CN1299304C - 共模扼流圈 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种小型且薄型的共模扼流圈，其特征为宽3.2mm、长2.5mm、厚2mm，在额定电流为DC1.5A、频率为100MHz时阻抗为100。本发明的共模扼流圈如下构成：在设置在高频用磁芯(1)的中央的卷芯(1a)上卷绕绝缘导线形成线圈(2)，该线圈(2)的线头(2a)与设置在磁芯(1)的凸缘(1b)的外侧表面近旁的电极(3)的线头电极(3a)相连接，而且，线尾(2b)与设置在磁芯(1)的凸缘(1b)的外侧表面近旁的电极(3)的线尾(3b)相连接。

Description

共模扼流圈

技术领域

本发明涉及一种用于消除电子设备干扰的共模扼流圈，特别涉及与表面贴装相对应的小型且薄型的片型共模扼流圈。

背景技术

共模扼流圈是不少于2个的线圈的磁性组合，是消除噪声(noise)的共模扼流圈(コモンモ一ドチヨ一クコイル)。

近来的电子设备，特别是移动设备，为了实现小型化、轻量化，其中搭载的电子电路逐渐小型化，而且特别要求其上搭载的电子元件要高集成化。这样，在这里使用的共模扼流圈也在向小型化的片型发展，以便在印刷电路板上实现高密度的表面贴装。

这些小型的共模扼流圈的主流是被称为日字形或者眼镜形的扼流圈。它是由高电阻率的镍锌铁氧体、锰锌铁氧体等磁芯构成的，从正面看其形状，在缠饶线圈的卷芯的两侧有外框，该外框上有形成该线圈的导线的出口。

而且，由于在具有这样形状的卷芯上缠有双股线线圈，因此不少于2个的线圈被磁性组合，而且卷绕成的线圈的线头和线尾与设在外框上的端子相连，构成共模扼流圈。

要求与小型、轻量电子设备相对应的上述那样的共模扼流圈的主要特性是：尺寸尽可能小、薄，而且容许电流尽可能大，在高频区可以确保高阻抗。

但是，在限定的尺寸内，如果要增大容许电流，则要卷绕粗导线，因而使线圈的匝数变少，不能获得高阻抗，相反，如果要得到高阻抗，增加匝数，则要使用细导线，因而使容许电流值变小。

另外，由于上述的眼镜形扼流圈的上述导线出口剖面成圆形，因此对于双股线线圈，不能确保确实是平行且紧密地卷绕着卷芯，线圈自身的各种特性就被降低了。

这样，要得到额定电压DC.50V、额定电流DC1.5A、阻抗600Ω(100MHz)的共模扼流圈，则以前产品的尺寸限于宽5.3mm、长5mm、厚2.7mm。

发明内容

本发明要解决上述问题，提供一种小型、薄型共模扼流圈，各尺寸比以前产品小，且具有和以前产品同样电性能。

为解决以上课题，本发明的共模扼流圈，磁芯为如下形态：在卷芯的两端平行地配置有大致成长方形的凸缘，在其短边一侧的凸缘间由与凸缘大致垂直的壁部连接，在长边一侧的凸缘间被开放；在其卷芯上卷绕着绝缘导线并形成线圈，该线圈的线头以及线尾分别与设在上述凸缘上的各电极相连接；形成上述电极的凸缘正视形状大致为E字形，如上的构成则可以达到上述目的。

而且，本发明的共模扼流圈，形成上述电极的凸缘平面形状大致为I字形，则可以达到上述目的。

另外，本发明的共模扼流圈，上述磁芯的上述两侧壁部的外表面之间的距离为L4mm、上述壁部的宽度尺寸为L5mm、上述凸缘外表面之间的最大距离为L6mm时，构成为3.08≤L4≤3.14；2.30≤L5≤2.36；1.70≤L6≤1.77，如此则可以达到上述目的。

而且，本发明的共模扼流圈，上述卷芯的截面积为S1mm²、上述凸缘的截面积分别为S2mm²以及S3mm²、上述壁部的截面积分别为S4mm²以及S5mm²时，构成为(1/2)×S1＝S2＝S3＝S4＝S5，如此则可以达到上述目的。

另外，本发明的共模扼流圈，通过与上述导线半径相等的凹曲面，使上述卷芯和上述凸缘相接的角部、以及上述凸缘和上述壁部相接的内侧角部的大致成直角的部分加厚，如此则可以达到上述目的。

另外，本发明的共模扼流圈，卷绕在与上述壁部大致平行配置的上述卷芯上的上述线圈的最大加工完成宽度尺寸为L7mm时，该L7mm相对上述壁部的宽度尺寸L5mm构成为L7＜L5，如此则可以达到上述目的。

