述的第二磁芯体直接配置于中空线圈上。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的本发明提出一种扼流器，其包括一磁芯以及一封装体。磁芯包括一中柱。封装体套设于磁芯的中柱上，且包括一中空线圈与一磁性材料，其中磁性材料包覆中空线圈。

在本发明的一实施例中，上述的封装体是以射出成型或压模成型使磁性材料包覆中空线圈。

在本发明的一实施例中，上述的磁芯更包括一顶板。中柱与顶板为一体成形，且中柱的一端套设于封装体内。

在本发明的一实施例中，上述的磁芯更包括一顶板。中柱与顶板为一体成形，且中柱的一端穿过于封装体而与封装体远离顶板的一表面实质上切齐。

在本发明的一实施例中，上述的磁芯更包括一顶板以及一底板。顶板与中柱为一体成形，且中柱的一端穿过于封装体而与封装体远离顶板的一表面实质上切齐，底板覆盖中柱的一端与封装体的表面。

在本发明的一实施例中，上述的磁芯更包括一顶板以及一底板。顶板与中柱为一体成形。底板具有一开口、一接合面与一相对于接合面的组装面。中柱的一端穿过于封装体而从接合面置入于开口内，且中柱的一端实质上与组装面切齐。

借由上述技术方案，本发明扼流器至少具有下列优点及有益效果：基于上述，由于本发明的扼流器是先利用自动化设备将导线缠绕成中空线圈后，再将此中空线圈套设于第一磁芯体的中柱上，并使中柱的一端置入第二磁芯体的开口内，此时中空线圈位于第一磁芯体的顶板与第二磁芯体之间，而完成其组装。相较于现有习知技术而言，本发明的扼流器除了可以有效降低导线于绕线工艺中所耗费的人力成本外，亦可以提高组装稳定性并降低电感值的变异性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为现有习知的扼流器的俯视示意图。

图2A为本发明的一实施例的扼流器的示意图。

图2B为图2A的扼流器的分解示意图。

图2C为图2A的扼流器的仰视示意图。

图3为本发明的另一实施例的扼流器的剖面示意图。

图4为本发明的另一实施例的扼流器的立体示意图。

图5为本发明的另一实施例的扼流器的剖面示意图。

图6A为本发明的另一实施例的扼流器的剖面示意图。

图6B为图6A的磁性壳体的立体示意图。

图7为本发明的另一实施例的扼流器的剖面示意图。

图8A为本发明的另一实施例的扼流器的剖面示意图。

图8B为图8A的扼流器的分解示意图。

图8C为图8A的扼流器的立体示意图。

图8D为图8A的扼流器的另一分解示意图。

图8E为图8A的扼流器的又一分解示意图。

图9为本发明的另一实施例的扼流器的剖面示意图。

图10A至图10D为图9的磁芯的四种变化结构的剖面示意图。

图11A为本发明的另一实施例的扼流器的示意图。

图11B为图11A的扼流器的分解示意图。

图11C为本发明的另一实施例的扼流器的示意图。

图11D为本发明的另一实施例的扼流器的示意图。

图12为扼流器的磁路示意图。

100、300a、300c～300f、400a～400c、500a～500e、600a、600b、700a：扼流器

110：环形磁芯                        120、420：导线

310、310’、410a～410c、510a～510d、610：磁芯

311、311’、611、611’、711a：第一磁芯体

312、414、414’、414”、512a～512e、614、614’、714a：中柱

312a、312b、513b～513e、614a、614a’：一端

314、314’、412、412’、514b～514e、612、612’：顶板

314a、612a、612a’：底部

314b、612b、612b’、712a：侧壁部

315、315’、617、617’、717a：第二磁芯体

315a、416a、518a、617a：接合面

315b、416b、518b、617b：组装面

316、517、619：开口                        317a、317b、616：导线槽

318、416c：注入孔                          320、522、620：中空线圈

322、324：端部                             323：绕线部

330：材料层                                340、440：磁性胶

350、430：壳体                             352、432：开口端

360：磁性壳体                              360a：上表面

360b：下表面                               362a、362b：开口端

416、416’、416”、516d、516e：底板        370、520：封装体

520a：表面                                 524：磁性材料

526：穿孔                                  S：绕线空间

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的扼流器其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

请先同时参阅图2A与图2B所示，图2A为本发明的一实施例的扼流器的示意图，图2B为图2A的扼流器的分解示意图，图2C为图2A的扼流器的仰视示意图。在本实施例中，扼流器300a包括一磁芯310以及一中空线圈320，其中磁芯310包括一第一磁芯体311以及一第二磁芯体315。

