CN115346773A - 共模电感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种共模电感器。共模电感器包括一中空的铁芯、多个线圈以及一基板，其中前述线圈绕设于前述铁芯上。每一前述线圈具有一第一端部以及一第二端部。前述基板设置于前述铁芯的一侧，并且具有多个穿孔，其中前述线圈的前述第一端部以及前述第二端部伸入前述穿孔内，且当沿着前述铁芯的一中心轴方向观察时，前述线圈的前述第一端部以及前述第二端部皆位于前述铁芯的外侧。

Description

共模电感器
技术领域
本发明涉及一种共模电感器，尤其涉及一种可缩短电路传导路径的共模电感器。
背景技术
电感器常被广泛应用于电力电子线路(power electronic circuit)中，尤其在工业控制设备中的电源电路或电磁继电器因开关频率日趋高频化，电磁干扰(ElectroMagnetic Interference,EMI)的问题也日益严重，此时可通过电磁干扰(EMI)滤波器对常模噪声(differential-mode noise)及共模噪声(common-mode noise)作出相应的抑制，以符合特定的电气规范标准。
抑制电磁干扰(EMI)的手段有诸多方式，例如可以铁芯搭配线圈绕线并结合印刷电路板(PCB)的电路布局(layout)，借以组成一共模电感器(Common mode Choke)；然而，在传统的共模电感器中，因线圈两端与印刷电路板的连接处分别位于铁芯的内、外两侧，如此往往容易提高印刷电路板的电路布局的复杂度，此外更因为印刷电路板中的线路容易产生交错的情形而增加传导路径的整体长度，从而影响到一共模电感器的效能。
有鉴于此，如何提供一种能简化电路板的电路布局，并且能提升整体效能的共模电感器始成为本发明技术领域研发人员的一重要课题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种共模电感器，以解决上述至少一个问题。
有鉴于前述公知问题点，本发明的一实施例提供一种共模电感器(Common modeChoke)，包括一中空的铁芯、多个线圈以及一基板。前述铁芯具有一铁芯本体并形成有一开孔。前述线圈穿过前述开孔并且绕设于前述铁芯本体上，其中每一前述线圈具有一第一端部以及一第二端部。
前述基板设置于前述铁芯的一侧，并且具有多个穿孔，其中前述线圈的前述第一端部以及前述第二端部伸入前述穿孔内，且当沿着前述铁芯的一中心轴方向观察时，前述开孔以及前述中心轴皆位于前述铁芯本体的内侧，且前述线圈的前述第一端部以及前述第二端部皆位于前述铁芯的外侧。
于一实施例中，每一前述线圈还具有一第一延伸部、一第二延伸部以及一缠绕部，前述缠绕部绕设于前述铁芯本体上，前述第一延伸部连接前述缠绕部以及前述第一端部，且前述第二延伸部连接前述缠绕部以及前述第二端部。
于一实施例中，前述第一延伸部具有一U字形的弯曲结构。
于一实施例中，前述线圈分别穿过前述穿孔。
于一实施例中，前述第一端部以及前述第二端部凸出于前述基板的一底面。
于一实施例中，前述基板更形成有多个呈放射状排列的凸出部，且前述穿孔位于前述凸出部上。
于一实施例中，前述共模电感器还包括多个绝缘片，设置于前述开孔内且位于前述线圈之间。
于一实施例中，前述绝缘片呈放射状排列。
于一实施例中，前述铁芯的前述铁芯本体具有圆环状、多边形或操场形结构。
于一实施例中，前述共模电感器还包括一粘着剂，设置于前述缠绕部与前述基板之间。
本发明通过使前述线圈的第一端部以及第二端部则皆位于铁芯本体的外侧，因此每一线圈中的第一端部以及第二端部间的距离即可大幅减少，由此可使基板内部的线路布局可更加简化，同时也能够缩短基板内部线路传导路径的长度，从而可有效避免基板中的线路产生交错的情形，以大幅改善并提升共模电感器的整体效能。
附图说明
图1表示本发明一实施例的共模电感器的立体图。
图2表示图1所示的共模电感器的另一视角立体图。
图3表示图1及图2中的三个线圈的立体图。
图4表示图3中的三个线圈的侧视图。
图5表示图1及图2中的基板的立体图。
图6表示图3及图4所示的其中一个线圈的立体图。
图7表示图6中的线圈的侧视图。
图8表示图1及图2所示的共模电感器的俯视图。
图9表示图1及图2所示的共模电感器的仰视图，其中基板10以虚线表示。
图10表示本发明另一实施例的线圈的立体图。
图11表示本发明另一实施例的线圈的立体图。
附图标记如下：
100:共模电感器
10:基板
101:电性接点
102:电性接点
11:凸出部
20:线圈
201:第一端部
202:第二端部
21:第一延伸部
22:第二延伸部
23:缠绕部
30:铁芯
31:铁芯本体
32:开孔
40:绝缘片
A:部分
B:部分
C:中心轴
G:粘着剂
H:孔洞
具体实施方式
以下说明本发明实施例的共模电感器。然而，可轻易了解本发明实施例提供许多合适的发明概念而可实施于广泛的各种特定背景。所公开的特定实施例仅仅用于说明以特定方法使用本发明，并非用以局限本发明的范围。
