CN1767092A - 棒芯扼流圈、使用该扼流圈的电子镇流器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种用于例如荧光灯的电子镇流器的棒芯扼流圈，其包括：芯(4)，其形式为具有长且窄小的实心形状的棒；围绕该芯(4)的套筒(绕线筒3)，其由电绝缘材料形成；和围绕该套筒(3)的线材绕组(2)，由此该套筒(3)使得该芯(4)和该线材绕组(2)相互绝缘。依据本发明的优选实施例，该芯的形式为具有平行六面体形状的棒。

Description

棒芯扼流圈、使用该扼流圈的 电子镇流器及其制造方法

技术领域

本发明涉及所谓的“扼流圈”。

背景技术

例如在DE-A-4241604中描述了用于干扰抑制的棒芯扼流圈。其中披露的棒芯扼流圈包括沿棒芯区域具有不同数量的层的绕组。

该绕组包括直接盘绕在铁氧体芯上的绝缘线材，这种结构在目前还用于所谓的“筒式”芯扼流圈，例如应用在低功率范围的紧凑式灯中。通常使用铜线材绕组，其借助在筒本身的相反表面上胶粘的两个销进行电连接。筒芯有助于铜线材围绕铁氧体芯的直接盘绕，同时该绕组侧向地设置在位于芯的端部处的两个铁氧体盘之间。

这些现有技术的结构展示出许多的缺点。

首先，如果线材直接盘绕在铁氧体芯上，为了提供适当的绝缘，该铁氧体则不能由低传导性类型的材料制成并且用于绕组的线材必须具有良好的绝缘特性。

目前遇到的缺陷在于，特别是在筒式铁氧体芯中，铜线材的釉质容易在绕组和销的连接点处破裂。这通常是由于铁氧体芯的端部盘形成的锋利边缘所造成的。

可通过将整个扼流圈浸入漆浴槽从而稍微减缓该缺点。这种处理改善了扼流圈的绝缘并且将线材固定到凸缘上，由此避免了在铁氧体上的危险的线材擦伤。然而，这种附加的处理会增加额外的成本并且不能提供完全满意的效果。

扼流圈与相关电路的适当连接是另一需要考虑的因素。例如，DE-A-19520858示意地描述了用于棒芯扼流圈的SMD安装的塑料或金属盖。该金属盖具有四个拐角部分，使得扼流圈在印刷电路板(PCB)上平置，同时平表面作为预先镀锡的线材端部的电触点，以便用于例如自动射流焊接设备。

发明内容

尽管以上所述的现有技术作出了许多的努力，但是实际上仍然存在提供一种改进的扼流圈的需要，该扼流圈

-包括一方面具有简单结构和构造而另一方面具有多功能技术方案的芯形状；

-对于与扼流圈连接的印刷电路板而言，不涉及对电路板的布图布置的任何大的改变，例如对于用于低功率范围的荧光灯的主电子镇流器中的电路板而言；

-满足尺寸的限制，同时确保相同程度的电流扼流圈的技术性能；以及

-对于铁氧体芯的传导性和绕组的线材的绝缘特性而言，没有产生任何特定的限制。

本发明的目的在于提供一种满足目前仍未解决的需求的扼流圈。

依据本发明，借助本发明的权利要求所限定的扼流圈，可实现该目的，后附的权利要求书构成本发明的申请文件的一部分。本发明还涉及包括这种扼流圈的电子镇流器以及制造这种扼流圈的方法。

在此所述的结构包括围绕铁氧体芯的塑料套筒(绕线筒)以便提供绕组线材与铁氧体芯之间的绝缘。以这种方式，对于铁氧体芯的铁氧体而言没有强加严格的要求，同时线材的绝缘特性不受影响。

借助这种塑料绕线筒，销可容易地与绕组的端部连接，以便例如焊接到印刷电路板上。同时这确保了该销精确的固定位置以及相对于印刷电路板平面的精确的垂直定向，这有助于销插入到印刷电路板的接收孔中。优选的销布置使得可在两个端部处(朝向印刷电路板或朝向相反的方向)焊接绕组线材：在这样的范围内这是有利的，即，其使得扼流圈的总高度/厚度降低。