第一磁芯体311包括一中柱312与一顶板314，其中中柱312的一端312b连接于顶板314以构成一T字型结构，中柱312与顶板314为一体成形。第二磁芯体315为一平板，且具有一接合面315a、一相对于接合面315a的组装面315b、一开口316以及二配置于开口316的相对两侧边且位于第二磁芯体315的边缘的导线槽317a、317b。开口316位于第二磁芯体315的中心且连通接合面315a与组装面315b，其中第一磁芯体311的中柱312的一端312a适于从接合面315a置入于开口316内并与开口316相接合。中柱312的一端312a与开口316的接合方式可为紧配结合或黏胶接合。在本实施例中，顶板314、第二磁芯体315以及开口316的截面形状皆为圆形，而中柱312为一圆柱，但不以此为限，举例来说，顶板314、第二磁芯体315以及开口316的形状亦可皆为矩形，而中柱312为一矩形柱。

磁芯310材质为铁氧体(ferrite)材料、铁或低磁损材料。铁氧体(ferrite)材料包括镍锌铁氧体(Ni-Zn ferrite)或锰锌铁氧体(Mn-Znferrite)。低磁损材料例如是含铁合金，其中含铁合金可为铁硅铝合金、铁镍钼合金、铁镍合金或非晶质(Amorous)合金。值得注意的是，采用低磁损材料作为磁芯310，可提高导磁率并达到低铁损。本实施例中，磁芯310的第一磁芯体311与第二磁芯体315采用铁氧体(ferrite)材料，磁芯310的导磁率例如是75以上，详细地说，磁芯310是利用一铁氧体粉末(ferritepowder)混合黏合剂，经过加压成型并烧结(firing)而形成，黏合剂包括聚甲基丙烯合成树脂(Polymethylallyl(PMA)Synthesize resin)。

在此必须说明的是，第一磁芯体311与第二磁芯体315在工艺的过程中，易因工艺公差的影响而于中柱312与开口316的接合处产生一间距，请参阅图2C所示，即开口316的直径大于中柱312的直径。因此，在本实施例中，可选择性地涂布一材料层330于开口316的内壁，意即材料层330位于中柱312与开口316之间，来降低组装时中柱312与开口316间的间距对感值的影响，以提高组装稳定性并降低感值变异性。此外，材料层330例如是树脂胶体或磁性胶体。值得注意的是，材料层330可直接作为中柱312的一端312a与开口316以黏胶接合时的黏着剂。

中空线圈320套设于第一磁芯体311的中柱312上，且位于第一磁芯体311的顶板314与第二磁芯体315的接合面315a之间。详细而言，本实施例是利用自动化设备将导线绕制成中空线圈320，其中导线例如为圆线(最小截面积为圆形)或扁线(最小截面积为矩形)，且导线例如是由铜线外包覆漆包层所组成，而漆包层为一绝缘层。具体而言，中空线圈320具有两端部322、324以及位于两端部322、324间的绕线部323，且绕线部323缠绕于第一磁芯体311的中柱312上，而两端部322、324穿过第二磁芯体315的导线槽317a、317b而配置于组装面315b上。中空线圈320的两端部322、324可直接作为外部电极或连接导线架(lead frame)作为外部电极，外部电极可以以穿孔固定(through-hole mount)方式或表面黏着(surface mount)方式与外部电路电性连接。

值得一提的是，第二磁芯体315是直接压合于中空线圈320上，使第二磁芯体315直接配置于中空线圈320上，因此可藉由中空线圈320的高度来定位第二磁芯体315位置。而本实施例的第一磁芯体311的中柱312的一端312a实质上与第二磁芯体315的组装面315b切齐，但在其他实施例中，请参阅图3所示，第一磁芯体311的中柱312的一端312a穿过第二磁芯体315的开口316且突出于组装面315b，仍属于本发明可采用的技术方案，不脱离本发明所欲保护的范围。而图3中，中柱312突出于组装面315b的高度低于中空线圈320的两端部322、324延伸至导线槽317a、317b外的长度，以避免中柱312影响端部322、324与外部电路的电性连接。

此外，本实施例的扼流器300a可选择性地填充一磁性胶340于第一磁芯体311与第二磁芯体315之间并包覆中空线圈320的绕线部323与部份的端部322、324，使未被包覆的端部322、324作为与外部电路电性连接用。磁性胶340包括一树脂材料与一磁性粉状材料，其中磁性粉状材料占磁性胶340的总重量的70百分比以上，且磁性胶340的导磁率例如为6以上，但不以此为限。树脂材料可选自聚酰胺6(Polyamide 6，PA6)、聚酰胺12(Polyamide 12，PA12)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide，PPS)、聚对苯二甲酸丁二酯(polybutyleneterephthalate，PBT)或乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(ethylene-ethyl acrylate copolymer，EEA)其中之一。磁性粉状材料可为金属软磁材料或铁氧体粉末(Ferrite)，其中金属软磁材料可选自铁粉(Iron)、铁铝硅合金(FeAlSi Alloy)、铁铬硅合金(FeCrSiAlloy)或不锈钢其中之一。