除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇公开所属的本领域技术人员所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有一与相关技术及本公开的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下各实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加附图的方向。因此，实施方式中所使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
首先请参一并阅图1及图2，其中图1表示本发明一实施例的共模电感器100的立体图，图2表示图1所示的共模电感器100的另一视角立体图。
如图1及图2所示，本发明一实施例的共模电感器100例如可设置于一工业电脑或控制设备的电力电子线路系统(power electronic circuit system)中，用以抑制噪声(noise)以及电磁干扰(EMI)，其主要包含有一基板10(例如电木板或印刷电路板)、多个线圈20、一中空的铁芯30以及多个绝缘片40。在本实施例中，前述线圈20的数量为三个，然而线圈20的数量也可以为两个或四个以上，并不以本实施例所公开为限。
从图1及图2中可以看出，前述铁芯30具有一圆环状的铁芯本体31以及一开孔32，其中前述开孔32位于铁芯本体31的中央并贯穿铁芯本体31。此外，前述线圈20通过铁芯30中央的开孔32，并且绕设于铁芯本体31上，其中每一线圈20皆具有一第一延伸部21、一第二延伸部22以及一缠绕部23，前述第一延伸部21连接缠绕部23以及该线圈20的一第一端部201，前述第二延伸部22则连接缠绕部23以及该线圈20的一第二端部202，前述缠绕部23则是绕设于铁芯本体31上。
需特别说明的是，前述基板10设置于铁芯30的下方，前述绝缘片40则是以放射状的方式排列于铁芯30的开孔32内且位于多个所述线圈20之间，用以阻隔前述线圈20以防止其短路。另外，本实施例中的线圈20在组装后会穿过基板10，其中每一线圈20的第一端部201以及第二端部202凸出于该基板10的底面(如图1及图2所示)，而在每一线圈20的第一、第二延伸部21、22与基板10的连接处则可施加粘着剂G，此外在每一线圈20的缠绕部23与基板10之间同样可施加粘着剂G，以强化线圈20和基板10之间的连接强度。
接着请一并参阅图3、图4及图5，其中图3表示图1及图2中的三个线圈20的立体图，图4表示图3中的三个线圈20的侧视图，图5表示图1及图2中的基板10的立体图。
如前所述，每一线圈20皆具有一第一延伸部21、一第二延伸部22以及一缠绕部23，其中从图3及图4可以清楚地看出，前述缠绕部23形成有一孔洞H，用以绕设于铁芯本体31上，此外第一延伸部21形成有一反转的弯曲结构，用以连接缠绕部23以及第一端部201，前述第二延伸部22则大致呈长条形并朝垂直方向延伸，用以连接缠绕部23以及第二端部202。
此外，从图5中可以看出，在前述基板10上形成有三个呈放射状排列的凸出部11，且在每一个凸出部11上分别形成有两个穿孔，其中在前述两个穿孔内分别设有电性接点101以及电性接点102。应了解的是，当前述线圈20在组装到基板10上时，每一线圈20上的第一端部201以及第二端部202可伸入或穿过基板10上对应的穿孔，借以分别和多个所述穿孔中的电性接点101、102相互电性连接，其中前述第一端部201以及第二端部202在组装后会凸出于基板10的底面(如图1及图2所示)。
在本实施例中，前述凸出部11的数量为三个，其形状为扇形且呈放射状排列，然而凸出部11的形状并不限于扇形，且其数量可对应于线圈20的数量(例如为两个或四个以上)；或者，亦可直接采用圆形且具有较大面积的基板10，而不需要形成前述凸出部11，意即凸出部11的形状或数量并不以本实施例所公开为限。
再请一并参阅图6及图7，其中图6表示图3及图4所示的其中一个线圈20的立体图，图7表示图6中的线圈20的侧视图。从图6及图7中的A、B部分可以清楚地看出，线圈20的第一延伸部21具有一U字形的弯曲结构，线圈20的第二延伸部22则大致呈长条形并朝垂直方向延伸，而线圈20的缠绕部23则形成有一孔洞H，其中当前述线圈20在组装到基板10上时，铁芯30的铁芯本体31会延伸经过缠绕部23中央的孔洞H。其中，第一延伸部21的U字形弯曲结构先由与缠绕部23连接处向远离基板10的方向延伸，而后再往平行于基板10的方向延伸，然后再往朝向基板10的方向延伸。
接着请一并参阅图8及图9，其中图8表示图1及图2所示的共模电感器100的俯视图，图9表示图1及图2所示的共模电感器100的仰视图，且为方便理解，图9中的基板10以虚线表示。
