CN117616520A - 具有稳定耐压特性的纤薄磁耦合装置 - Google Patents

Abstract

根据本发明的实施方式的磁耦合装置包括：第一线圈架，该第一线圈架包括上表面、面向上表面的下表面、设置在上表面与下表面之间的外表面、设置在外表面的内侧并且从上表面朝向下表面凹入的凹槽部分、以及设置在外表面上并且在第一方向上彼此间隔开的第一端子部分和第二端子部分；第二线圈架，该第二线圈架设置在凹槽部分上并且容纳磁性物质芯；以及第一线圈和第二线圈，该第一线圈和该第二线圈卷绕在第二线圈架上并且在第一方向上彼此间隔开，其中，第一线圈包括卷绕在第二线圈架上的第一卷绕部分以及从第一卷绕部分延伸到第一线圈架的外表面上并联接至第一端子部分的第一延伸部分，并且第二线圈包括卷绕在第二线圈架上的第二卷绕部分以及从第二卷绕部分延伸到第一线圈架的外表面上并联接至第二端子部分的第二延伸部分。

Description

具有稳定耐压特性的纤薄磁耦合装置

技术领域

本公开涉及纤薄磁耦合装置，特别地，涉及磁性部件比如说例如电感器或变压器。

背景技术

随着例如TV等产品的纤薄化加速，对于纤薄磁性部件存在很大的需求。根据这样的需求，为了减少安装面积并且确保价格竞争力，部件目前已经变得小型化。

然而，磁性部件的小型化导致其耐压特性变得不稳定并且产生热的问题，因此需要对其采取对策。

说明性地，图1示出了常规EMI滤波器，该常规EMI滤波器包括：第二线圈架1a，该第二线圈架1a以筒形环面形状形成并在将芯部容纳在第二线圈架1a中；第一线圈2a和第二线圈2b，第一线圈2a和第二线圈2b相对于第二线圈架1a的中央部分卷绕在第二线圈架1a的两侧部上；以及第一线圈架1b，该第一线圈架1b与第二线圈架1a分开设置并且包括凹部和线圈架延伸部分，该凹部形成在第一线圈架的中央中以允许第一线圈2a和第二线圈2b在卷绕在第二线圈架1a上的状态下被接纳在该凹部中，线圈架延伸部分从凹部的两个相反点延伸并且具有安装至其的多个端子。

这样的常规EMI滤波器因端子聚集在其两个相反侧部而具有以下问题。

1)因为与第一线圈和第二线圈的对应的一对延伸部分连接的成对的端子(3a和3d)(3b和3c)中的每对端子之间的距离短，所以随着部件的尺寸减小，耐压特性变得更加不稳定。

2)由于空间限制而难以确保足够的端子面积，并且因此，当端子的尺寸增加时，部件的整体尺寸增加，并且其耐压特性进一步恶化。

3)因为部件不可避免地在一个方向上具有相对长的长度w1，所以对小型化存在限制。

发明内容

技术问题

本公开的目的是解决上述相关技术问题中的至少一个问题。

也就是说，本公开提供了一种磁耦合装置或一种磁性部件，该磁耦合装置或磁性部件适用于小型化结构并且通过确保端子之间足够的距离而具有稳定且改进的耐压特性。

技术方案

根据本公开的实施方式的磁耦合装置包括：第一线圈架，该第一线圈架包括上表面、与上表面相对形成的下表面、形成在上表面与下表面之间的外侧表面、设置在外侧表面内部并且在上表面中朝向下表面凹陷的凹入部分、以及在外侧表面上设置成在第一方向上彼此间隔开的第一端子部分和第二端子部分；第二线圈架，该第二线圈架设置在凹入部分中并且将磁芯容纳在第二线圈架中；以及第一线圈和第二线圈，该第一线圈和第二线圈卷绕在第二线圈架上并且在第一方向上彼此间隔开，其中，第一线圈包括第一卷绕部分和第一延伸部分，该第一卷绕部分卷绕在第二线圈架上，该第一延伸部分从第一卷绕部分延伸至第一线圈架的外侧表面上的待联接至第一端子部分的区域，并且第二线圈包括第二卷绕部分和第二延伸部分，该第二卷绕部分卷绕在第二线圈架上，该第二延伸部分从第二卷绕部分延伸至第一线圈架的外侧表面上的待联接至第二端子部分的区域。

