CN214336482U

CN214336482U - 混成式电感装置

Info

Publication number: CN214336482U
Application number: CN202022704990.0U
Authority: CN
Inventors: 范雲光
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-11-20
Filing date: 2020-11-20
Publication date: 2021-10-01
Anticipated expiration: 2030-11-20

Abstract

混成式电感装置，包含一磁芯以及多个线圈绕组。磁芯设有多个绕组区。多个线圈绕组分别绕制于多个绕组区，两相邻的绕组区中的线圈绕组之间具有一间隔，其中每一绕组区中的线圈绕组于磁芯的一绕制方向不同于与其相邻的多个绕组区中的多个线圈绕组于磁芯的绕制方向，且每一绕组区中的线圈绕组对称与其相邻的多个绕组区中的多个线圈绕组。

Description

混成式电感装置

技术领域

本实用新型涉及一种电感器，尤其涉及一种混成式电感装置。

背景技术

现今电子设备蓬勃发展，而电子设备一般都需要外接电源从而运作。然而，电子设备与电源之间的电力传输经常会产生电磁干扰(例如杂讯)。因此，为了滤除电磁干扰，一般会于电子设备与电源之间设置一电子滤波器(例如，电源滤波器(line filter))。在电源滤波器中，用以滤除电磁干扰的元件主要为共模电感以及差模电感，而另外用以提供其他功能(例如限流或降低衰减的频率响应等)的主要元件可为无感电阻。

由于电源滤波器的发展朝向小型化及高频化，若每使用一共模电感及一差模电感时即需分别提供一磁芯，则会占用电源滤波器的内部空间，而使电源滤波器无法满足小型化的产品需求。此外，若使用不同磁芯的共模电感与差模电感，由于线圈绕组的电压压降问题，会致使无法由共模电感与差模电感来形成无感电阻至电源滤波器中。

实用新型内容

鉴于上述，本实用新型的目的在于提供一种混成式电感装置，借由于单一磁芯绕制多个线圈绕组，以使单一铁芯即可形成共模电感、差模电感及无感电阻，而可降低电源滤波器的电路大小，并降低所占用的电源滤波器的内部空间，以满足电源滤波器小型化的产品需求。

为达上述目的，本实用新型提供一种混成式电感装置，其包含：

一磁芯，设有多个绕组区；以及

多个线圈绕组，分别绕制于该些绕组区，两相邻的该绕组区中的该线圈绕组之间具有一间隔，其中每一绕组区中的该线圈绕组于该磁芯的一绕制方向不同于与其相邻的该些绕组区中的该些线圈绕组于该磁芯的该绕制方向，且每一绕组区中的该线圈绕组对称与其相邻的该些绕组区中的该些线圈绕组。

上述的混成式电感装置，其中各该线圈绕组具有同一线圈匝数。

上述的混成式电感装置，其中该磁芯为一闭合磁芯或一非闭合磁芯。

上述的混成式电感装置，其中该闭合磁芯为一圆形磁芯、一椭圆磁芯或一矩形磁芯。

上述的混成式电感装置，其中该磁芯经自身的一中心轴而区分为一第一区域及一第二区域，位于该第一区域的该些绕组区的该些线圈绕组分别根据该中心轴对称于位于该第二区域的该些绕组区的该些线圈绕组。

上述的混成式电感装置，其中该第一区域的该些绕组区及该些线圈绕组的数量为二个，该第二区域的该些绕组区及该些线圈绕组的数量为二个。

上述的混成式电感装置，其中该些线圈绕组中的一第一线圈绕组及一第二线圈绕组分别绕制于该些绕组区中相邻的一第一绕组区及一第二绕组区，在一电流分别经由该第一线圈绕组及该第二线圈绕组之间相邻的一端流至该第一线圈绕组及该第二线圈绕组的另一端时，该第一线圈绕组与该第二线圈绕组形成一共模电感。

上述的混成式电感装置，其中该些线圈绕组中的一第一线圈绕组及一第二线圈绕组分别绕制于该些绕组区中未相邻的一第一绕组区及一第二绕组区，其中该第一线圈绕组与该第二线圈绕组具有同一该绕制方向，在该第一线圈绕组及该第二线圈绕组分别经由一电流而产生同一磁场方向时，该第一线圈绕组与该第二线圈绕组形成一差模电感。