由于本实施例的扼流器300a是先利用自动化设备将导线缠绕成中空线圈320后，再将中空线圈320圈套设于第一磁芯体311的中柱312上，再将中柱312的一端312a置入第二磁芯体315的开口316内，而完成组装。相较于现有习知的扼流器100，本实施例的扼流器300a可以有效降低导线在绕线工艺中所耗费的人力成本。

此外，本发明可利用控制第二磁芯体315相对于第一磁芯体311的位置来搭配不同中空线圈，以调整感量，使得不同感量的扼流器可使用相同的磁芯，而节省模具费用。再者，将开口316设置于具有组装面315b的第二磁芯体315上，使利用第二磁芯体315的位置调整感值时，中柱312可朝组装面315b突出，而使突出的中柱312不致影响扼流器300a的外观。另外，由于第二磁芯体315具有导线槽317a、317b可供中空线圈320的两端部322、324穿过，因此可缩小两端部322、324的距离及扼流器300a外观的宽度，且当两端部322、324做为外部电极时，可有效缩小与线路板的焊垫(pad)的间距。

请同时参阅图2A与图4所示，图4为本发明的另一实施例的扼流器的立体示意图。图4的扼流器300c与图2A的扼流器300a相似，其不同的处在于：图4的扼流器300c更包括一具有一开口端352的壳体350，且第二磁芯体315’更具有至少一位于第二磁芯体315’的边缘的注入孔318(图4中仅示意绘示两个)，其中壳体350为一桶状结构，磁芯310’与中空线圈320配置于壳体350内，且第二磁芯体315’配置于开口端352，且开口端352暴露出第二磁芯体315’的组装面315b，而磁性胶340适于经由注入孔318填充于壳体350内，以配置于壳体350与中空线圈320间的空间内，并包覆中空线圈320、第一磁芯体311的中柱312与顶板314以及部分第二磁芯体315’。

由于本实施例的扼流器300c具有壳体350，因此磁性胶340填充时，不会有溢流或垂流的问题(尤其是扼流器300c的高度越高，如10厘米(mm)以上时)，扼流器300c的外观亦较为美观且可遮蔽磁性胶340的龟裂(因树脂材料与铜线热膨胀系数不同，而造成扼流器表面有裂纹)及防止生锈。此外，壳体350的材质若为金属或磁性材料时，则扼流器300c亦具有防止电磁干扰的效果。若壳体350的材质为金属时，可提供散热使扼流器300c整体温度下降，进而提升效率。

请同时参阅图2A与图5所示，图5为本发明的另一实施例的扼流器的剖面示意图。图5的扼流器300d与图2A的扼流器300a相似，其不同之处在于：图5的扼流器300d的制作是先采用射出成型(injection molding)或压模成型(press molding)的方式将磁性胶340包覆于中空线圈320的周围以形成一封装体370，接着，封装体370套设于中柱312上，使第一磁芯体311的中柱312的一端312a穿过中空线圈320及第二磁芯体315，并与第二磁芯体315的组装面315b切齐，而完成扼流器300d的组装。由于本实施例的扼流器300d的制作是先将磁性胶340包覆于中空线圈320形成封装体370后，再组装于磁芯310上，因此可以避免溢胶或垂流的问题。而且，通过射出及压模成型形成磁性胶，使得封装体370中磁性胶的密度可提高进而提高导磁率，故于达到相同感值的条件下，扼流器300d可较扼流器300a、300c具有较小的体积。

请同时参阅图2A、图6A与图6B所示，图6A为本发明的另一实施例的扼流器的剖面示意图，图6B为图6A的磁性壳体的立体示意图。图6A的扼流器300e与图2A的扼流器300a相似，其不同之处在于：图6A的扼流器300e藉由一磁性壳体360来取代图2A的磁性胶340，其中磁性壳体360具有一上表面360a、一相对于上表面360a的下表面360b以及二开口端362a、362b，开口端362a、362b分别位于上表面360a与下表面360b，且开口端362a、362b互相连通。详细而言，中空线圈320配置于磁性壳体360内，且第一磁芯体311的中柱312贯穿磁性壳体360的这些开口端362a、362b，使第一磁芯体311的顶板314承靠磁性壳体360的上表面360a，而第二磁芯体315配置于磁性壳体360的下表面360b上。由于本实施例的扼流器300e是藉由磁性壳体360来取代磁性胶340，因此不会有溢胶或垂流的问题。

