CN113871172A - 一种电感器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电感器。该电感器包括：磁芯，围设有一容置区域；线圈，绕设在磁芯上；磁珠，串接在线圈上，且设置在容置区域内。通过这种方式，能够提高电感器对高频电磁干扰的抑制能力，且保证其体积无增加。

Description

一种电感器

技术领域

本申请涉及电磁兼容技术领域，特别是涉及一种电感器。

背景技术

随着电气、电子及信息设备的广泛应用，电磁干扰问题日益严峻，而电感滤波是抑制电磁干扰的重要措施。

本申请的发明人在长期的研发中发现，现有电感器的高频阻抗较低，其应用频段较窄，对高频电磁干扰的抑制效果不佳，或者现有电感器体积较大，不便于电子元器件的小型化及集成化。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种电感器，以提高对高频电磁干扰的抑制能力，且保证其体积无增加。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种电感器。所述电感器包括：磁芯，围设有一容置区域；线圈，绕设在所述磁芯上；磁珠，串接在所述线圈上，且设置在所述容置区域内。通过这种方式。

在一具体实施例中，所述线圈包括第一线圈及第二线圈，所述第一线圈在所述磁芯上的绕设方向与所述第二线圈在所述磁芯上的绕设方向相反。

在一具体实施例中，所述磁珠包括第一磁珠及第二磁珠，所述第一磁珠与所述第一线圈串接，所述第二磁珠与所述第二线圈串接。

在一具体实施例中，所述电感器进一步包括：隔离件，设置在所述第一线圈及所述第二线圈之间，且位于所述容置区域内，所述第一磁珠与所述第二磁珠位于所述隔离件的两侧，且所述第一磁珠与所述第一线圈同侧设置，所述第二磁珠与所述第二线圈同侧设置。

在一具体实施例中，所述电感器进一步包括固定件，所述电感器包括多个所述磁珠，所述固定件用于将所述多个磁珠沿与所述隔离件平行的方向固定。

在一具体实施例中，所述电感器进一步包括粘贴件，设置在所述线圈与所述磁珠之间，用于将所述线圈与所述磁珠固定。

在一具体实施例中，所述磁珠串接在所述线圈的末端。

在一具体实施例中，所述磁珠至少部分串接设置在所述线圈的中间部分。

在一具体实施例中，所述磁芯为环形磁芯。

在一具体实施例中，所述第一线圈的尺寸及匝数与所述第二线圈相同；所述第一磁珠的尺寸及数量与所述第二磁珠相同。

本申请实施例的有益效果是：本申请电感器包括：磁芯，围设有一容置区域；线圈，绕设在磁芯上；磁珠，串接在线圈上，且设置在容置区域内。通过这种方式，本申请在电感器的线圈上连接磁珠，因磁珠的高频阻抗较大，具有很好的高频抑制效果，能够弥补传统电感器高频阻抗较低的问题，能够提高电感器对高频电磁干扰的抑制能力。因此，本申请电感器具有较高的低频阻抗及较高的高频阻抗，能够扩展其应用频段，对高频电磁干扰及低频电磁干扰均具有较好的抑制效果；且本申请将磁珠设置在磁芯围设的容置区域内，不仅能够保护磁珠不受外力损坏，而且不需要为磁珠额外设置安装区域，因此还能够保证电感器的体积不增加，有利于电子器件的小型化及集成化。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请电感器第一实施例的结构示意图；

图2是本申请电感器第二实施例的结构示意图；

图3是本申请电感器第三实施例的结构示意图；

图4是本申请电感器第四实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本申请首先提出一种电感器，如图1所示，图1是本申请电感器第一实施例的结构示意图。本实施例电感器10包括：磁芯110、线圈120及磁珠130；其中，磁芯110围设有一容置区域；线圈120绕设在磁芯110上；磁珠130串接在线圈120上，且设置在容置区域内。

线圈120包括导线(图未标)及包设在导线外表面的绝缘层(图未标)，以实现线圈120导电，且保证线圈120与磁芯110，及线圈120不同线匝之间绝缘。

由于磁珠130的阻抗特性在低频段属于低阻，相当于原电感器(不加磁珠的电感器)在该频段的阻抗可以忽略，所以磁珠130在低频段对原电感器的阻抗几乎无影响。当频率大于原电感器的转折频率点后，原电感器侧会呈现容性阻抗，将会与磁珠130的寄生电感发生串联谐振，此频段由于磁珠130的阻抗还比较小，所以该频段的原电感器的阻抗大小相比电感器10会略有下降。但随着频率的上升，磁珠130的电阻会急剧上升，该频段的电感器10的阻抗会远远大于原电感器，因此，本实施例能够通过磁珠130能够明显增加电感器10在高频段的阻抗，因此，能够明显提高电感器10对高频电磁干扰的抑制能力。