如图8及图9所示，当沿着铁芯30的一中心轴C方向观察时可以发现，铁芯30的开孔32以及前述中心轴C皆位于铁芯本体31的内侧，反观所有线圈20的第一端部201以及第二端部202则皆位于铁芯本体31的外侧。
如前所述，由于所有线圈20的第一端部201以及第二端部202皆位于铁芯本体31的外侧，因此每一线圈20中的第一端部201以及第二端部202间的距离即可大幅减少，由此可使位于基板10或其下方的印刷电路板(未图示)内部的线路布局更加简化，同时也能够缩短前述电路板内部线路传导路径的长度，从而有效避免电路板中的线路产生交错的情形，以大幅改善并提升共模电感器的整体效能。
举例而言，前述线圈20可采用含有铜及/或铝材质的扁平漆包线(EnamelledWire)或其他形式的导线，前述绝缘片40则可为纸片、塑胶片或其他绝缘材质所制成的平板状构件，并不以本实施例所公开为限。此外，前述铁芯30的铁芯本体31也可以不是圆环状，其亦可具有多边形或操场形结构，并不以本实施例所公开为限。
图10表示本发明另一实施例的线圈20的立体图，其中本实施例与图6所示的线圈20的主要不同之处在于：本实施例的线圈20的第一延伸部21具有一L字形的弯曲结构，且其自缠绕部23底部朝着平行于基板10的方向延伸，然后再往朝向基板10的方向延伸。
图11表示本发明另一实施例的线圈20的立体图，其中本实施例与图6所示的线圈20的主要不同之处在于：本实施例的线圈20的第一延伸部21呈长条形，且不包含如图6中所示的U字形弯曲结构。具体而言，如图11中所示的第一延伸部21可以是一铜片或其他金属导电片，且其可通过焊接的方式固定于缠绕部23的一侧。
虽然本发明的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本发明的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中技术人员可从本发明公开内容中理解现行或未来所发展出的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本发明使用。因此，本发明的保护范围包括上述工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本发明的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。
虽然本发明已以较佳实施例公开于上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视随附的权利要求所界定为准。

Claims (12)

1.一种共模电感器，包括：
一中空的铁芯，具有一铁芯本体并形成有一开孔；
多个线圈，穿过该开孔并且绕设于该铁芯本体上，其中每一该线圈具有一第一端部以及一第二端部；以及
一基板，设置于该铁芯的一侧，并且具有多个穿孔，其中多个所述线圈的多个所述第一端部以及多个所述第二端部伸入多个所述穿孔内，且当沿着该铁芯的一中心轴方向观察时，该开孔以及该中心轴皆位于该铁芯本体的内侧，且多个所述线圈的多个所述第一端部以及多个所述第二端部皆位于该铁芯的外侧。
2.如权利要求1所述的共模电感器，其中每一该线圈还具有一第一延伸部、一第二延伸部以及一缠绕部，该缠绕部绕设于该铁芯本体上，该第一延伸部连接该缠绕部以及该第一端部，且该第二延伸部连接该缠绕部以及该第二端部。
3.如权利要求2所述的共模电感器，其中该第一延伸部具有一U字形的弯曲结构。
4.如权利要求1所述的共模电感器，其中多个所述线圈分别穿过多个所述穿孔。
5.如权利要求4所述的共模电感器，其中多个所述线圈的多个所述第一端部以及多个所述第二端部凸出于该基板的一底面。
6.如权利要求4所述的共模电感器，其中该基板更形成有多个呈放射状排列的凸出部，且多个所述穿孔位于多个所述凸出部上。
7.如权利要求1所述的共模电感器，其中该共模电感器还包括多个绝缘片，设置于该开孔内且位于多个所述线圈之间。
8.如权利要求7所述的共模电感器，其中多个所述绝缘片呈放射状排列。
9.如权利要求1所述的共模电感器，其中该铁芯的该铁芯本体具有圆环状、多边形或操场形结构。
10.如权利要求2所述的共模电感器，其中该共模电感器还包括多个粘着剂，设置于多个所述线圈的多个所述缠绕部与该基板之间。
11.如权利要求1所述的共模电感器，其中每一该线圈还具有一第一延伸部、一第二延伸部以及一缠绕部，该缠绕部绕设于该铁芯本体上，该第一延伸部连接该缠绕部以及该第一端部，且该第二延伸部连接该缠绕部以及该第二端部，其中该第一延伸部具有一L字形的弯曲结构。
12.如权利要求1所述的共模电感器，其中每一该线圈还具有一第一延伸部、一第二延伸部以及一缠绕部，该缠绕部绕设于该铁芯本体上，该第一延伸部连接该缠绕部以及该第一端部，且该第二延伸部连接该缠绕部以及该第二端部，其中该第一延伸部为一长条形的金属导电片，且该金属导电片焊接于该缠绕部上。
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