请同时参阅图2A与图7所示，图7为本发明的另一实施例的扼流器的剖面示意图。图7的扼流器300f与图2A的扼流器300a相似，其不同之处在于：图7的扼流器300f的第一磁芯体311’的顶板314’具有一底部314a与二侧壁部314b，其中这些侧壁部314b配置于底部314a的相对两侧边，且这些侧壁部314b的延伸方向实质上垂直于底部314a的延伸方向。这些侧壁部314b的延伸方向平行于中柱312的延伸方向，侧壁部314b的高度可与中柱312的高度相同，且第二磁芯体315配置于这些侧壁部314b之间。而磁性胶340填充于第一磁芯体311的这些侧壁部314b之间，并包覆中空线圈320的绕线部323与部份的端部(图未示)。本实施例的扼流器300f藉由侧壁部314b的设置，因此可改善磁性胶340溢胶或垂流的问题。

请同时参阅图8A、图8B与图8C所示，图8A为本发明的另一实施例的扼流器的剖面示意图，图8B为图8A的扼流器的分解示意图，图8C为图8A的扼流器的立体示意图。在此必须说明的是，为了方便说明起见，图8B省略绘示磁性胶340。在本实施例中，扼流器400a包括一磁芯410a、至少一导线420以及一壳体430。详细而言，磁芯410a包括一顶板412、一中柱414以及一底板416，且底板416具有一接合面416a、一相对于接合面416a的组装面416b与至少一注入孔416c(图8C中示意绘示两个)，其中中柱414配置于顶板412与底板416之间，且顶板412、中柱414以及底板416之间形成一绕线空间S。磁芯410a材质及制作方法与磁芯310相同，故在此不再赘述。在本实施例中，磁芯410a的顶板412、中柱414以及底板416为一体成形且构成一鼓型磁芯(drum-core)结构。

导线420缠绕于中柱414上且位于绕线空间S内，其中导线420例如可为圆线(最小截面积为圆形)或扁线(最小截面积为矩形)，且导线420例如是由铜线外包覆漆包层所组成，而漆包层为一绝缘层。此外，导线420可利用自动化设备将导线420缠绕于磁蕊410a的中柱414上，且本实施例并未限定导线420的数量，即导线420可为一条或是多条。

壳体430为具有一开口端432的桶状结构，其中磁芯410a与导线420配置于壳体430内，且开口端432暴露出磁芯410a的底板416的组装面416b。

此外，本实施例的扼流器400a更包括一磁性胶440，其中磁性胶440适于经由注入孔416c填充于壳体430内，以填满绕线空间S且包覆导线420与部份磁芯410a。磁性胶440的材质与磁性胶340相同，故在此不再赘述。

由于本实施例的扼流器400a具有壳体430，因此磁性胶430填充时，不会有溢流或垂流的问题，且扼流器400a的外观亦较为美观且可遮蔽磁性胶的龟裂及防止生锈。此外，壳体430的材质若为金属或磁性材料时，则扼流器400a可具有防止电磁干扰的效果。若壳体430的材质为金属时，可提供散热使扼流器400a整体温度下降，进而提升效率。

值得一提的是，本发明并不限定磁芯410a的形态，在其他实施例中，请参阅图8D所示，扼流器400b的磁芯410b亦可由一顶板412’、一中柱414’以及一底板416’所组成，其中中柱414’与顶板412’为一体成形，底板416’利用黏合方式与中柱414’的一端相连接，或者中柱414’、顶板412’与底板416’均利用黏合方式相连接，而导线420为一中空线圈并套设于中柱414’上。请参阅图8E所示，扼流器400c的磁芯410c亦可是由一中柱414”及一底板416”所组成，其中，导线420为一中空线圈并套设于中柱414”上，仍属于本发明可采用的技术方案，不脱离本发明所欲保护的范围。

请参阅图9所示，图9为本发明的另一实施例的扼流器的剖面示意图。在本实施例中，扼流器500a包括一磁芯510a以及一封装体520，其中磁芯510a包括一中柱512a，而封装体520套设于磁芯510a的中柱512a上，且封装体520包括一中空线圈522与一包覆中空线圈522的磁性材料524。封装体520是以射出成型(injection molding)或压模成型(press molding)的方式使磁性材料524包覆中空线圈522的周围而形成，且封装体520具有一穿孔526以供设置磁芯510a的中柱512a。在本实施例中，封装体520的高度等于中柱512b的长度，使中柱512b的两端与封装体520的表面切齐。磁芯510a的材质与磁芯310相同，中空线圈522与中空线圈320相同，磁性材料524的材质与磁性胶340相同，故在此不再赘述。

本实施例的扼流器500a的制作是先形成封装体520，再将磁芯510a的中柱512a穿过中空线圈522，而形成扼流器500a。而本实施例的扼流器500a可达到的功效与扼流器300d相同，故在此不赘述。