在本公开的至少一个实施方式中，第二线圈架包括一对隔离突出部，并且第一卷绕部分和第二卷绕部分通过该对隔离突出部彼此隔离。

在本公开的至少一个实施方式中，第一延伸部分和第二延伸部分从凹入部分相对于连接该对隔离突出部的虚拟直线脱离的起始角度为25°或更大。

另外，起始角度可以是50°或更小。

在本公开的至少一个实施方式中，端子部分与隔离突出部间隔开5mm或更大。

另外，端子部分可以设置成与穿过第一线圈或第二线圈的位于距隔离突出部中的每个隔离突出部最远的一部分并且与连接该对隔离突出部的虚拟直线平行的虚拟平行线对准。

在本公开的至少一个实施方式中，第一线圈架包括从凹入部分的两个相反侧延伸的一对线圈架延伸部分，并且线圈架延伸部分中的每个线圈架延伸部分的中央部分形成为使得从凹入部分到线圈架延伸部分中的每个线圈架延伸部分的最外部部分在给定方向上的距离短于第一端子部分或第二端子部分在给定方向上的长度。

在此，线圈架延伸部分中的每个线圈架延伸部分的中央部分可以包括第二隔离突出部。

另外，在本公开的至少一个实施方式中，第一线圈架形成为沿着凹入部分的形状在向外方向上至少部分地凸起。

在本公开的至少一个实施方式中，端子部分在第一线圈架上安装成覆盖第一线圈架的上表面、下表面和外侧表面。

在此，延伸部分可以插入到外侧表面与端子部分之间的区域中。

在本公开的至少一个实施方式中，第一线圈的最后一匝与对应于第一线圈的第二线圈的最后一匝之间的角度θ1为20°至100°。

另外，在本公开的至少一个实施方式中，由第一端子部分和第二端子部分相对于第二线圈架的中心形成的角度θ2为20°至100°。

另外，角度比θ2/θ1可以是0.2至5。

在本公开的至少一个实施方式中，第一线圈架还包括第三端子部分和第四端子部分，并且第一端子部分至第四端子部分在凹入部分的外部安装成设置在与凹入部分的四个象限对应的区域中。

在本公开的至少一个实施方式中，第一延伸部分和第二延伸部分从凹入部分脱离并且以增大的角度彼此分开以分别连接至第一端子部分和第二端子部分。

在本公开的至少一个实施方式中，第一线圈架还包括形成在第一线圈架的外表面中的导引凹槽部分。

在此，导引凹槽部分还可以包括第一导引凹槽部分和第二导引凹槽部分，并且第一延伸部分和第二延伸部分可以分别设置在第一导引部分和第二导引部分中。

另外，导引凹槽部分可以连接至设置有第二线圈架的凹入部分。

在本公开的至少一个实施方式中，第一线圈架包括从凹入部分沿径向方向延伸的径向延伸部分，并且端子部分安装在径向延伸部分中的每个径向延伸部分上。

有利效果

根据本公开，可以获得适用于小型化结构的磁性部件。

另外，根据本公开的磁耦合装置或磁性部件尽管其尺寸减小，但仍表现出稳定的耐压特性。

本领域技术人员将从本公开的实施方式的以下描述中明显地理解本公开的附加效果。

附图说明

图1图示了作为常规磁性部件的EMI滤波器。

图2图示了作为本公开的实施方式的EMI滤波器。

图3图示了沿着图2中的线A-A截取的横截面。

图4图示了作为本公开的第二实施方式的EMI滤波器的一部分。

图5图示了作为本公开的第三实施方式的EMI滤波器的一部分。

图6图示了作为本公开的第四实施方式的EMI滤波器的一部分。

具体实施方式

本公开可以进行各种改变并具有各种实施方式，并且在附图中图示和描述了特定实施方式。然而，这并不意在将本公开限制于特定实施方式，并且应当被理解为包括在本公开的精神和技术范围内的所有变型、等同物或替代物。