上述的混成式电感装置，其中该些线圈绕组中的一第一线圈绕组及一第二线圈绕组分别绕制于该些绕组区中相邻的一第一绕组区及一第二绕组区，该第一线圈绕组及该第二线圈绕组之间相邻的一端相互耦接，在一电流经由该第一线圈绕组的另一端流至该第二线圈绕组的另一端时，该第一线圈绕组与该第二线圈绕组形成一无感电阻。

上述的混成式电感装置，其中该电流为一直流电流。

因此，依据一些实施例，借由于单一磁芯绕制多个线圈绕组，并使每一线圈绕组的绕制方向不同于与其相邻的线圈绕组的绕制方向，以使在电流产生时，根据不同的线圈绕组的组合而形成共模电感、差模电感或无感电阻，而可降低电源滤波器的电路大小，并降低所占用的电源滤波器的内部空间，以满足电源滤波器小型化的产品需求。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为本实用新型依据一些实施例的混成式电感装置的示意图；

图2为本实用新型依据一些实施例的混成式电感装置的等效电路示意图。

其中，附图标记

100:混成式电感装置

110:磁芯

111A～111D:绕组区

113:间隔

115A～115B:中心轴

1151:第一区域

1153:第二区域

130A～130D:线圈绕组

TA1,TA2,TB1,TB2,TC1,TC2,TD1,TD2:端子

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述：

参照图1，为本实用新型依据一些实施例的混成式电感装置100的示意图。混成式电感装置100包含一磁芯110以及多个线圈绕组130A～130D。磁芯110设有多个绕组区111A～111D。多个线圈绕组130A～130D分别绕制于多个绕组区111A～111D。在此，图1分别以四个绕组区111A～111D及线圈绕组130A～130D为例，但本实用新型并不以此为限，绕组区111A～111D及线圈绕组130A～130D可为少于四个或多于四个。所述磁芯110可为由氧化铁混合物组成的一种烧结磁性金属氧化物，例如烧结磁性锰-锌铁氧化物、镍-锌铁氧化物等。所述线圈绕组130A～130D可为金属线绕制磁芯110而形成的线圈绕组。所述金属线可为单芯铜线、多芯铜绞线等。

两相邻的绕组区111A～111D定义在磁芯110不同的位置且不相互重叠，多个线圈绕组130A～130D分别一对一绕制于每一绕组区111A～111D(例如，线圈绕组130A绕制于绕组区111A；线圈绕组130B绕制于绕组区111B；线圈绕组130C绕制于绕组区111C；线圈绕组130D绕制于绕组区111D)，从而，线圈绕组130A～130D之间为一间隔113所分隔。具体来说，绕组区111A与绕组区111B及绕组区111C相邻，而绕制于绕组区111A的线圈绕组130A分别与绕制于绕组区111B的线圈绕组130B及绕制于绕组区111C的线圈绕组130C以一间隔113分隔；绕组区111D与绕组区111B及绕组区111C相邻，而绕制于绕组区111D的线圈绕组130D分别与绕制于绕组区111B的线圈绕组130B及绕制于绕组区111C的线圈绕组130C以一间隔113分隔。换言之，相邻的线圈绕组130A～130D彼此之间具有一间隔113(亦即，相邻的线圈绕组130A～130D彼此之间以一间隔113分隔)。因而使绕制于两相邻的绕组区111A～111D的线圈绕组130A～130D之间(或是相邻的线圈绕组130A～130D之间)具有较低的杂散电容值，使混成式电感装置100可同时具有良好的高频滤波能力与低频滤波能力。

每一绕组区111A～111D中的线圈绕组130A～130D于磁芯110的一绕制方向不同于与其相邻的多个绕组区111A～111D中的多个线圈绕组130A～130D于磁芯110的绕制方向。具体来说，若一绕组区111A～111D中的线圈绕组130A～130D的绕制方向为沿着磁芯110的一顺时钟方向绕制于磁芯110，则与其相邻的绕组区111A～111D中的线圈绕组130A～130D的绕制方向为沿着磁芯110的一逆时钟方向绕制于磁芯110。举例来说，绕组区111A与绕组区111B及绕组区111C相邻，绕组区111A的线圈绕组130A的绕制方向为沿着磁芯110的顺时钟方向绕制于磁芯110，而绕组区111B、111C的线圈绕组130B、130C的绕制方向为沿着磁芯110的逆时钟方向绕制于磁芯110；绕组区111D与绕组区111B及绕组区111C相邻，绕组区111D的线圈绕组130D的绕制方向为沿着磁芯110的顺时钟方向绕制于磁芯110，而绕组区111B、111C的线圈绕组130B、130C的绕制方向为沿着磁芯110的逆时钟方向绕制于磁芯110。