有关磁芯510a的结构并不限于图9揭示的结构，磁芯510a亦可为图10A至图10D所揭示的结构。详细地说，如图10A所示，扼流器500b的磁芯510b更包括一顶板514b，其中中柱512b与顶板514b为一体成形，且中柱512b的一端513b套设于封装体520内，意即中柱512b的一端513b并未暴露于封装体520外，且封装体520的高度大于中柱512b的长度。如图10B所示，扼流器500c的磁芯510c更包括一顶板514c，其中中柱512c与顶板514c为一体成形，且中柱512c的一端513c穿过于封装体520而与封装体520远离顶板514c的一表面520a实质上切齐。如图10C所示，扼流器500d的磁芯510d更包括一顶板514d以及一底板516d，其中顶板514d与中柱512d为一体成形，且中柱512d的一端513d穿过于封装体520而与封装体520远离顶板514d的一表面520a实质上切齐，而底板516d覆盖中柱512d的一端513d与封装体520的表面520a。如图10D所示，扼流器500e的磁芯510e更包括一顶板514e以及一底板516e，其中顶板514e与中柱512e为一体成形，且底板516e具有一开口517、一接合面518a与一相对于接合面518a的组装面518b。中柱512e的一端513e穿过于封装体520而从接合面518a置入于开口517内，且中柱512e的一端513e实质上与组装面518b切齐。

请同时参阅图11A与图11B所示，图11A为本发明的另一实施例的扼流器的示意图，图11B为图11A的扼流器的分解示意图。在本实施例中，扼流器600a包括一磁芯610以及一中空线圈620。详细而言，磁芯610包括一第一磁芯体611以及一第二磁芯体617。第一磁芯体611包括一顶板612、一中柱614以及至少一导线槽616(图11A中示意地绘示二个)，其中中柱614与顶板612为一体成形，且顶板612具有一底部612a与一环绕底部612a周围配置的侧壁部612b，侧壁部612b包围中柱614。中柱614的直径小于顶板612的底部612a一边的长度，且侧壁部612b的延伸方向实质上垂直于底部612a的延伸方向。侧壁部612b的延伸方向平行于中柱614的延伸方向。导线槽616配置于顶板612的侧壁部612b，且导线槽616的宽度可依配置中空线圈620的线径设计。

第二磁芯体617为一平板且具有一接合面617a、一相对于接合面617a的组装面617b以及一开口619。开口619位于第二磁芯体617的中心且连通接合面617a与组装面617b。中柱614的一端614a适于从接合面617a置入于开口619内。特别是，顶板612的侧壁部612b的高度可与中柱614的高度相同，且第二磁芯体617配置于侧壁部612b之间。本实施例的磁芯610材质与磁芯310相同，故在此不再赘述。在本实施例中，中柱614例如为一圆柱，第二磁芯体617、开口619、顶板612的底部612a的形状皆例如为一圆形，且开口619的直径大于或等于中柱617的直径。

中空线圈620套设于中柱614上，且位于第一磁芯体611的顶板612与第二磁芯体617之间，其中中空线圈620的高度小于顶板612的侧壁部612b的高度，且侧壁部612b至少与部分的中空线圈620相接触。有关中空线圈620的制作方法、材料与结构与中空线圈320相同，故在此不赘述。

值得一提的是，本实施例的第二磁芯体617是直接压合于中空线圈620上，使第二磁芯体617直接配置于中空线圈620上，因此可藉由中空线圈620的高度来定位第二磁芯体617位置，而在本实施例中，第一磁芯体611的中柱614一端614a实质上与第二磁芯体617的组装面617b切齐，但在其他实施例中，第一磁芯体611的中柱614一端614a可穿过第二磁芯体617的开口619而突出于组装面617b，其中中柱614突出于组装面617b的高度低于中空线圈620的两末端延伸至导线槽616外的长度，仍属于本发明可采用的技术方案，不脱离本发明所欲保护的范围。

此外，在本实施例中，可选择性地涂布一材料层630于中柱614与开口619的交接处，来降低组装时中柱614与开口619之间的间距对感值的影响。此外，材料层630例如是树脂胶体或磁性胶体。当然，于较佳实施例中，第一磁芯体611的中柱614的直径等于第二磁芯体617的开口619的直径。

另外，本发明并不限定第一磁芯体611与第二磁芯体617的形态，虽然此处所提及的第一磁芯体611的顶板612的底部612a形状为圆形，而第二磁芯体617的形状为圆形，但于其他实施例中，请参阅图11C所示，第一磁芯体611’的顶板612’的底部612a’亦可以是矩形，而侧壁部612b’环绕底部612a’的矩形周围配置，第二磁芯体617’设置于侧壁部612b’内且形状是圆形，仍属于本发明可采用的技术方案，不脱离本发明所欲保护的范围。