本说明书中所使用的后缀“模块”和“单元”仅用于元件之间的命名区分，并且不应当被解释为假定术语被物理地和化学地区分或分开，或者可能以这种方式进行区分或分开。

尽管在本文中可以使用包括诸如“第一”、“第二”等的序数的术语来描述各种元件，但是这些元件不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。

术语“和/或”用于包括作为主题的多个项目的任意组合。例如，“A和/或B”包括性地意味着所有三种情况，比如“A”、“B”以及“A和B”。

应当理解的是，当部件被称为“连接至”或“联接至”另一部件时，部件可以直接连接至或联接至另一部件，或者可以存在中间部件。

在实施方式的描述中，将理解的是，当诸如层(膜)、区域、图案或结构的元件被称为在诸如基板、层(膜)、区域、焊盘或图案的另一元件“上”或“下”时，术语“在……上”或“在……下”意味着该元件直接地在另一元件上或下，或者形成为使得也可以存在中间元件。另外，还应当理解的是，除非由于部件中的每个部件的特性或部件之间的关系而另有限定，否则为了方便起见，“上”或“下”的标准是基于附图的。术语“上”或“下”仅用于表示部件之间的相对位置关系，并且不应当被解释为对部件的实际位置进行限制。例如，除非另有限定，或者除非由于A或B的特性，A必须位于B上，否则短语“B在A上”仅表示B在附图中被图示为位于A上。在实际产品中，B可以位于A下方，或者B和A可以沿向左向右方向设置。

另外，为了清楚和便于说明，附图中所示的层(膜)、区域、图案或结构的厚度或尺寸可以被放大、省略或示意性地绘制并且可能没有准确地反映实际尺寸。

本文中所使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，并非意在限制本公开的示例性实施方式。如本文中所使用的，除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式也意在包括复数形式。还应当理解的是，术语“包括”或“具有”当在本文中使用时指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件、部件或其组合，但并不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件或其组合。

除非另有限定，否则本文中所使用的包括技术术语或科学术语的所有术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。诸如在常用词典中限定的那些术语之类的术语应当被解释为具有与相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且除非在本申请中明确限定，否则这些术语不应当被解释为具有理想的或过于正式的含义。

图2图示了作为本公开的实施方式的EMI滤波器，并且图3图示了沿着图2中的线A-A截取的横截面。

本实施方式的EMI滤波器包括第二线圈架10、第一线圈架20、第一线圈40和第二线圈50。

第二线圈架10与第一线圈架20分开设置，并且在第二线圈架10中容纳有磁芯(未示出)。例如，磁芯可以构造成使得非晶带像卷轴一样卷绕。

第二线圈架10具有大致圆形的环面形状，并且在其大致中间设置有一对隔离突出部11a和11b。

第二线圈架10通过该对隔离突出部11a和11b被分成第一部段(附图中的上部部段)和第二部段(附图中的下部部段)，并且从卷绕第一线圈40和第二线圈50的角度来看，这两个部段通过隔离突出部11a和11b彼此隔离。

第二线圈架10可以包括具有U形横截面的下部部分和具有倒U形横截面的上部部分，并且可以具有下述结构：在该结构中，上部部分和下部部分彼此重叠以在将磁芯容纳在其中的状态下彼此联接。

第一线圈40卷绕在作为第二线圈架10的一个部段的第一部段上，并且第二线圈50卷绕在第二线圈架10的第二部段上。

第一线圈架20包括形成在其中央的凹入部分21，并且第一线圈40和第二线圈50在卷绕在第二线圈架10上的状态下坐置在凹入部分21中。

凹入部分21具有下述结构：在该结构中，通孔形成在其中央，坐置部分从通孔的周向边缘沿径向向外的方向延伸，并且周缘壁形成为距坐置部分的外圆周预定高度。

另外，第一线圈架20包括第一线圈架延伸部分22a和第二线圈架延伸部分22b，第一线圈架延伸部分22a和第二线圈架延伸部分22b从凹入部分21的两个相反侧沿将第二线圈架10的一对隔离突出部11a和11b连接的虚拟直线VL的方向延伸。