每一绕组区111A～111D中的线圈绕组130A～130D对称与其相邻的多个绕组区111A～111D中的多个线圈绕组130A～130D。例如，两相邻的绕组区111A～111D的线圈绕组130A～130D的互相相邻的一端为从磁芯110的底部沿着一轴线向外延伸(或是从顶部沿着一轴线向外延伸)，未相邻的一端为从磁芯110的顶部沿着另一轴线向外延伸(或是从底部沿着另一轴线向外延伸)。在一些实施例中，所述二轴线可相互垂直。举例来说，绕组区111A与绕组区111B及绕组区111C相邻，绕组区111A的线圈绕组130A与绕组区111B的线圈绕组130B的互相相邻的一端(端子TA2、TB2)为从磁芯110的底部沿着磁芯110的中心轴115A向外延伸，未相邻的一端(端子TA1、TB1)为从磁芯110的顶部沿着磁芯110的另一中心轴115B向外延伸；绕组区111A的线圈绕组130A与绕组区111C的线圈绕组130C的互相相邻的一端(端子TA1、TC1)为从磁芯110的顶部沿着中心轴115B向外延伸，未相邻的一端(端子TA2、TC2)为从磁芯110的底部沿着中心轴115A向外延伸。所述中心轴115A与中心轴115B相互垂直。

在一些实施例中，相邻的绕组区111A～111D中的线圈绕组130A～130D具有同一线圈匝数。由于相邻的绕组区111A～111D中的线圈绕组130A～130D互相对称，因此可互相具有同一线圈匝数。例如，绕组区111A与绕组区111B及绕组区111C相邻，线圈绕组130A与线圈绕组130B及线圈绕组130C的线圈匝数为五个，但本实用新型并不以此为限，线圈匝数可为大于五个或小于五个；绕组区111D与绕组区111B及绕组区111C相邻，线圈绕组130D与线圈绕组130B及线圈绕组130C的线圈匝数为五个，但本实用新型并不以此为限，线圈匝数可为大于五个或小于五个。在一些实施例中，绕组区111A～111D中的线圈绕组130A～130D可皆具有同一线圈匝数。

在一些实施例中，磁芯110可由一闭合磁芯或一非闭合磁芯来实施。在一些实施例中，在磁芯110由闭合磁芯来实施的情形下，闭合磁芯可以是圆形磁芯、椭圆磁芯、矩形磁芯、EE型磁芯或是其他形状的闭合磁芯。

在一些实施例中，磁芯110经自身的一中心轴115A、115B而区分为一第一区域1151及一第二区域1153。在此，为了方便说明，仅于图1绘示磁芯110经中心轴115A区分的第一区域1151及第二区域1153，并以此作说明。位于第一区域1151的绕组区111A、111C的线圈绕组130A、130C分别根据中心轴115A对称于位于第二区域1153的绕组区111B、111D的线圈绕组130B、130D。举例来说，位于第一区域1151的绕组区111A根据中心轴115A对称位于第二区域1153的绕组区111B，位于第一区域1151的绕组区111C根据中心轴115A对称位于第二区域1153的绕组区111D。换言之，绕组区111A～111D中的线圈绕组130A～130D的接近中心轴115A的一端(端子TA2、TB2、TC2、TD2)为从磁芯110的底部沿着中心轴115A向外延伸，绕组区111A～111D中的线圈绕组130A～130D的远离中心轴115A的另一端(端子TA1、TB1、TC1、TD1)为从磁芯110的顶部沿着中心轴115A向外延伸，而使绕组区111A的线圈绕组130A根据中心轴115A对称绕组区111B的线圈绕组130B，绕组区111C的线圈绕组130C根据中心轴115A对称绕组区111D的线圈绕组130D。