本实施例的扼流器600a是先利用自动化设备将导线缠绕成中空线圈620后，再将中空线620圈套设于第一磁芯体611的中柱614上，并使中柱614的一端614a置入第二磁芯体617的开口619内，此时中空线圈620位于第一磁芯体611的顶板612与第二磁芯体617之间，而完成组装。相较于现有习知技术而言，本实施例的扼流器600a可以有效降低导线于绕线工艺中所耗费的人力成本外，亦可有选择性的涂布材料层630于中柱614与开口619的交接处，来提高组装稳定性并降低电感值变异性。

由于本实施例的扼流器600a是利用顶板612的侧壁部612b来包覆中空线圈620的周围以取代磁性胶，因此除了不会有溢胶或垂流的问题外，亦可减少工艺步骤进而降低制造成本。此外，可利用控制第二磁芯体617相对于第一磁芯体611的位置来搭配不同中空线圈，以调整感量，使得不同感量的扼流器可使用相同的磁芯，而节省模具费用。再者，将开口619设置于具有组装面617b的第二磁芯体617上，使利用第二磁芯体617的位置调整感值时，中柱614可朝组装面617b突出，而使突出的中柱617不致影响扼流器600a的外观。

另外，请同参阅图11A与图11D所示，图11D为本发明的另一实施例的扼流器的剖面示意图。图11D的扼流器600b与图11A的扼流器600a相似，其不同之处在于，图11D的扼流器600b的磁芯610’的第一磁芯体611’的侧壁部612b’的高度低于中柱614’的高度，中柱614’的一端614a’适于从第二磁芯体617的接合面617a置入于开口619内且第二磁芯体617的两端配置于侧壁部612b’上，亦即第二磁芯体617可藉由侧壁部612b’定位。本实施例中，亦利用侧壁部612b’来取代磁性胶，因此除了不会有溢胶或垂流的问题外，亦可减少工艺步骤进而降低制造成本。

以下将提出实测结果来比较现有习知图1的扼流器100与本实施例的部分扼流器300a、300c、300d、600a、600b。

【第一组实测结果】

本实测是比较磁芯的材料相同且体积相近的现有习知的扼流器100与本实施例图2A的扼流器300a。表一为电源供应器输出12伏特转5伏特所得的扼流器100与三个相同的扼流器300a的实验数据。表二为电源供应器输出12伏特转3.3伏特所得的扼流器100与三个相同的扼流器300a的实验数据。

表一

表二

根据图表一与表二可知，扼流器100与扼流器300a在相同的电流下，扼流器300a的效率均比现有习知的扼流器100高。换言之，扼流器300a的磁芯310的设计相较于现有习知扼流器100的磁芯设计佳。

【第二组实测结果】

本实测是比较磁芯的材料相同且体积相近的现有习知的扼流器100与本实施例图4的扼流器300c。表三为电源供应器输出12伏特转5伏特所得的扼流器100与四个相同的扼流器300c的实验数据，表四为电源供应器输出12伏特转3.3伏特所得的扼流器100与四个相同的扼流器300c的实验数据。

表三

表四

根据表三与表四可知，扼流器100与扼流器30Oc在相同的电流下，扼流器300c于轻载重(50％载重)的效率均比现有习知的扼流器100高。

【第三组实测结果】

本实测是比较磁芯的材料相同且体积相近的现有习知的扼流器1OO与本实施例图5的扼流器30Od。表五表示为电源供应器输出12伏特转3.3伏特所得的扼流器200与扼流器300d的实验数据。

表五

根据表五可知，扼流器100与扼流器300d在相同的电流下，扼流器300d在轻载重的效率均比现有习知的扼流器100高。

【第四组实测结果】

本实测是针对中柱312与开口316的接合处的单边间距对扼流器300a的初始感量的影响作实验，其中第二磁芯体315的厚度为2.5厘米(mm)。表六为单边间距对扼流器300a的初始感量的实验数据。

表六

单边间距(mm)	初始感量(μH)	感量变化率(％)
			0.001	7.41	0
0.1	6.89	-6.91
			0.2	6.56	-11.38
0.3	6.31	-14.78

0.4

6.11

-17.51

根据表六可知，当单边间距为0.1厘米(mm)时，初始感量下降6.91％；当单边间距越大时(例如为0.4厘米(mm))，初始感量下降越大(17.51％)。也就是说，在扼流器300a的制造过程中，中柱312与开口316的接合处所产生的间距会影响感值的变异性。

以下将针对中柱312与开口316的接合处填充材料层340对扼流器310a的初始感量作实验，其中第二磁芯体315的厚度为2.5厘米(mm)。表七为材料层厚度对初始感量的实验数据。

