CN1286481A

CN1286481A - 电感装置

Info

Publication number: CN1286481A
Application number: CN 99118331
Authority: CN
Inventors: 本间透
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2001-03-07

Abstract

在一种电感装置中一个线圈围绕一线圈架绕制,线圈架具有至少两个由凸环分隔开的腔室,一个铁氧体磁心安装在该装置中,线圈架包括一个腔室,线圈架具有一中心孔和两个外侧孔,中心孔用于在线圈架底部插入铁氧体磁心的中心支脚,两个外侧孔用于在线圈架底部分别插入铁氧体磁心的一个外侧支脚,一个屏蔽线圈具有通过线圈架的凸环部分在垂直于初级线圈的方向上绕制的一个部分,屏蔽线圈的两端连接至一端子,屏蔽线圈由三层绝缘线形成。

Description

电感装置

本发明涉及开关式调节器中使用的变压器和电感器，尤其是涉及采用拼合式线圈架的变压器和电感器。

通常知道，在用于开关式电源的各种变压器和电感器中，在变压器和电感器工作过程中会产生泄漏至外部的漏磁通。为了屏蔽这种漏磁通，通常采取的方法是，通过磁心的外周边部分在变压器的侧表面上设置一个铜板屏蔽环，如图6所示。此外，如日本实用新型申请NO．2518250和日本实用新型申请NO．2518241中所公开的方法，采用导线形成一个屏蔽线圈而不是采用铜板屏蔽环，获得了与上述的铜板屏蔽环相似的屏蔽效果。

使用上述的常规变压器和电感器，会遇到以下问题。

虽然用以在变压器和电感器的侧表面上设置铜板屏蔽环的制造方法中，如图6所示，变压器和电感器的制造总体上可以自动化，但手工方式的安装和焊接仍是主流，并且制造步骤多，因此妨碍了工艺的简化和自动化。

尽管已提出了如图7中所示的方法，其中：取代铜板屏蔽环，围绕线圈架上部凸环部分70设置有一个腔室，一个屏蔽线圈74由导线形成。但在这个结构中，屏蔽线圈的绕组起点和绕组末端均连接至埋置于线圈架上部凸环部分70中的一个端子71，以形成一个短路环。因此，端子71的焊接工艺是必需的，并且为了完成此变压器，要进行两次焊接工艺，包括对相反侧的线圈架端子79的焊接。因此，制造步骤的数量增加了，这是不希望的。

另一方面，在图8中，由导线形成一个短路环形式的屏蔽线圈84，并且在磁心和线圈架组合之后，屏蔽线圈84被安装在线圈架上部凸环部分80中形成的两个屏蔽线圈容纳部分81中。因此，这里存在屏蔽线圈84的稳定性的问题，而且需要单独制造屏蔽线圈的步骤，这是不希望的。

在上述的使用导线的屏蔽线圈的结构中，可以被屏蔽的漏磁通的方向仅仅是变压器和电感器的垂直方向，而对于磁心外侧支脚的全部侧表面上的漏磁通没有屏蔽效果。

鉴于上述问题，本发明的一个目的是要提供一种电感装置，它使得采用导线形成屏蔽线圈的工艺简单化或自动化，并且具有屏蔽效果。

也就是说，根据本发明，上述目的是通过提供一种电感装置实现的，该电感装置具有一个线圈架，线圈架具有至少两个由凸环分隔开的腔室和一个埋置于线圈架中的端子，其中，一个线圈围绕腔室缠绕并且一个铁氧体磁心安装在其中，线圈架包括一个腔室，此线圈架具有一个中心孔和两个外侧孔，中心孔用于在线圈架的底部容纳铁氧体磁心的中心支脚，两个外侧孔用于在线圈架的底部分别容纳铁氧体磁心的外侧支脚，一个屏蔽线圈在垂直于其它线圈架腔室的方向上形成，它具有一个通过线圈架的上部凸环围绕腔室缠绕的部分，此屏蔽线圈的绕组起点和绕组末端连接至线圈架端子并且由此形成短路的结构，或者当该电感装置安装在一个印刷电路板上时短路至一个衬底表面。此外，由于这个屏蔽线圈可以与围绕其它腔室缠绕的初级线圈和次级线圈接触以适应变压器小型化的趋势，因此，为满足变压器的安全标准，此屏蔽线圈可以通过采用三层绝缘线形成更安全的结构。

