CN1134027A - 扼流圈 - Google Patents
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Abstract
一种对共模和简正模噪声有足够的消除作用的扼流圈，它具有一个线轴，一对绕在线轴上的绕组和插入线轴的棱柱体部中的磁芯。线轴由主体和每个之中装有磁芯的帽构成。在磁芯的上半部形成绕组之一的闭合磁路，而下半部形成绕其余绕组的闭合磁路。
Description
本发明涉及扼流圈，该扼流圈主要用于消除由电子设备等所产生的噪声。
存在两种模式的流路噪声。其一为简正模(差分模)，这是通过在电源线之间产生的电压差造成的流路噪声。另一个为共模噪声，它是由电源线与地之间而不是电源线之间产生的电压差造成的流路噪声。简正模噪声电流方向与电源的电流方向相同。共模噪声电流方向与电源电流流过回路的方向不同。扼流圈就是用于降低或消除这些类型的噪声的。
共模扼流圈通常包括简正模漏电感分量，显然这种漏感量很少，因而，它会影响简正模噪声。但是，对较高量级的简正模噪声，就必须用单独的简正模扼流圈来消除噪声。
在具有较高量级简正模漏感分量的共模扼流圈中，漏磁通有时会反过来影响相邻电路。因此，需要在共模扼流圈周围提供磁屏之类的应对措施。
虽然，以单一传统扼流圈充分地消除共模和简正模噪声是不可能的，为了消除这两者，需在印刷电路板上安装两种扼流圈，即共模和简正模扼流圈。这致使在印刷板上被占用大量的区域。
此外，在扼流圈周围提供的磁屏蔽会使扼流圈成本提高。
因此，本发明的目的在于提供针对共模和简正模噪声具有足够的噪声消除作用的扼流圈。
为了达到上述目的，本发明的扼流圈其特征在于包括：一对绕组；一个具有主体并装有由所述绕组对之一包绕的第一磁芯的线轴，其中所述主体是由绕有所述绕组对的体部、在体部上的法兰和粘到主体的所述法兰端面上的帽构成；以及一端插入所述体部的孔中并形成闭合磁路的第二磁芯。
以上述结构，当共模噪声电流流过一对绕组时，在每个绕组上将产生磁通。磁通彼此组合，并随在形成闭合磁路的磁芯中出现的磁通以涡流转换成热能而衰减，从而消除了共模噪声电流。另外，当简正模噪声电流流过一对绕组时，在绕组上产生磁通。该磁通流过线轴中所装的磁芯，并在以涡流耗散等形式转换成热能后而衰减，从而消除了简正模噪声。
在线轴中装入磁芯可使扼流圈紧凑。此外，由于线轴的主体和帽是分立件，当帽未粘到主体上之前，可用绕制传统扼流圈相同的方式先行绕制工作。
图1是用于本发明扼流圈实施例中的线轴的透视图；
图2是用于本发明的扼流圈实施例的剖面图；
图3是图2所示扼流圈的等价电路图；
图4是电路图，用于解释用图2所示扼流圈对共模噪声的消除；
图5是磁路图，用于解释用图2所示扼流圈对共模噪声的消除；
图6是电路图，用于解释用图2所示扼流圈对简正模噪声的消除；
图7是磁路图，用于解释用图2所示扼流圈对简正模噪声的消除。
图1为用于本发明的扼流图中的线轴1的透视图。线轴1具有主体11，它是由棱柱体12和在两端及中部的法兰13、14和15构成，线轴1还有一个粘到法兰13、14和15的周围端面上的帽17。棱柱体12具有一个横截面为圆形的孔12a。无庸置疑，该孔也可具有其它的形状，如矩形。帽17为板形，并在随后要加以描述的绕组4和5绕在12上之后，用粘合剂粘到法兰13、14和15的每一个的下部外端面上。可用于线轴1的材料包括聚丁烯对酞酸盐树脂、聚苯硫化物树脂和聚乙烯对酞酸盐树脂。