附图说明

图1是表示本发明实施例共模扼流圈的主要部分的剖面图。

图2是表示图1的磁芯的正视图。

图3是说明图2的磁芯结构的A-A剖面箭头视图。

图4是说明图2的磁芯结构的B-B剖面箭头视图，。

图5是表示本发明实施例的共模扼流圈的卷芯截面积和阻抗特性的关系的特性图。

图6是从电极一侧看到的图1所示的共模扼流圈的斜视图。

图7是表示图1所示的共模扼流圈的卷绕了线的卷芯剖面结构的说明图。

图8是表示图1所示的共模扼流圈的卷绕了线的卷芯的说明图。

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明的实施例。

图1是说明本发明实施例所示共模扼流圈的主要部分的正视剖面图。在图1中，共模扼流圈如下构成：在设置在高频用磁芯1的中央的卷芯1a上，卷绕着绝缘导线形成线圈2，电极3的线头电极3a设在磁芯1的凸缘1b的外表面端部附近，与该线圈2的线头2a相连接，另外，电极3的线尾电极3b设在磁芯1的凸缘1b的外表面端部附近，与线圈线尾2b相连接。

而且，在与磁芯1的卷芯1a的凸缘1b相对的一侧，设有凸缘1c，该凸缘1b、1c由大致成垂直状的壁部1d、1e连接，形成卷绕线圈2时的导线的口字形状的出口1f和1g。

另外，将例如线径0.16mm的2种聚氨脂铜线(以下称为2UEW)的平行线卷绕4.5圈，形成线圈2。

而且，在此形成2组线圈作为双绕线圈。

图2是说明图1中的磁芯1的正视图。另外，图3是图2的A-A剖面箭头视图，图4是图2的B-B剖面箭头视图。在图2、图3以及图4中，磁芯1的卷芯1a的剖面成椭圆形的柱子，在下侧有凸缘1b，在上侧有凸缘1c，其凸缘1b和1c的两端分别由平行的大致成垂直状的壁部1d和1e连接，从正面看，可见大致成口字形状的导线的出口1f和1g，并形成一个整体。

而且，也可使卷芯1a的剖面成圆形或者方形，但通过将剖面做成椭圆形，可以在有限的尺寸内，得到卷芯截面积大、而且导线出口宽阔的磁芯。

在此，该磁芯1的材质由高电阻率的镍锌铁氧体或者锰锌铁氧体等的烧结磁性物质形成。另外，下侧的凸缘1b成为固定设置线圈2的电极3a和3b的一侧，如图2所示从正面看成E字形。而且，如图3所示从平面看，凸缘1b成I字形。

而且，在图3、图4中，壁部1d的外表面和壁部1e的外表面之间的距离为L4mm、壁部1d以及1e的宽度为L5mm、凸缘1b的外侧突起面和凸缘1c的外表面之间的距离为L6mm时，其尺寸构成如下：

L4≈3.1，而且最好是3.08～3.14；

L5≈2.3，而且最好是2.30～2.36；

L6≈1.7，而且最好是1.70～1.77。

另外，卷芯1a的截面积为S1mm²、凸缘1b和1c的截面积为S21mm²和S22mm²、壁部1d和1e的截面积为S31mm²和S32mm²时，其各部分的尺寸构成如下：

S1≈1.2，而且最好是1.20～1.24；

S21≈S22≈0.6，而且最好是0.60～0.62；

S31≈S32≈0.6，而且最好是0.60～0.62。

而且，如果表示出上述结构那样的磁芯1的磁力线路结构，则为图3的F1和F2。F1表示通过凸缘1b的磁通，F2表示通过凸缘1c的磁通。例如，从卷芯1a流到凸缘1b的磁通F1随着凸缘1b的形状流动，并分别穿过壁部1d和1e，流过凸缘1c返回卷芯1a。而且，在实际应用中，交替生成逆向磁通。

在此，凸缘1b和1c以及壁部1d和1e截面积的大小，如果分别达到卷芯1a截面积的二分之一以上，则通过此处的磁通无漏磁。

图5是一磁芯的卷芯截面积和线圈阻抗值特性图，是在由上述这样尺寸构成的的卷芯上，缠上4.5圈线径0.16mm的2UEW平行线，在100MHz时测出的。根据图5可知，随着卷芯截面积的加大，阻抗变大。另外，可知如果要得到600Ω的阻抗，磁芯的卷芯截面积应该确保1.2mm²。