表七

材料层厚度(mm)	初始感量(μH)	感量变化率(％)
			0.001	7.41	0
0.1	7.29	-1.51
			0.2	7.21	-2.70
0.3	7.13	-3.77
			0.4	7.05	-4.74

根据表七可知，当磁性材料层330厚度从0.1厘米(mm)增厚至0.4厘米(mm)时，感量变化量仍小于5％，也就是说，相对于图18而言，材料层330厚度对初始感量的影响比中柱312与开口316的接合处所产生的间距对初始感量的影响小。换言之，可藉由选择性地填充材料层330来降低因工艺公差所产生的感值的变异性。

以下以第二磁芯体315的厚度为3厘米(mm)进行实验，表八为材料层厚度对初始感量的实验数据。

表八

材料层厚度(mm)	初始感量(μH)	感量变化率(％)
			0.001	7.47	0
0.1	7.37	-1.28
			0.2	7.28	-2.49
0.3	7.21	-3.44
			0.4	7.15	-4.29

根据表八及比较表七可知，当第二磁性体315从2.5厘米(mm)增加至3厘米(mm)时，感量变化量较2.5厘米(mm)时仅提高0.81％，而材料层330厚度0.4厘米(mm)时，感量影响仍小于5％，也就是说，中柱312与开口316的接合处涂布材料层330比增加第二磁芯体315的厚度对感量影响更佳有效。

【第五组实测结果】

本实测为针对图11A的扼流器600a的有无导线槽616对感量的影响作模拟，其中中空线圈620的线径为1厘米(mm)，线圈5.5圈，直流阻抗0.5欧姆(mΩ)。由模拟的结果可知，当扼流器600a无导线槽616时，感量约为3.3微亨利(μH)；当扼流器600a有导线槽616时，感量约为3.43微亨利(μH)，也就是说，有无导线槽616，感量差为4％。

接着，针对导线槽616的宽度对感量的影响作实验，其中扼流器600a的第一磁芯体611的材质为铁硅铝合金，且其导磁率为125。表九为导线槽间距对感量的实验数据。

表九

导线槽的间距(mm)	感量(μH)	感量下降率(％)
			1.6	9.98	0.00
2.0	9.96	0.20
			2.4	9.93	0.45
2.8	9.91	0.66
			3.2	9.89	0.87
3.6	9.86	1.20
			4.0	9.83	1.50
4.4	9.79	1.84
			4.8	9.76	2.17

根据表九可知，导线槽616的间距由1.6mm至4.8mm，扼流器600a的感量的下降率在3％以下。可见导线槽616的设置对感量的影响小。

【第六组实测结果】

以下针对图11A的扼流器600a与图11D的扼流器600b进行等效磁路的实验，其中这些扼流器的磁芯的材料与体积大小皆相同。图12为扼流器的磁路示意图，为了方便说明起见，图12仅绘示磁芯的第一磁芯体与第二磁芯体，图12(a)图代表第二磁芯体717a位于第一磁芯体711a的中柱714a与侧壁部712a上，且第二磁芯体717a无开口，(b)图代表扼流器600a，即第二磁芯体617配置于侧壁部612b之间，(c)图代表扼流器600b，即第二磁芯体617的两端配置于侧壁部612b’上。细虚线表示间距(仅绘示单边)，而粗虚线表示等效磁路路径(仅绘示单边)。表十为单边间距对等效磁路的导磁率的实验数据。

表十

根据表十可知，单边间距对导磁率的影响，扼流器600a为最小，扼流器600b次之，扼流器700a最大。可见，本发明提出的扼流器600a及扼流器600b可有效降低单边间距对导磁率的影响，而使扼流器600a、600b相较于扼流器700a具有较大的感值。

综上所述，本发明的扼流器300a、300c～300f、400a～400c、500a～500e、600a、600b至少具有下列优点：

1.扼流器的组装稳定性高，降低感值变异性。

2.本发明的扼流器的效率大于现有习知的扼流器的效率。

3.可利用自动化设备将导线缠绕成中空线圈，可有效降低导线于绕线工艺中所耗费的人力成本。

4.可控制第二磁芯体相对于第一磁芯体的位置来搭配不同线圈，以调整感量，使得不同感量的扼流器可使用相同的磁芯，而节省模具费用。

5.扼流器具有导线槽时，可有效缩小扼流器的外观宽度及线圈的端部的距离，且可使线路板上的焊垫间距缩小。

6.将开口设置于具有组装面的第二磁芯体或底板上，使中柱会朝组装面突出，而使突出的中柱不致影响扼流器的外观。

7.扼流器具有壳体、封装体、磁性壳体或磁芯具有侧壁部，可用来取代磁性胶，而有效避免磁性胶溢胶或垂流的问题。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (20)