此外，通过插入成型等可在线轴的下部放入由磁芯16和18构成的第一磁芯。具体讲，E形磁芯16放在主体11的体部12内侧(孔12a下侧)以及法兰13、14和15内侧，并在法兰13、14和15各个的下端面处部分地暴露出来。大致I形的磁芯18放置在帽17的内侧，并在帽17要粘到法兰13、14和15的地方暴露出来。因此，当主体11与帽17粘合时，磁芯16与18的暴露部分彼此接触而形成B形磁路。对于磁芯16和18来讲，其磁性材料的相对导磁率可为1或更多(例如从2至几百)。具体讲，可用的材料包括Ni-Zn型或Mn-Zn型铁氧体和铁粉芯。
图2示出一种扼流圈，其中装有具上述结构的线轴1。当扼流圈插入孔12a而形成能形成闭合磁路的第二磁芯时，扼流圈将是由线轴1、分别绕在线轴1上的一对绕组4和5以及两个U型磁芯6和7构成。绕组4和5都绕在线轴1的体部12上，这样，就夹住了法兰14。每个绕组的始末端都固定到线轴1上的端子(未示出)上。在图2中，线轴1在磁芯16和18的上半部绕线圈4形成一个闭合的磁路，在磁芯16和18的下半部绕线圈5形成一个闭合的磁路。
磁芯6和7插入孔12a，并与之相粘形成D形磁芯。磁芯6与7的相对导磁率最好为几千。具体讲，可用铁氧体和无组织材料等。
具有上述结构的扼流圈由于在线轴1中用了磁芯16和18，因而很紧凑，且在印刷板上占地很小，此外，线轴1的主体11和帽17是分立的，因而可以在将帽17粘到主体11之前，以传统设备和制造扼流圈的方法先行绕制工作。
图3示出扼流圈的等价电路图。
借助图4和5来描述具有上述结构的扼流圈的共模噪声消除工作。
如图4所示，扼流圈电联接到在电源20与诸如电子设备的负载21间的两条信号线上。在电源20与地之间产生漏电容C1，在负载21与地间产生漏电容C2。当共模噪声电流i1和i2以图4的箭头所示方向如图5所示流过两个信号线时，绕组4和5则分别产生磁通φ1和φ2。磁通φ1和φ2的组合渐衰而不会泄漏，其流路则经过由磁芯6和7构成的闭合磁路。这是将磁通φ1和φ2以涡流耗散等形式转变成热能的结果。因而共模噪声电流i1和i2降低。
下面，借助图6和7描述消除简正模噪声的工作。
如图6所示，当简正模噪声电流i3以图6箭头所示方向流过两个信号线之一时，如图7所示，绕组4和5分别产生磁通φ3和φ4。磁通φ3与φ4的组合由于以涡流耗散等转变成热能而渐衰，而其流路则经过由线轴1中磁芯16和18所形成的闭合磁路而不会泄漏。因而可以降低简正模噪声电流i3。
本发明的扼流圈并不局限于上述实施例，在不脱离本发明主旨的基础上可有多种变型。
以单一公共线轴用于多个绕组并非必需。多个独立线轴也可代之，以用于各绕组。体部的形状可以为圆柱形或棱柱形。
此外，除将两个U形芯和E形芯组合外，也可以将U形和E形芯与I形芯组合来得到磁芯。芯并不局限于分立型的，诸如B形和D形芯的整体芯也可加以利用。
如上文所述的装置具有一个装有磁芯的线轴，磁芯上绕有一对绕组的每个绕组，且插入线轴一侧的磁芯形成一个闭合磁路。由流过一对绕组的共模噪声和简正模噪声电流产生的磁通随着将其以涡流耗散等形式转换成热能而衰减。结果，共模和简正模噪声得以消除。此外，因磁通并不漏出扼流圈，因而不再需要磁屏蔽。
此外，由于线轴中引入了一对磁芯之一，因而扼流圈结构紧凑且在印刷电路板上占地很小。由于线轴的主体和帽是分立件，诸如绕线的工作可用与传统扼流圈的设备和程序相同的方式进行，从而减少制造成本。
Claims (1)
1.一种扼流圈，包括：
一对绕组；
一个具有主体并装有由所述绕组对之一包绕的第一磁芯的线轴，其中所述主体是由绕有所述绕组对的体部、在体部上的法兰和粘到主体的所述法兰端面上的帽构成；以及
一端插入所述体部的孔中并形成闭合磁路的第二磁芯。
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