在一些实施例中，第一区域1151的绕组区111A、111C及线圈绕组130A、130C的数量为二个，第二区域1153的绕组区111B、111D及线圈绕组130B、130D的数量为二个。致使不同线圈绕组130A～130D的组合可以使混成式电感装置100能提供不同的功能(例如提供共模电感、差模电感或是无感电阻)。

在一些实施例中，端子TA1～TD2为线圈绕组130A～130D用以耦接至外部电路元件或是电信号。例如，端子TA1、TA2为线圈绕组130A的对外连接的端口；端子TB1、TB2为线圈绕组130B的对外连接的端口；端子TC1、TC2为线圈绕组130C的对外连接的端口；端子TD1、TD2为线圈绕组130D的对外连接的端口，以使线圈绕组130A～130D经由端子TA1～TD2耦接至相应的电路元件或电信号后，混成式电感装置100便可应用于多种电路结构之中。

参照图1及图2。图2为本实用新型依据一些实施例的混成式电感装置100的等效电路示意图。在一些实施例中，线圈绕组130A～130D中的一第一线圈绕组及一第二线圈绕组分别绕制于绕组区111A～111D中相邻的一第一绕组区及一第二绕组区，在一电流分别经由第一线圈绕组及第二线圈绕组之间相邻的一端流至第一线圈绕组及第二线圈绕组的另一端时，第一线圈绕组与第二线圈绕组形成一共模电感。

举例来说，以线圈绕组130A、线圈绕组130C、绕组区111A及绕组区111C来说明第一线圈绕组、第二线圈绕组、第一绕组区及第二绕组区，端子TA1耦接电源的正电端的一正电源信号，端子TC1耦接电源的负电端的一负电源信号(例如参考地信号)，端子TA2耦接外部的欲滤波电路(于后称为外接电路)的一输入端，端子TC2耦接外接电路的另一输入端。当外接电路耦接参考地信号时(例如外接电路的壳体接地)，由于外部电路与耦接的参考地信号之间具有杂散电容，致使电源与参考地信号之间会产生杂散信号(例如共模信号)。因此，当共模信号发生时，电流(例如共模电流，亦即电源的正电端及负电端流过的杂讯电流方向为相同的)经由端子TA1流至线圈绕组130A的端子TA2而经由外部电路的参考地信号返回电源，并经由端子TC1流至线圈绕组130C的端子TC2而经由外部电路的参考地信号返回电源，使线圈绕组130A及线圈绕组130C产生同方向的磁场，而增强了线圈绕组130A及线圈绕组130C的电感量，亦即增强了抑制共模电流的电感抗(换言之，此时的线圈绕组130A及线圈绕组130C形成为共模电感)，达到滤除杂讯的效果。

在一些实施例中，线圈绕组130A～130D中的一第一线圈绕组及一第二线圈绕组分别绕制于绕组区111A～111D中未相邻的一第一绕组区及一第二绕组区，其中第一线圈绕组与第二线圈绕组具有同一绕制方向，在第一线圈绕组及第二线圈绕组分别经由一电流而产生同一磁场方向时，第一线圈绕组与第二线圈绕组形成一差模电感。

举例来说，以线圈绕组130A、线圈绕组130D、绕组区111A及绕组区111D来说明第一线圈绕组、第二线圈绕组、第一绕组区及第二绕组区，端子TA1耦接电源的正电端的正电源信号，端子TD2耦接电源的负电端的负电源信号(例如参考地信号)，端子TA1耦接外接电路的一输入端，端子TD1耦接外接电路的另一输入端。由于电源线的信号(正电源信号与负电源信号)之间会产生杂讯，且此杂讯(亦即差模信号)一般为串联耦接电源线。当差模信号发生时，电流(例如差模电流，亦即杂讯电流与电源电流为同方向的)经由端子TA1流至线圈绕组130A的端子TA2而流经外部电路，并从外部电路经由端子TD2流至线圈绕组130D的端子TD1，使具有同一绕制方向的线圈绕组130A及线圈绕组130D产生同方向的磁场(亦即产生同一磁场方向)，而增强了线圈绕组130A及线圈绕组130D的电感量，亦即增强了抑制差模电流的电感抗(换言之，此时的线圈绕组130A及线圈绕组130D形成为差模电感)，达到滤除杂讯的效果。