1.一种扼流器，其特征在于其包括：

一磁芯，包括：

一第一磁芯体，包括一中柱；

一第二磁芯体，为一平板且具有一开口，该中柱的一端适于置入该开口内并与该开口相接合；以及

一中空线圈，套设于该中柱上。

2.根据权利要求1所述的扼流器，其特征在于其中所述的第二磁芯体具有一接合面与一相对于该接合面的组装面，该中柱的该端适于从该接合面置入于该开口内，该开口位于该第二磁芯体的中心且连通该接合面与该组装面。

3.根据权利要求2所述的扼流器，其特征在于其中所述的中空线圈具有两端部，该两端部配置于该组装面上，该第二磁芯体更具有二导线槽，位于该第二磁芯体的边缘，且该些端部穿过该些导线槽。

4.根据权利要求1所述的扼流器，其特征在于其更包括一材料层，配置于该开口的内壁，且位于该中柱与该开口之间。

5.根据权利要求4所述的扼流器，其特征在于其中所述的材料层为一磁性胶。

6.根据权利要求1所述的扼流器，其特征在于其中所述的第一磁芯体更包括一顶板，该顶板连接于该中柱的一端，该中柱与该顶板为一体成形，该中空线圈位于该第一磁芯体的该顶板与该第二磁芯体之间。

7.根据权利要求1所述的扼流器，其特征在于其更包括一磁性胶，该磁性胶包覆该中空线圈。

8.根据权利要求1所述的扼流器，其特征在于其更包括一磁性胶与一具有一开口端的壳体，该壳体为一桶状结构，该磁芯与该中空线圈配置于该壳体内，该第二磁芯体配置于该开口端且暴露出该第二磁芯体的一组装面，该磁性胶配置于该壳体与该中空线圈间的空间内。

9.根据权利要求8所述的扼流器，其特征在于其中所述的第二磁芯体更具有至少一位于该第二磁芯体的边缘的注入孔，该磁性胶适于由该注入孔填充于该壳体内。

10.根据权利要求1所述的扼流器，其特征在于其更包括一封装体，套设于该第一磁芯体的该中柱上，该封装体包括该中空线圈与一磁性材料，该磁性材料包覆该中空线圈的周围。

11.根据权利要求1所述的扼流器，其特征在于其更包括一磁性壳体，具有两开口端、一上表面以及一相对于该上表面的下表面，该些开口端分别位于该上表面及该下表面且互相连通，该中空线圈配置于该磁性壳体内，且该第一磁芯体的该中柱贯穿该磁性壳体的该些开口端，该第二磁芯体配置于该磁性壳体的该下表面上。

12.根据权利要求1所述的扼流器，其特征在于其中所述的第一磁芯具有一顶板，该顶板连接于该中柱的一端，该第一磁芯体的该顶板具有一底部与二侧壁部，该些侧壁部配置于该底部的相对两侧边，该些侧壁部的延伸方向实质上垂直于该底部的延伸方向。

13.根据权利要求12所述的扼流器，其特征在于其中所述的第二磁芯体配置于该些侧壁部之间。

14.根据权利要求1所述的扼流器，其特征在于其中所述的第二磁芯体直接配置于该中空线圈上。

15.一种扼流器，其特征在于其包括：

一磁芯，包括一中柱；以及

一封装体，套设于该磁芯的该中柱上，包括一中空线圈与一磁性材料，其中该磁性材料包覆该中空线圈。

16.根据权利要求15所述的扼流器，其特征在于其中所述的封装体是以射出成型或压模成型使该磁性材料包覆该中空线圈。

17.根据权利要求15所述的扼流器，其特征在于其中所述的磁芯更包括一顶板，该中柱与该顶板为一体成形，且该中柱的一端套设于该封装体内。

18.根据权利要求15所述的扼流器，其特征在于其中所述的磁芯更包括一顶板，该中柱与该顶板为一体成形，且该中柱的一端穿过该封装体而与该封装体远离该顶板的一表面实质上切齐。

19.根据权利要求15所述的扼流器，其特征在于其中所述的磁芯更包括一顶板以及一底板，该顶板与该中柱为一体成形，且该中柱的一端穿过于该封装体而与该封装体远离该顶板的一表面实质上切齐，该底板覆盖该中柱的该端与该封装体的该表面。

20.根据权利要求15所述的扼流器，其特征在于其中所述的磁芯更包括一顶板以及一底板，该顶板与该中柱为一体成形，该底板具有一开口、一接合面与一相对于该接合面的组装面，该中柱的一端穿过于该封装体而从该接合面置入于该开口内，且该中柱的该端实质上与该组装面切齐。

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