CN1171252C - 线圈 - Google Patents
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Abstract
一种具有一铁心和在基层上作为导体线路设置的一些匝的线圈。每基层(1)仅包含一匝(2)，其始端(3)和末端(4)各自在基层外缘上的一个或多个突起部(10)上冒出。因此，该突起部伸出一铁心、例如一E/I铁心中的开口，在该铁心上基层的匝相互之间相连接且与接头相连接。采用适当的尺寸选择，可将表层效应产生的损失及涡流损失保持为非常低。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有一铁心和在基层上作为导体线路设置的一些匝的线圈。
背景技术
在100kHz以上频率工作并用作电源部件的线圈或变压器的电特性受到表层效应的显著影响。由于表层效应表示电流仅在导体外层流动，取决于频率，不能适当地将导线或导体线路制造得较厚来处理较高电源电平，因此，例如，必须用铜带代替导线。然而，即使当铜带用在常规型的线圈中时，该常规型线圈用在频率为例如500kHz的开关型电源中，在工作期间它们的温度高于100℃，它们的损失为几瓦。采用其中带有绝缘层的铜片是昂贵的，并且在500kHz同样有60℃的急剧温度上升。
应用说明菲利普磁性产品，“平面电源变压器的设计”公开了较高频率的电源变压器中板技术的作用。在这种情况下，将多个双侧板一个在另一个之一上地放置，每个板包含其内端镀通的多个匝，以将这些匝相互连接。这些板的中央具有一孔，铁心穿过该孔，因此铁心中有一闭合的电路。
发明内容
本发明的目的是提供一种一开始所述类型的线圈，其尺寸小电耗低。
本发明的线圈包含基层，每个基层仅包含一匝，在这种情况下每匝的始端和末端在基层外缘上的一个或多个突起部上冒出，因此可通过这些突起部相互连接。该基层可以是一个簿板，一个通常用于RF技术的基片，或者一个塑料片，一个匝作为导体线路，尤其是作为铜导体线路通过蚀刻技术施加于其上。
基层上的匝可以一种简单的方式导电地相互连接，例如，在一处理步骤中将其浸入低温焊接槽中。为此，突起部上的一个匝的始端和末端具有不同长度，多个基层以这样的方式一个放置在另一个的顶部上，即相邻基层的始端和末端相互重叠。在相连接后，这些匝全部串联连接。例如，E/I-，U/U-，R/M-或者E/E-铁氧体铁心适于用于铁心。基层可设置在这些铁心中而无需任何线圈架。这种铁心通常具有一个或者两个开口，基层的突起部设置于其中。如果一个接着一个放置的突起部占居一个开口的位置，则能够采用缩短的匝，并将一突起部在边缘移过90°，以返回第二开口或第一开口的始端。
该线圈尤其适合应用于开关型电源的谐振电路中的频率决确部件，该开关型电源采用谐振变换器原理和以100kHz以上的频率工作。然而在例如电信中的其他应用同样是可能的。
附图说明
下面参照附图通过举例更详细地说明本发明，附图中：
图1示出具有一匝的一个基层，
图2示出一个位于另一个之上并相连接的三个基层，以及
图3示出带有一E/I铁心和基层的线圈。
具体实施方式
在图1中，带有始端3和末端4的匝2设置在基层1上，作为一绕组。始端3和末端4位于在基层外缘上的突起部10上。基层1是例如一个簿板，一个基片或一个塑料片，例如，利用铜蚀刻技术将匝2作为一导体线路施加到其上。在该示范性实施例中，基层1是园的并包含一中孔供铁心穿过，尽管其他实施例同样是可能的。导体线路2是环形的并包含在始端3与末端4之间的一个窄槽9，通过该窄槽始端3和末端4相互隔离。突起部10的短端例如为2.5mm长，长端为例如4.5mm长。