本实施例电感器10的线圈120上连接磁珠130，因磁珠130的高频阻抗较大，具有很好的高频抑制效果，能够弥补传统电感器高频阻抗较低的问题，能够提高电感器10对高频电磁干扰的抑制能力。因此，本实施例电感器10具有较高的低频阻抗及较高的高频阻抗，能够扩展其抗干扰的频段，对高频电磁干扰及低频电磁干扰均具有较好的抑制效果；且本实施例将磁珠130设置在磁芯110围设的容置区域内，不仅能够保护磁珠130不受外力损坏，而且不需要为磁珠130额外设置安装区域，因此还能够保证电感器10的体积不增加，有利于电子器件的小型化及集成化。

现有技术为了增加电感器的高频阻抗，扩宽电感器的应用频段，通常在电感器线圈的接线端与外部管脚之间串联磁珠，为增加磁珠的稳定性，避免受外力的干扰，通常将磁珠固定在固定外部管脚的外部支架上，或者在磁珠表面设置保护件。但本申请的发明人在长期的研发中发现，现有结构的电感器中的磁珠还是会受外力损坏，且电感器的体积较大。因此本申请发明人创造性的提出将磁珠设置在磁芯110围设的容置区域内，以解决现有电感器存在的技术问题。

可选地，本实施例的电感器10为共模电感器，其线圈120包括第一线圈121及第二线圈122，第一线圈121在磁芯110上的绕设方向与第二线圈122在磁芯110上的绕设方向相反。

如图1所示，第一线圈121沿顺时针方向绕设在磁芯110上，而第二线圈122沿逆时针方向绕设在磁芯110上，使得第一线圈121及第二线圈122流过共模电流(共模信号，又称共模噪声或者称对地噪声，指第一线圈121及第二线圈122分别对地的噪声)时，磁芯110中的磁通相互叠加，从而具有相当大的电感量，对共模电流起到抑制作用，而当第一线圈121及第二线圈122流过差模电流(差模信号，是指第一线圈121及第二线圈122直接的信号差值)时，磁芯110中的磁通相互抵消，几乎没有电感量，所以差模电流可以无衰减地通过。因此，本实施例的电感器10在平衡线路中能够有效地抑制共模干扰信号，而对线路正常传输地差模信号无影响。

本实施例电感器10绕设在磁芯110上的第一线圈121及第二线圈122相互绝缘，以保证在瞬时过电压作用下第一线圈121及第二线圈122之间不发生击穿短路；当第一线圈121及第二线圈122流过瞬时大电流时，磁芯110不要出现饱和；第一线圈121及第二线圈122中的磁芯110应与第一线圈121及第二线圈122绝缘，以防止在瞬时过电压作用下两者发生击穿；第一线圈121及第二线圈122应尽可能绕制单层，可减小第一线圈121及第二线圈122地寄生电容，增强第一线圈121及第二线圈122对瞬时过电压地承受能力。

可选地，本实施例的磁珠130包括第一磁珠131及第二磁珠132，第一磁珠131与第一线圈121串接，第二磁珠132与第二线圈122串接。

第一磁珠131设有通孔(图未标)，第一线圈121穿设过该通孔，以实现与第一磁珠131的串接；第二磁珠132设有通孔(图未标)，第二线圈122穿设过该通孔，以实现与第二磁珠132的串接。

可选地，本实施例的第一线圈121的尺寸及匝数与第二线圈122相同；通过这种方式，能够使得第一线圈121产生的磁通量及第二线圈122产生的磁通量相等，进而使得第一线圈121及第二线圈122流过差模电流时，第一线圈121中的磁通及第二线圈122中的磁通更多的相互抵消，能更多的减少电感量，更多的通过差模电流，对电磁干扰具有更好的抑制效果；且第一线圈121的尺寸及匝数与第二线圈122相同，能够简化工艺，节约成本。

可选地，本实施例的第一磁珠131的尺寸及数量与第二磁珠132的数量及尺寸相同。通过这种方式，能够使得第一磁珠131的阻抗与第二磁珠132的阻抗相等，进而使得第一磁珠131与第二磁珠132对电磁干扰的抑制能力一致，能够使第一线圈121及第二线圈122流过差模电流时，磁通更多的被相互抵消，能更多的减少电感量，更多的通过差模电流，对电磁干扰具有更好的抑制效果；且第一磁珠131的尺寸及数量与第二磁珠132的数量及尺寸相同，能够简化工艺，节约成本。