在两个线圈架延伸部分22a和22b上的四个点处安装有端子部分(或端子)30a、30b、30c和30d。如图2中所示，端子部分30a、30b、30c和30d在凹入部分21的外部安装成设置在与凹入部分21的四个象限对应的区域中。也就是说，第一端子部分30a安装在对应于第一象限的区域中，第三端子部分30b安装在对应于第二象限的区域中，第四端子部分30c安装在对应于第三象限的区域中，并且第二端子部分30d安装在对应于第四象限的区域中。

第一端子部分30a和第三端子部分30b设置成在第一方向(图2中的竖向方向)上分别与第二端子部分30d和第四端子部分30c间隔开。

线圈架延伸部分22a和22b的与隔离突出部11a和11b对应的中央部分可以形成为使得从凹入部分21到线圈架延伸部分22a和22b中的每个线圈架延伸部分的最外部部分的距离L1短，并且端子部分30a、30b、30c和30d可以设置成距线圈架延伸部分22a和22b的中央部分足够远，由此对端子部分30a、30b、30c和30d的安装没有空间限制，并且端子部分30a、30b、30c和30d的上表面或下表面(安装表面)的面积可以增加。

也就是说，距离L1可以短于端子部分在虚拟直线VL的方向上的长度L2，并且端子部分30a、30b、30c和30d可以安装在线圈架延伸部分22a和22b的在虚拟直线VL的方向上具有足够的长度的区域上。因此，EMI滤波器在虚拟直线VL的方向上的总长度w1’可能减小。

另外，线圈架延伸部分22a和22b包括形成在其中央部分上的第二隔离突出部24a和24b，由此，第一线圈40的延伸部分41a和41b以及第二线圈50的延伸部分51a和51b可以彼此更可靠地隔离。

另外，在第一线圈40的延伸部分41a和41b以及第二线圈50的延伸部分51a和51b中，相对于虚拟直线VL彼此相对设置的一对延伸部分41a和51a从凹入部分21脱离并且以增大的角度彼此分开以连接至端子部分30a和30d，并且相对于虚拟直线VL彼此相对设置的一对延伸部分41b和51b从凹入部分21脱离并且以增大的角度彼此分开以连接至端子部分30b和30c。

在该实施方式中，该对延伸部分41a与51a之间的最小距离ds以及该对延伸部分41b与51b之间的最小距离ds可以由第二线圈架10上的线圈的最后一匝的位置来确定(线圈的最后一匝是直接连接至延伸至端子的延伸部分的部分)，并且从线圈的最后一匝延伸至凹入部分21的外部以便连接至端子部分30a、30b、30c和30d的每对部分之间的距离逐渐增加。由于这种结构，本实施方式的EMI滤波器可以表现出稳定的耐压特性。

参照图2，作为代表性示例，第一线圈40的左侧最后一匝与第二线圈50的左侧最后一匝之间的角度θ1为20°至100°。如果角度θ1小于20°，则线圈的线材之间的距离大大减小，这可能导致耐压缺陷，并且如果角度θ1大于100°，则用于卷绕的空间在结构上减小，这可能导致卷绕期间线材之间的重叠并且由此使部件的总高度增加。

另外，参照图2，用于第一线圈40的端子30b和对应于端子30b的用于第二线圈50的端子30c在端子30b与端子30c之间相对于第二线圈架10的中心或相对于由第一线圈40和第二线圈50形成的中心形成了20°至100°的角度θ2。

如果角度θ2小于20°，则当线圈延伸部分连接至端子时线材之间的距离减小，这导致耐压缺陷，并且如果角度θ2大于100°，则端子之间的距离增加，并且因此用于连接至端子的线材的长度增加，这导致电阻增加。

同时，角度θ1与θ2之间的比(θ2/θ1)优选地为0.2至5。如果角度比小于0.2，则部件的总高度可能由于缺乏用于卷绕线材的空间而增加；并且如果角度比大于5，则端子之间的距离增加，并且因此用于连接至端子的线材的长度增加，这可能导致电阻增加并且由此产生热。

图3图示了其中端子部分30a、30b、30c和30d安装在第一线圈架20上并且延伸部分41a、41b、51a和51b连接至端子部分30a、30b、30c和30d的构型。作为代表性示例，仅示出了第三端子部分30b。