在本发明所示的实施例中，铁氧体芯具有简单的几何形状(实际上是长且窄小的实心形状)，并且绕组的端部由凸缘部分保持并且沿芯的纵向精确地定位，该凸缘部分设置在绕线筒的端部处。通过简化工业过程可容易地大量制造具有长且窄小的实心形状的铁氧体芯，同时使得该产品的废品量最小化，并且不涉及印刷电路板布置的任何明显改动。此外，矩形的截面形状可容易适合于印刷电路板上的可用空间，从而保持芯长度不变，并且如果仅仅可利用垂直方向上的空间的话，例如可降低其宽度且增加高度。在给定的体积范围内，以上方案可减少在印刷电路板(PCB)上所占用的空间。

由此本发明的优选实施例提供了一种棒芯扼流圈，其包括：

-芯，其形式为具有长且窄小的实心形状的棒；

-围绕该芯的套筒(绕线筒)，其由电绝缘材料形成；和

-围绕该套筒的线材绕组，由此该套筒使得该芯和该线材绕组相互绝缘。

优选的是，该芯具有大致矩形截面，并且该套筒包括轴向限定部分以便将该芯保持在该套筒内的固定轴向位置。另外优选的是，该套筒的形式为具有封闭端部的大致管状主体，该套筒的该封闭端部形成一抵靠部分，其防止该芯相对于该套筒的超出抵靠该封闭端部的抵靠状态之外的轴向移动。

在特别有利的实施例中，该套筒具有与该封闭端部相反的开口端部，由此使得该芯经由该开口端部可滑动地插入到该套筒中；并且该套筒的该开口端部具有相关部分(例如齿形部分)。这种结构防止插入到该套筒中的该芯从该套筒的该开口端部中轴向移动出来。

另外优选的是，该套筒设置有凸缘部分，其形成用于该线材绕组的纵向限制端部。

有利的是，该扼流圈包括该线材绕组的端部连接销，并且该套筒包括用于支承该连接销的安装部分，同时使得可在每一所述销的任一端焊接该线材绕组。

附图说明

通常参照以下的附图和当前的优选实施例，本领域的普通技术人员可容易地理解本发明的多个特征和优点。在附图中：

图1示出了本发明的扼流圈的立体示意图；

图2a-2b分别示出了图1所示的扼流圈的芯的正视图和侧视图；

图3a-3b分别示出了图1所示的扼流圈的绕线筒的纵向截面图和端视图；和

图4示出了图1所示的扼流圈在印刷电路板(PCB)上典型安装结构的示例。

具体实施方式

在附图1和4中，附图标记1总体上表示棒芯扼流圈，其用作例如在(未示出的)荧光灯的电子镇流器中的灯扼流圈。

灯扼流圈1大致包括围绕塑料绕线筒3盘绕的铜线材绕组2，该绕线筒具有插入其中的铁氧体芯4，因此绕线筒3(和绕组2)包围该铁氧体芯4。

如图2清晰所示，铁氧体芯4通常的形式是具有长且窄小的实心形状的小棒形铁氧体。

依据本发明的优选实施例，该实心形状是平行六面体。

通常，该铁氧体芯4具有大致矩形的截面，长度范围为14毫米，(典型的适当尺寸为3×3.5毫米)。当然，这些定量数据仅仅是示例性，并且不应理解成对本发明的范围的限制。

本领域的普通技术人员可在不脱离本发明的范围的情况下作出改变和变型。如果在占用印刷电路板的空间方面上没有严格的限制，这些变型中的一个变型可构造成形式为具有长且窄小的实心柱形形状的铁氧体芯4。

如图3清晰所示，绕线筒3大致由近似管状主体构造成，该主体由大致烧杯形状的塑料材料(例如PBT)形成。以其它方式来描述，绕线筒3的优选形式为矩形的管状主体，即，具有大致正方形的截面形状。绕线筒3的管状主体在一个端部3a处完全或部分地封闭，并且在相反的端部3b处开口。以这样的方式，通过从开口端部3b开始使铁氧体芯4纵向滑入到绕线筒3中，直到铁氧体芯4的首先插入到绕线筒中的端部抵靠封闭端部3a，从而使得铁氧体芯4插入到绕线筒3中。