本实施例不限定第一磁珠131的数量及第二磁珠132的数量，该数量可以是1、2、或者大于2。

本实施例电感器10是一个共模干扰抑制器件，它由两个尺寸相同，匝数相同的第一线圈121及第二线圈122对称地绕制在同一个磁芯110上，形成一个四端器件，要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。

在其它实施例中，可以仅在磁芯上绕设一个线圈，以形成的差模电感器。差模电感器的线圈流过差模电流时，磁芯中的磁通相互叠加，从而具有相当大的电感量，对差模电流起到抑制作用，而当线圈流过共模电流时，磁芯中的磁通相互抵消，几乎没有电感量，所以共模电流可以无衰减地通过。因此，本实施例的电感器在平衡线路中能够有效地抑制差模干扰信号，而对线路正常传输地共模信号无影响。

可选地，本实施例电感器10进一步包括粘贴件(图未示)，粘贴件设置在线圈120与磁珠130之间，用于将线圈120与磁珠130固定。本实施例的粘贴件可以是胶水。在固定过程中，可以先将磁珠130穿设在线圈120的预设位置上，然后在磁珠130的通孔内滴入胶水，以利用胶水将线圈120与磁珠130固定。

具体的，在第一线圈121与第一磁珠131之间设置一粘贴件，以将第一线圈121与第一磁珠131固定；在第二线圈122与第二磁珠132之间设置另一粘贴件，以将第二线圈122与第二磁珠132固定。

可选地，本实施例电感器10进一步包括固定件(图未示)，且电感器10包括多个磁珠130，即电感器10包括多个第一磁珠131及多个第二磁珠132，固定件用于将多个第一磁珠131沿第一方向固定，且用于将多个第二磁珠132沿第一方向固定，能够增加电感器10的内部结构的稳定性，提高其性能。

其中，第一方向和第一线圈121与第二线圈122之间连线垂直。因此，本实施例将第一线圈121及第二线圈122沿第一方向的垂直方向排布，而将多个第一磁珠131沿第一方向排布，且将多个第二磁珠132沿第一方向排布，能够使得磁芯110的容置区域内尽可能多的放置第一磁珠131及第二磁珠132，以在保证电感器10体积的同时，扩宽电感器10的应用频段。

例如，固定件可以包括海绵等弹性物及扎带/胶带等，将磁珠130放置在弹性物中，然后利用扎带/胶带捆磁珠130。

在其它实施例中，磁珠还有其它固定方式，可以参阅下文实施例。

可选地，本实施例的磁珠130串接在线圈120的末端。具体地，第一磁珠131串接在第一线圈121的末端，第二磁珠132串接在第二线圈122的末端；这种结构便于第一线圈121与第二线圈122在磁芯110上的绕设。

可选地，本实施例的磁芯110为环形磁芯。环形磁芯比其他形状的磁芯便宜，因为环形磁芯是一整个零件；而其它形状的磁芯是由两半构成，必须研磨这两半的结合面，使它们平整光滑，从而使两半之间的气隙最小。且环形磁芯的有效磁导率比其他任何形状的磁芯都高，不需要额外的明磨工艺。

且环形磁芯围设的容置区域在环形磁芯所在平面内为封闭区域，能够更好的保护磁珠130不受外力影响。

在其它实施例中，电感器的磁芯还可以呈圆柱型,“C”/“U”型，”E”型，”EI”型，PQ型等。

本申请进一步提出另一实施例的电感器，如图2所示，图2是本申请电感器第二实施例的结构示意图。本实施例电感器20与上述实施例电感器10的区别在于：本实施例电感器20进一步包括：隔离件21，隔离件21设置在第一线圈121及第二线圈122之间，且隔离件21位于容置区域内，第一磁珠131与第二磁珠132位于隔离件21的两侧，且第一磁珠131与第一线圈121同侧设置，第二磁珠132与第二线圈122同侧设置。

本实施例的隔离件21为电磁绝缘板，用于隔离第一线圈121及第二线圈122，使第一线圈121与第二线圈122相互绝缘，以保证在瞬时过电压作用下第一线圈121及第二线圈122之间不发生击穿短路。