如图3中所示，第三端子部分30b安装成在穿透第一线圈架20的同时覆盖第一线圈架20的上表面US、下表面LS和外侧表面SS。另外，第一线圈40的延伸部分41b在外侧表面SS上连接至第三端子部分30b。也就是说，延伸部分41b从第一线圈40的最后一匝延伸至凹入部分21的外部，在以增加的角度弯曲的同时在第一线圈架20的线圈架延伸部分22b的上表面上方向上延伸，向下延伸至线圈架延伸部分22b的外侧表面SS，并且然后插入到外侧表面SS与第三端子部分30b之间的区域中以连接至第三端子部分30b。

由于延伸部分41a、41b、51a和51b到端子部分30a、30b、30c和30d的这种连接结构，EMI滤波器的总厚度可能进一步减小。

另外，第一线圈架20包括凸形部分23a和23b，凸形部分23a和23b沿着凹入部分21的形状在向外方向上以凸形的方式形成在第一线圈架的外侧表面的至少部分上，凸形部分23a和23b相对于虚拟直线VL彼此相对形成。

本实施方式的EMI滤波器可以小型化，使得其在垂直于虚拟直线VL的方向上的总长度w2’不长于在常规结构中的该总长度，并且使得其在虚拟直线VL的方向上的总长度w1’短于在常规结构中的该总长度。

图4和图5图示了不同于上述实施方式的实施方式。在下文中，相同的附图标记将用来解释相同的部件。

首先，在图4中所示的实施方式中，第一端子部分30a与第二线圈架10的隔离突出部11a间隔开的距离d”的代表值为5mm。也就是说，优选的是，第一端子部分30a与隔离突出部11a之间的间隔距离d”为5mm或更大。如果间隔距离d”短于5mm，则出现当施加2.2kV时不能满足耐压特性的问题。

另外，优选的是，延伸部分41a和51a从凹入部分21脱离的起始角度θs为25°，并且优选的是，延伸部分41a和51a连接至端子部分30a和30d的终止角度θt为70°或更大。

在图5中所示的实施方式中，端子部分30a和30d进一步与隔离突出部11a间隔开。优选地，如所图示的，端子部分30a和30b中的每个端子部分的面向虚拟直线VL的边缘与第一线圈40的最外部部分对准。另外，在图5中所示的实施方式中，延伸部分41a和51a中的每个延伸部分的起始角度θs为50°。

图4和图5中所示的实施方式可以结合。在这种情况下，第一端子部分30a和第二端子部分30d中的每个端子部分与隔离突出部11a之间的间隔距离可以是5mm或更大，延伸部分41a和51a中的每个延伸部分的起始角度θs可以是25°至50°，并且延伸部分41a和51a中的每个延伸部分的终止角度θt可以是70°或更大。

其中相对于虚拟直线VL彼此相对设置的端子部分30a与30d之间的间隔距离和相对于虚拟直线VL彼此相对设置的端子部分30b与30c之间的间隔距离短并且延伸部分41a、41b、51a和51b形成为弯曲的常规EMI滤波器可能具有不满足所需的耐压特性的问题。相反，本公开的EMI滤波器确保端子部分30a与30d之间的以及端子部分30b与30c之间足够的间隔距离，从而与常规EMI滤波器相比表现出稳定且令人满意的耐压特性。

下面的表是示出图1中所示的常规EMI滤波器的耐压特性与图2中所示的根据本公开的实施方式的EMI滤波器的耐压特性之间的比较的表。

[表1]

如上表中所示，在根据实施方式的EMI滤波器中，端子之间的距离和端子的面积大大增加。另外，虽然常规EMI滤波器具有1.5kV或更低的耐压并且因此不满足所需的耐压特性，但是本实施方式表现出2.2kV的令人满意的耐压特性。同时，图6图示了本公开的又另一实施方式。