图1是根据本发明的变压器的第一实施例的立体图；

图2是第一实施例的正视图；

图3是其剖视图；

图4是第一实施例的侧视图；

图5是其剖视图；

图6显示出常规的带有铜板屏蔽环的变压器；

图7是显示使用导线的常规屏蔽方法的第一个例子的示意图；

图8是显示使用导线的常规屏蔽方法的第二个例子的示意图；

图9是根据本发明的变压器的另一实施例的立体图，其中铁氧体磁心的结构不同于图1所示的结构。

下面将参照图1-5对本发明的第一实施例进行说明。

图1是用于开关式电源的变压器的第一实施例的立体图，其中参考数字1表示铁氧体磁心，数字3表示线圈架。线圈架设有一个腔室11，线圈架具有一个中心孔和一对外侧孔12，中心孔用于在线圈架的底部插入铁氧体磁心的中心支脚，外侧孔用于在线圈架的底部插入一对磁心外侧支脚。一个屏蔽线圈4通过线圈架上部凸环凸起10a和10b而围绕此腔室缠绕，并且被连接至线圈架端子9，此屏蔽线圈具有一个垂直于其它线圈架腔室的部分。图2是正视图，它示出了这样一个部分，其中：屏蔽线圈垂直于其它线圈，并且屏蔽线圈的两端连接至线圈架3的端子9。图3是其剖视图。图4是侧视图，线圈架3在其上、下端具有凸环，并且具有总共11个夹置在其间的腔室，即腔室5-1-5-11。围绕这些腔室缠绕的是初级辅助线圈2-1、次级线圈2-2、初级主线圈2-3、次级线圈2-4、初级主线圈2-5、次级线圈2-6、次级线圈2-7、次级线圈2-8、初级主线圈2-9、次级线圈2-10以及初级主线圈2-11。对于这些线圈，在从线圈架端子侧的腔室5-11开始直到腔室5-1顺序地进行绕制之后，本发明的屏蔽线圈4围绕在线圈架3的底部中所形成的屏蔽线圈腔室11缠绕，由此通过线圈架上部凸环凸起10a和10b形成垂直于线圈2的部分，并且被引至线圈架端子9。图5是其剖视图。这些线圈在单一焊接步骤中被连接至相应的端子。因此，由于构成本发明独有特征的屏蔽线圈4使得可以在包括用于变压器其它线圈的绕制工艺在内的一系列工艺中完成整个变压器，就获得了这样的优点：与采用铜板屏蔽环的常规结构的变压器和采用导线的屏蔽线圈结构的变压器相比，制造该变压器的工艺简化了。另外，由于伴随着变压器小型化的趋势，这个屏蔽线圈可以与围绕其它腔室缠绕的初级线圈或次级线圈接触，因此，为了满足变压器的安全标准，通过采用三层绝缘线，屏蔽线圈可以形成为更安全的结构。标准要求：即使三层绝缘线中的任何一层发生绝缘破坏，剩余的两层也要保证导线的绝缘。

虽然以上通过引用变压器作为一个例子对本发明作了说明，但本发明还适用于除变压器之外的磁通量变化大的其它应用，例如，还适合用于有源滤波器的电感器。当屏蔽线圈4安装在变压器上时，关于屏蔽效果的评价数据如下所示。

评价方法

对于设置屏蔽线圈的情况和没有使用测试线圈的情况作了比较，比较两种情况下感生电压的差异。

	没有设置屏蔽线圈4	设置有屏蔽线圈4
变压器上侧的感生电压(mV)	48	35(约降低了27％)
磁心外支脚侧的感生电压(mV)	42	23(约降低了45％)

涉及屏蔽线圈4的屏蔽效果的评价数据：

开关式电源输出	130W
电路系统	回扫系统
铁氧体磁心的形状	EER40
磁心中心支脚处的间隙尺寸	1.22mm
屏蔽线圈导线直径	0.35mm

测试条件

从以上的结果(KIK3)，获得用于开关式电源的变压器和电感器是可能的，它们具有对变压器的上侧和磁心外支脚整个侧表面上的漏磁通进行屏蔽的功能。

通过采用本发明的结构，可以对变压器的上侧和磁心外支脚整个侧表面上的漏磁通进行屏蔽，本发明的屏蔽线圈可以在一系列的绕制工艺中与其它线圈一起被绕制而成，并且可以在单个的焊接步骤中制造。因此，可以省去常规的安装采用铜板或导线的屏蔽环的手工操作，于是制造这种变压器和电感器的工艺可以简化。此外，由于屏蔽线圈是借助于绕组与线圈架一体形成的，屏蔽线圈的固定状态成为稳定的，并且也使得自动化生产成为可能的。

Claims

1．一种电感装置，包括：

一个铁氧体磁心，它包括一个中心支脚和一对外侧支脚；

一个线圈架，它包括多个凸环部分，这些凸环部分界定了至少两个腔室，所述线圈架还包括一个中心孔和两个外侧孔，中心孔用于在线圈架的底部容纳所述铁氧体磁心的中心支脚，两个外侧孔用于在线圈架的底部分别容纳所述铁氧体磁心的外侧支脚；

一个端子，它埋置于所述线圈架中；

一个初级线圈，它围绕所述线圈架的所述腔室缠绕；和

一个屏蔽线圈，它具有通过所述线圈架的凸环部分在垂直于所述初级线圈的方向上绕制的一个部分，所述屏蔽线圈的两端连接至所述端子，所述屏蔽线圈是由三层绝缘线形成的。