隔离件21还可以与第一磁珠131及第二磁珠132固定，以提高电感器20内部结构的稳定性。

隔离件21可以直接与磁芯110固定，例如，在隔离件21的两端分别设置卡槽，将磁芯110卡接在隔离件21的卡槽内。

区别于上述实施例，本实施例通过设置隔离件21，不仅能够将第一线圈121与第二线圈122隔离，而且还能够增加第一磁珠131及第二磁珠132的稳定性。

其中，本实施例隔离件21沿第一方向设置，而多个第一磁珠131沿第一方向排布，多个第二磁珠132沿第一方向排布，可以将第一磁珠131及多个第二磁珠132与隔离件21固定。

本申请进一步提出另一实施例的电感器，如图3所示，图3是本申请电感器第三实施例的结构示意图。本实施例电感器30与上述电感器20的区别在于：本实施例电感器30的磁珠130(至少两个)串接设置在线圈120的中间部分及末端，以增加磁珠130与线圈120之间的稳定性。

针对上述其它实施例也可以做类似的处理。

在其它实施例中，磁珠还可以仅串接在线圈的中间部分，或者仅串接在线圈的两端。

本申请进一步提出另一实施例的电感器，如图4所示，图4是本申请电感器第四实施例的结构示意图。本实施例电感器40与上述电感器10的区别在于：本实施例电感器40进一步包括：支撑板41，磁芯110、第一磁珠131及第二磁珠132固定在支撑板41上，以增加电感器40内部结构的稳定性。

针对上述其它实施例也可以做类似的处理。

本申请中，磁芯可以与支撑板直接固定连接，或者磁芯与隔离板固定连接，隔离板与支撑板固定连接；磁珠可以与支撑板直接固定连接，或者磁珠与隔离板固定连接，隔离板与支撑板固定连接。

区别于现有技术，本实施例电感器包括：磁芯，围设有一容置区域；线圈，绕设在磁芯上；磁珠，串接在线圈上，且设置在容置区域内。通过这种方式，本申请在电感器的线圈上连接磁珠，因磁珠的高频阻抗较大，具有很好的高频抑制效果，能够弥补传统电感器高频阻抗较低的问题，能够提高电感器对高频电磁干扰的抑制能力。因此，本申请电感器具有较高的低频阻抗及较高的高频阻抗，能够扩展其应用频段，对高频电磁干扰及低频电磁干扰均具有较好的抑制效果；且本申请将磁珠设置在磁芯围设的容置区域内，不仅能够保护磁珠不受外力损坏，而且不需要为磁珠额外设置安装区域，因此还能够保证电感器的体积不增加，有利于电子器件的小型化及集成化。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效机构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电感器，其特征在于，包括：

磁芯，围设有一容置区域；

线圈，绕设在所述磁芯上；

磁珠，串接在所述线圈上，且设置在所述容置区域内。

2.根据权利要求1所述的电感器，其特征在于，所述线圈包括第一线圈及第二线圈，所述第一线圈在所述磁芯上的绕设方向与所述第二线圈在所述磁芯上的绕设方向相反。

3.根据权利要求2所述的电感器，其特征在于，所述磁珠包括第一磁珠及第二磁珠，所述第一磁珠与所述第一线圈串接，所述第二磁珠与所述第二线圈串接。

4.根据权利要求3所述的电感器，其特征在于，进一步包括：隔离件，设置在所述第一线圈及所述第二线圈之间，且位于所述容置区域内，所述第一磁珠与所述第二磁珠位于所述隔离件的两侧，且所述第一磁珠与所述第一线圈同侧设置，所述第二磁珠与所述第二线圈同侧设置。

5.根据权利要求4所述的电感器，其特征在于，进一步包括固定件，所述电感器包括多个所述磁珠，所述固定件用于将所述多个磁珠沿与所述隔离件平行的方向固定。

6.根据权利要求1所述的电感器，其特征在于，进一步包括粘贴件，设置在所述线圈与所述磁珠之间，用于将所述线圈与所述磁珠固定。

7.根据权利要求1所述的电感器，其特征在于，所述磁珠串接在所述线圈的末端。

8.根据权利要求1所述的电感器，其特征在于，所述磁珠至少部分串接设置在所述线圈的中间部分。

9.根据权利要求1至8任一项所述的电感器，其特征在于，所述磁芯为环形磁芯。

10.根据权利要求2至8任一项所述的电感器，其特征在于，所述第一线圈的尺寸及匝数与所述第二线圈相同；所述第一磁珠的尺寸及数量与所述第二磁珠相同。

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