图6中所示的实施方式与上述实施方式的不同之处仅在于第一线圈架20的形状。

本实施方式的第一线圈架20包括径向延伸部分25a、25b、25c和25d，径向延伸部分25a、25b、25c和25d从围绕凹入部分21的四个点沿径向方向延伸，并且端子部分30a、30b、30c和30d分别安装在径向延伸部分25a、25b、25c和25d上。端子部分30a、30b、30c和30d在径向延伸部分25a、25b、25c和25d上安装成在径向方向上对准。

在该实施方式中，由于端子部分30a、30b、30c和30d在径向方向上对准，因此在端子的面积或长度保持为原样的同时部件在虚拟直线VL的方向上的总长度可以进一步减小，并且因此，与其他实施方式相比，部件可以进一步小型化。

同时，上述实施方式的技术内容可以在实施方式之间互换地应用，除非他们相互矛盾和不兼容。

发明的方式

已经以实施本公开的最佳方式描述了各种实施方式。

工业适用性

根据实施方式的磁耦合装置可以用于TV等。

Claims (10)

1.一种磁耦合装置，包括：

第一线圈架，所述第一线圈架包括上表面、与所述上表面相对形成的下表面、形成在所述上表面与所述下表面之间的外侧表面、设置在所述外侧表面内部并且在所述上表面中朝向所述下表面凹陷的凹入部分、以及在所述外侧表面上设置成在第一方向上彼此间隔开的第一端子部分和第二端子部分；

第二线圈架，所述第二线圈架设置在所述凹入部分中并且将磁芯容纳在所述第二线圈架中；以及

第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈卷绕在所述第二线圈架上并且在所述第一方向上彼此间隔开，

其中，所述第一线圈包括第一卷绕部分和第一延伸部分，所述第一卷绕部分卷绕在所述第二线圈架上，所述第一延伸部分从所述第一卷绕部分延伸至所述第一线圈架的所述外侧表面上的待联接至所述第一端子部分的区域，并且

其中，所述第二线圈包括第二卷绕部分和第二延伸部分，所述第二卷绕部分卷绕在所述第二线圈架上，所述第二延伸部分从所述第二卷绕部分延伸至所述第一线圈架的所述外侧表面上的待联接至所述第二端子部分的区域。

2.根据权利要求1所述的磁耦合装置，其中，所述第二线圈架包括一对隔离突出部，并且

其中，所述第一卷绕部分和所述第二卷绕部分通过所述一对隔离突出部而彼此隔离。

3.根据权利要求2所述的磁耦合装置，其中，所述端子部分设置成与穿过所述第一线圈或所述第二线圈的位于距所述隔离突出部中的每个隔离突出部最远的一部分的虚拟平行线对准，所述虚拟平行线与连接所述一对隔离突出部的虚拟直线平行。

4.根据权利要求1所述的磁耦合装置，其中，所述第一线圈架包括从所述凹入部分的两个相反侧延伸的一对线圈架延伸部分，并且

其中，所述线圈架延伸部分中的每个线圈架延伸部分的中央部分形成为使得从所述凹入部分到所述线圈架延伸部分中的每个线圈架延伸部分的最外部部分在给定方向上的距离短于所述第一端子部分或所述第二端子部分在所述给定方向上的长度。

5.根据权利要求4所述的磁耦合装置，其中，所述线圈架延伸部分中的每个线圈架延伸部分的所述中央部分包括第二隔离突出部。

6.根据权利要求1所述的磁耦合装置，其中，所述端子部分在所述第一线圈架上安装成围绕所述第一线圈架的所述上表面、所述下表面和所述外侧表面。

7.根据权利要求6所述的磁耦合装置，其中，所述延伸部分插入到所述外侧表面与所述端子部分之间的区域中。

8.根据权利要求1所述的磁耦合装置，其中，所述第一线圈架还包括第三端子部分和第四端子部分，并且

其中，所述第一端子部分至所述第四端子部分在所述凹入部分的外部安装成分别设置在与所述凹入部分的四个象限对应的区域中。

9.根据权利要求1所述的磁耦合装置，其中，所述第一延伸部分和所述第二延伸部分从所述凹入部分脱离并且以增大的角度彼此分开以分别连接至所述第一端子部分和所述第二端子部分。

10.根据权利要求1所述的磁耦合装置，其中，所述第一线圈架还包括形成在所述第一线圈架的外表面中的导引凹槽部分。