始端3与基层1的相关突起部10略短于末端4，因此基层以这样的方式一个在另一个顶上地，放置即一个匝的一端与下一匝的始端重叠。为此，如图2所示，基层之间的稍微旋转是必要的。图2中示出了三个基层，在这种情况下，一始端与一末端分别重叠，且相互被焊接。
仅能看见底部基层的始端3。下一基层的始端4位于该基层的末端之上，其自身的末端与第三基层的始端5重叠。这种布局使这些匝能够在一道工艺中相互连接，例如通过浸入焊接槽中，从而使所有匝串联连接，以产生具有始端3和末端6的线圈。但是，其他连接技术同样是可能的。
由于基层1仅在一侧上具有电子导体，匝2通过基层相互充分隔离，所以不需要任何其他绝缘材料。因此，例如，相应于20匝的20个基层可按适当尺寸直接地设置在一个铁心中。不需要线圈架。
导体线路具有例如35um厚并在100kHz以上的频率上具有低电阻。例如20匝70uH的线圈在500kHz的频率下仅具有0.6欧姆的电阻，其仅导致30℃的相对温度上升。基层1的厚度在这种情况下为0.1mm。
图3示出了一线圈的平面视图，该线圈带有铁心20和在铁心中设置的基层21上的一些匝。仅基层21的突起部22是看得见的在该突起部22上，下一匝的相应末端和始端进行相互连接。该线圈通过连接件(接头)23，24连接到电路。通过旋转或移动突起部，在该示范性实施例中是旋转约90°，也可利用E/I铁心中的第二开口25实现连接。另一方面，第二级也可安装在突起部22之上。在这样一类情况下，例如，仅将四分之一，一半或四分之三的匝而不是整个匝设置在该基层上。该基层则包含例如一个从开口26中伸出的突起部，及一个从开口25中伸出带有匝的相应始端或末端的突起部。
在一个示范性实施例中，该线圈包含例如20匝并用一RM12铁心获得70uH。导体线路尽可能完全地利用基层的宽度，以便尽可能低地保持射频电阻。在该示范性实施例中，对于该线圈它仅为0.6欧姆。由于该线圈被设计为带有空隙的存储线圈，以存储能量，所以它仍易经受涡流带来的损失。如果采用一E/I铁心，通过用一隔离件将基层设置在铁心20中空隙的另一侧并离它们尽可能地远可降低该损失。
也可采用一些匝的并联电路：例如可串联连接两个10匝的组，然后可将这些串联电路并联连接，由此以较低电阻有效产生10匝。
该线圈的其他优点是不需要线圈架，并避免采用生态学上不希望的浸渍铜线。轧制铜可直接施加到塑料片上。因此利用这种平面技术的回收能力是毫无疑问的。一旦该线圈已切断，则可从磁性上分出铁氧体铁心，而从电气上分出铜。所剩下的仅是塑料片，其是可再利用的，这取决于所用材料。与此相反，用带(braid)缠绕的线圈仅可以在废物堆中处置。
已参照图1-3描述的线圈尤其作为一种较高电源级的存储线圈加以设计。相应应用的其他实施例对于本领域的技术人员是显而易见的。特别是，根据本配置，基层1、导体线路2和突起部10的几何形状可视需要用几何学进行设计。
Claims (3)
1.一种具有一铁心和在基层上作为导体线路设置的一些匝的线圈，其中多个基层(1)中的每个仅包含一匝(2)，其始端(3)和末端(4)各自在基层(1)外缘上的一个或多个突起部(10)上冒出，以及多个基层(1)通过突起部(10)相互电连接，其特征在于：突起部(10)上的匝(2)的始端(3)和末端(4)具有不同长度，多个基层(1)以一端与下一匝的始端(4，5)重叠的方式一个放置在另一个的顶上。
2.如权利要求1所述的线圈，其特征在于：基层(1)是一板、一基片或一塑料片，所述匝作为导体线路(2)施加于其上。
3.如权利要求1或2所述的线圈，其特征在于：相邻基层的匝(2)的始端和末端(4，5)通过焊接各自相互串联地作导电连接。
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