在芯插入之后，在绕线筒3的开口端部3b处小的塑料突起30稳固地将铁氧体芯4保持在绕线筒3内，以便防止绕线筒(以及围绕其的绕组2)和铁氧体芯4的任何相对移动。铁氧体芯4纵向地限定在绕线筒3的开口端部3b与突起30之间。通常，该突起可借助热变形以便与铁氧体芯4的相反端部接合。

这种结构是有利的，以便避免在扼流圈工作过程中的任何机械共振频率燥声以及由于铁氧体芯4与围绕绕线筒3的绕组2的可能出现的不同的相对定位所引起的扼流圈电感的任何变化。

参照示例，在具有上述结构的扼流圈中，在这种情况下该扼流圈包括465个绕圈和530个绕圈(分别对应于2.7mH和3.3mH的电感)，已经发现绕圈数量的1％的变化导致范围大约为2％的电感变化。这种绕圈数量的变化通常足以补偿在扼流圈的机械/磁性参数方面的任何变化。

当与具有E形芯(E-扼流圈)的闭合磁路的以常规方式制造的扼流圈直接比较时，以上的这种特征是有利的，其使得可省去在制造过程中任何的可调节的气隙芯系统，在制造过程中通常使用该气隙芯系统以便实现扼流圈生产线中的任何所需的电感数值。

图3中的附图标记31表示设置在绕线筒3的管状主体的端部处的两个凸缘(或凸缘成型组件)。这些凸缘用做绕组2的两个端部的侧向限定壁或止挡件，由此可防止绕组2和绕线筒3的任何不希望的纵向相对滑动。

众所周知，芯和绕组的相互定位显著地影响扼流圈的电感及其电流饱和程度，当获得总纵向重叠时可实现芯与绕组之间的最佳的磁性耦合。芯与绕组之间的相对轴向移动可降低这种耦合和电感以及电流饱和程度。

本发明的在此所述的结构(借助由封闭端部3a和齿形部分30代表的端部限定部分从而)确保了铁氧体芯4在绕线筒3内的精确位置和定位，同时还确保了，一旦铁氧体芯4插入到绕线筒3中，铁氧体芯4可相对于绕线筒3保持明确限定的轴向位置。

绕线筒3的端部凸缘31又确保了绕组2相对于绕线筒3的适当的轴向定位，并且由此通过保证长期保持该适当的轴向定位从而使得绕组相对于铁氧体芯4保持适当的轴向定位。同时这还可防止盘绕的线材与在铁氧体芯4中可能存在的任何锋利边缘接触。由此可靠地避免了由铁氧体引起的线材绝缘的任何擦伤。

延伸部32通常的形式是从凸缘31突伸的在垂直凸缘31的平面的平面中的附加凸缘，该延伸部可使得设置在绕线筒3的端部处的金属销33可容易地定位。该可能性还使得可在用于辅助绕组(自耦变压器)的另一支承/延伸部32a中插入第三销33a。这种金属销作为扼流圈绕组与如图4所示的印刷电路板(PCB)5的连接销。具体地说，图4示出了安装在印刷电路板上的扼流圈1以及通常包括在例如荧光灯的电子镇流器中的其它的各种电子部件(其共同地由附图标记6来表示)。

该销的所述布置使得可在印刷电路板5的一侧面上容易地插入销并且容易地在印刷电路板5的另一侧面上焊接该销。而且，这种布置使得扼流圈的型面较小，由此可非常紧密地安装，并且降低相对于印刷电路板平面的“高度”。

所示的结构允许两个销33不对称的定位，这还允许采用取决于绕线筒3的侧面的不同的管脚形式，这对于在印刷电路板5中的销插入而言是所希望的。实际上，所示的结构使得可在销的一端部处焊接绕组，同时将在相反的端部处该销插入到印刷电路板中，反之亦然。此外，这种不对称的销布置有助于铁氧体芯不干涉地容易地插入到绕线筒3中。实际上，在目前通常使用的结构中，当与铁氧体芯组装时，绕线筒3已经设置有销。