在一些实施例中，线圈绕组130A～130D中的一第一线圈绕组及一第二线圈绕组分别绕制于绕组区111A～111D中相邻的一第一绕组区及一第二绕组区，第一线圈绕组及第二线圈绕组之间相邻的一端相互耦接，在一电流经由第一线圈绕组的另一端流至第二线圈绕组的另一端时，第一线圈绕组与第二线圈绕组形成一无感电阻。

举例来说，以线圈绕组130A、线圈绕组130B、绕组区111A及绕组区111B来说明第一线圈绕组、第二线圈绕组、第一绕组区及第二绕组区，端子TA1耦接电源的正电端的正电源信号，端子TB1耦接外接电路的一输入端。当欲对外接电路进行限流、降低其衰弱的频率响应(例如增加其负载)等时，将端子TA2耦接端子TB2(即将端子TA2与端子TB2短路)，电流经由端子TA1流经线圈绕组130A及线圈绕组130B后，流至外接电路。由于线圈绕组130A及线圈绕组130B互相产生反方向的磁场，因而相互抵消磁场而未产生电感抗，换言之此时线圈绕组130A及线圈绕组130B为不具有电感抗的电阻(例如仅具有线圈的电阻值)或是仅具有微小漏感所产生的电感，亦即线圈绕组130A及线圈绕组130B形成实质的无感电阻，以应用于外接电路所需使用的功能(例如限流、降低衰落的频率响应等)。

在一些实施例中，所述电流可为直流电流或交流电流。换言之混成式电感装置100可为使用于直流电系统或交流电系统。在一些实施例中，混成式电感装置100可适用于π型滤波器或T型滤波器。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种混成式电感装置，其特征在于，包含：

一磁芯，设有多个绕组区；以及

2.根据权利要求1所述的混成式电感装置，其特征在于，各该线圈绕组具有同一线圈匝数。

3.根据权利要求1所述的混成式电感装置，其特征在于，该磁芯为一闭合磁芯或一非闭合磁芯。

4.根据权利要求3所述的混成式电感装置，其特征在于，该闭合磁芯为一圆形磁芯、一椭圆磁芯或一矩形磁芯。

5.根据权利要求1所述的混成式电感装置，其特征在于，该磁芯经自身的一中心轴而区分为一第一区域及一第二区域，位于该第一区域的该些绕组区的该些线圈绕组分别根据该中心轴对称于位于该第二区域的该些绕组区的该些线圈绕组。

6.根据权利要求5所述的混成式电感装置，其特征在于，该第一区域的该些绕组区及该些线圈绕组的数量为二个，该第二区域的该些绕组区及该些线圈绕组的数量为二个。

7.根据权利要求1所述的混成式电感装置，其特征在于，该些线圈绕组中的一第一线圈绕组及一第二线圈绕组分别绕制于该些绕组区中相邻的一第一绕组区及一第二绕组区，在一电流分别经由该第一线圈绕组及该第二线圈绕组之间相邻的一端流至该第一线圈绕组及该第二线圈绕组的另一端时，该第一线圈绕组与该第二线圈绕组形成一共模电感。

8.根据权利要求1所述的混成式电感装置，其特征在于，该些线圈绕组中的一第一线圈绕组及一第二线圈绕组分别绕制于该些绕组区中未相邻的一第一绕组区及一第二绕组区，其中该第一线圈绕组与该第二线圈绕组具有同一该绕制方向，在该第一线圈绕组及该第二线圈绕组分别经由一电流而产生同一磁场方向时，该第一线圈绕组与该第二线圈绕组形成一差模电感。

9.根据权利要求1所述的混成式电感装置，其特征在于，该些线圈绕组中的一第一线圈绕组及一第二线圈绕组分别绕制于该些绕组区中相邻的一第一绕组区及一第二绕组区，该第一线圈绕组及该第二线圈绕组之间相邻的一端相互耦接，在一电流经由该第一线圈绕组的另一端流至该第二线圈绕组的另一端时，该第一线圈绕组与该第二线圈绕组形成一无感电阻。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的混成式电感装置，其特征在于，该电流为一直流电流。