而且，阻抗的测量使用惠普公司制造的4194A型阻抗/增益-相位分析仪。

图6是从图1的电极3a、3b一侧看到的共模扼流圈的斜视图。由于共模扼流圈是对上述那样的2个卷线进行的磁性组合，因此电路上共有2组。

在此，与外部电路相连的线头电极3a和线尾电极3b，通过使焊锡镀层在诸如银浆层上形成保护膜，构成导电涂层，在磁芯1的凸缘1b的E字形外侧台阶处的两端，在电气方面各自独立地形成一级侧电极3a1、3a2以及二级侧电极3b1、362。

另外，通过热压等，分别将线圈2的线头2a的一级卷线线头2a1固着在电极3a1上，将线尾2b的一级卷线线尾2b1固着在电极3b1上，另外，将线圈2的线头2a的二级卷线线头2a2固着在电极3a2上，将线尾2b的二级卷线线尾2b2固着在电极3b2上被固定。

而且，由于磁芯1的凸缘1b平面为I字形，而且正视为E字形，因此在E字形的两端附近，可以增大电极涂层的接合面积，并提高其剥离强度。另外，在I字形的两端附近，可以容易地对线圈2的线头2a和线尾2b进行配线，可以起到导向的作用。而且，由于线圈2的线头2a和线尾2b是热压合，因此导线的绝缘性有时也会明显降低，但磁芯1的凸缘1b的I字形的各内角以及E字形的中央突出台阶1bb可以使线圈2的一级侧和二级侧在热、电气方面确实地分开。

图7是说明从正面看去卷绕在图1所示的共模扼流圈的卷芯1a上的线圈2的剖面结构的说明图。在图7中，在卷芯1a和凸缘1b以及卷芯1a和凸缘1c相接的角部1r处，凹曲面加厚。

该半径为r1、线圈2的导线半径为r2时，尺寸构成为r1＝r2，因此可以使线圈2确实紧密卷绕在卷芯1a上，从而可以减少漏磁通，而且可以提高机械强度。

图8是说明从平面看去卷绕在图1所示的共模扼流圈的卷芯1a上的线圈2的剖面结构说明图。在图6中，在卷芯2a上紧密地卷绕着2层导线形成线圈2。此时，线圈2的外侧卷线的尺寸为L7时，设定尺寸为L7＜L5，因此线圈2不会伸出到外面。

在上述那样结构的磁芯1上，铜线直径为0.16mm的2UEW平行线卷绕4.5圈，形成共模扼流圈，如果测量其阻抗，可知在100MHz附近一般可得到600Ω的阻抗特性。

而且，可知即使在此线圈中通电DC1.5A，卷线平均温度的上升也会在卷线的容许温度之下。

发明的效果

由于与本发明相关的共模扼流圈结构如上所述，因此

(1)对于多层线圈，通过使卷线空间变大，使粗线可以卷绕多圈。

(2)增大磁芯各部分的实际截面积，并提高卷线的紧密接触性，可以没有漏磁通，磁芯可以生成最佳特性。

(3)可以使端子与磁芯的外框紧密接触并加以固定。

(4)由于设有线圈的线头和线尾的导向，因此可以容易对端子进行连接操作，而且可以防止线头和线尾之间发生短路故障。

因此，可以提供适用于表面贴装的共模扼流圈，各尺寸比以前小，而且可以小型化、薄型化，具有和以前产品同样的电特性。

Claims (5)

1.一种共模扼流圈，其特征在于：磁芯为如下形态：在卷芯的两端平行地配置有大致成长方形的凸缘，在其短边一侧的凸缘间由与凸缘大致垂直的壁部连接，在长边一侧的凸缘间被开放；在其卷芯上卷绕着绝缘导线并形成线圈，该线圈的线头以及线尾分别与设在上述凸缘上的各电极相连接；形成上述电极的凸缘正视形状大致为E字形。

2.如权利要求1所记载的共模扼流圈，其特征在于：形成上述电极的凸缘平面形状大致为I字形。

3.如权利要求1所记载的共模扼流圈，其特征在于：上述磁芯的上述两侧壁部的外表面之间的距离为L4mm、上述壁部的宽度尺寸为L5mm、上述凸缘外表面之间的最大距离为L6mm时，构成为

3.08≤L4≤3.14；

2.30≤L5≤2.36；

1.70≤L6≤1.77。

4.如权利要求1至3任一项所记载的共模扼流圈，其特征在于：通过与上述导线半径相等的凹曲面，使上述卷芯和上述凸缘相接的角部、以及上述凸缘和上述壁部相接的内侧角部的大致成直角的部分加厚。

5.如权利要求1至3任一项所记载的共模扼流圈，其特征在于：卷绕在与上述壁部大致平行配置的上述卷芯上的上述线圈的最大加工完成宽度尺寸为L7mm时，该L7mm相对上述壁部的宽度尺寸L5mm构成为L7＜L5。

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