与现有技术的筒式芯的扼流圈相比，在此所示的扼流圈展示出改进的热性能，这可能是由于AC阻抗降低和热交换表面增大而实现的。

以上的描述仅是本发明原理的示例。虽然已示出并描述了本发明的基本特征，但是应该理解的是，在不脱离本发明精神或保护范围的前提下，本领域中普通技术人员可作出各种替代、修正、和改变。因此，所有这些修正或改变都包含在以下权利要求中所限定的本发明的保护范围内。

Claims (19)

1.一种棒芯扼流圈，其包括：

-芯(4)，其形式为具有长且窄小的实心形状的棒；

-围绕该芯(4)的套筒(绕线筒3)，其由电绝缘材料形成；和

-围绕该套筒(3)的线材绕组(2)，由此该套筒(3)使得该芯(4)和该线材绕组(2)相互绝缘。

2.如权利要求1所述的扼流圈，其特征在于，该芯(4)的形式为具有平行六面体形状的棒。

3.如权利要求1所述的扼流圈，其特征在于，该芯(4)的形式为具有柱形形状的棒。

4.如权利要求2所述的扼流圈，其特征在于，该芯(4)具有矩形截面。

5.如权利要求2所述的扼流圈，其特征在于，该芯(4)具有正方形截面。

6.如权利要求3所述的扼流圈，其特征在于，该芯(4)具有椭圆形截面。

7.如上述权利要求1、2、3中任一项所述的扼流圈，其特征在于，该套筒(3)包括轴向限定部分(3a、30)以便将该芯(4)保持在该套筒(3)内的固定轴向位置。

8.如上述权利要求中任一项所述的扼流圈，其特征在于，该套筒(3)的形式为具有封闭端部(3a)的大致管状主体。

9.如权利要求7或8所述的扼流圈，其特征在于，该套筒(3)的该封闭端部(3a)形成一抵靠部分，其防止该芯(4)相对于该套筒(3)的超出抵靠该封闭端部(3a)的抵靠状态之外的轴向移动。

10.如上述权利要求中任一项所述的扼流圈，其特征在于，该套筒(3)的形式为具有封闭端部(3a)和与该封闭端部(3a)相反的开口端部(3b)的大致管状主体，由此使得该芯(4)经由该开口端部(3b)可滑动地插入到该套筒(3)中。

11.如权利要求10所述的扼流圈，其特征在于，该套筒(3)的该开口端部(3b)具有相关部分(30)以便防止插入到该套筒(3)中的该芯(4)从该套筒(3)的该开口端部(3b)中轴向移动出来。

12.如上述权利要求中任一项所述的扼流圈，其特征在于，该套筒(3)设置有凸缘部分(31)，其形成用于该线材绕组(2)的纵向限制端部。

13.如上述权利要求中任一项所述的扼流圈，其特征在于，其包括该线材绕组(2)的端部连接销(33)，并且该套筒(3)包括用于支承该连接销(33；33a)的安装部分(32；32a)。

14.如权利要求13所述的扼流圈，其特征在于，该安装部分(32)使得该线材绕组(2)可在每一所述销的任一端进行焊接。

15.如上述权利要求中任一项所述的扼流圈，其特征在于，该电绝缘材料包括塑料材料。

16.如权利要求15所述的扼流圈，其特征在于，该塑料材料是PBT。

17.如上述权利要求中任一项所述的扼流圈，其特征在于，该芯(4)是铁氧体芯。

18.一种用于荧光灯的镇流器，其包括如上述权利要求中任一项所述的扼流圈。

19.一种制造棒芯扼流圈的方法，该方法包括以下步骤：

-提供一芯(4)，其形式为具有长且窄小的实心形状的棒；

-使用由电绝缘材料形成的套筒(绕线筒3)围绕该芯(4)；和

-围绕该套筒(3)盘绕线材(2)，由此该套筒(3)使得该芯(4)和该线材绕组(2)相互绝缘。

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