DE19627819B4

DE19627819B4 - Spool for a flat coil

Info

Publication number: DE19627819B4
Application number: DE1996127819
Authority: DE
Inventors: Rene Weiner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-07-10
Filing date: 1996-07-10
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2016-07-11
Also published as: DE19627819A1

Abstract

Spulenkörper für eine Flachspule, mit
einem Wickelkörper (10), auf den eine Wicklung (W) eines länglichen Leiters (26) wickelbar ist,
einem mit dem Wickelkörper (10) verbundenen ersten Flansch (12) zur Anlage einer Seitenfläche der Wicklung (W) und mit mindestens einem zweiten Flansch (11) zur Anlage der anderen Seitenfläche der Wicklung (W),
wobei der Wickelkörper (10) eine längliche Ausnehmung (14) für die Aufnahme eines Schenkels eines Magneten hat,
dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (11, 12) einen Abstand voneinander haben, der dem Durchmesser oder der Dicke des Leiters (26) entspricht,
dass der Wickelkörper (10) mindestens eine Durchgangsöffnung (20) hat, die die zwischen beiden Flanschen (11, 12) gebildete Wickelkammer (28) mit der Außenseite mindestens eines der Flansche (11, 12) verbindet,
dass mindestens ein endseitiger Abschnitt (18) der Ausnehmung (14) durch mindestens einen Steg (16) abgetrennt ist,
und dass dieser Abschnitt (18) einen Teil der Durchgangsöffnung (20) bildet....Spool for a flat coil, with
a winding body (10), on which a winding (W) of an elongate conductor (26) can be wound,
a first flange (12) connected to the winding body (10) for bearing a side surface of the winding (W) and at least one second flange (11) for bearing the other side surface of the winding (W),
wherein the winding body (10) has an elongate recess (14) for receiving a leg of a magnet,
characterized in that the flanges (11, 12) are spaced apart from one another equal to the diameter or thickness of the conductor (26),
in that the winding body (10) has at least one passage opening (20) which connects the winding chamber (28) formed between the two flanges (11, 12) to the outside of at least one of the flanges (11, 12),
in that at least one end-side section (18) of the recess (14) is separated by at least one web (16),
and that this section (18) forms part of the passage opening (20) ....

Description

Die Erfindung betrifft einen Spulenkörper für eine Flachspule nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a bobbin for one Flat coil according to the preamble of claim 1.

Ein derartiger Spulenkörper wird für induktive Bauelemente, wie Drosselspulen, Transformatoren, etc. verwendet. Die Bauhöhe derartiger Bauelemente definiert im Allgemeinen die Gesamthöhe einer bestückten Leiterplatte und damit das Abstandsmaß zwischen zwei Leiterplatten in einer Baugruppe. Herkömmliche Spulenkörper haben eine relativ hohe Bauhöhe, so dass die Anzahl von Leiterplatten je Baugruppe beschränkt ist.One such bobbin is for inductive components, such as inductors, transformers, etc. used. The height Such components generally define the overall height of a stocked PCB and thus the distance between two PCBs in an assembly. conventional bobbins have a relatively high height, so that the number of printed circuit boards per module is limited.

Es ist bekannt, eine Flachspule durch eine spiralförmige Leiterbahn auf der Leiterplatte zu erzeugen. Eine derartige Flachspule hat jedoch geringe Induktivität und schlechte elektrische Eigenschaften. Bei einer Weiterentwicklung dieses Flachspulenprinzips wird die Wicklung in Dickschichttechnik als spiralförmige Leiterbahnschicht erzeugt. Durch Anwendung der Dickschicht-Multilayertechnik können mehrere Lagen von Wicklungen übereinander erzeugt werden. Nachteilig bei dieser Art von Flachspule sind ihre elektrischen Eigenschaften, die die Gütewerte herkömmlicher Spulen mit herkömmlichen Spulenkörpern nicht erreichen.It is known, a flat coil through a spiral conductor on the circuit board to create. However, such a flat coil has low inductance and bad Electrical Properties. In a further development of this flat coil principle The winding is in thick-film technology as a spiral conductor track layer generated. By using the thick-film multilayer technology can several Layers of windings on top of each other be generated. The disadvantage of this type of flat coil are their electrical properties, which are the quality values of conventional Coils with conventional bobbins not to reach.

Die oberbegriffsbildende JP 08316059 A beschreibt einen dünnen Transformator, der einlagige Wicklungen enthält. Der Wickelkörper hat eine längliche Ausnehmung, um den Schenkel eines Magneten aufzunehmen. Die Abstände zwischen den verschiedenen Flanschen mehrerer Wicklungen werden durch Rippen und hervorstehende Abstandselemente definiert.The upper term-forming JP 08316059 A describes a thin transformer containing single-layer windings. The winding body has an elongated recess to receive the leg of a magnet. The distances between the various flanges of several windings are defined by ribs and protruding spacers.

Aus der EP 0 507 360 A2 ist eine Anordnung für eine Flachspule bekannt, bei der mehrere gleichartige Spulenkörper über einander fluchtend angeordnet sind. Ein einziger Magnet umgibt die Spulenkörper und bündelt die Magnetflüsse der jeweiligen Wicklungen.From the EP 0 507 360 A2 An arrangement for a flat coil is known in which a plurality of identical bobbins are arranged in alignment over each other. A single magnet surrounds the bobbins and bundles the magnetic fluxes of the respective windings.

Aus der JP 07263230 A ist ein Miniaturtransformator bekannt, der spiralartig gewickelte Leitungen in mehreren Lagen umfasst. Über eine mittige Durchgangsöffnung wird ein Ende der jeweiligen Wicklung kontaktiert.From the JP 07263230 A a miniature transformer is known which comprises spirally wound lines in multiple layers. Via a central passage opening one end of the respective winding is contacted.

Die JP 08069935 A beschreibt eine Multilayer-Anordnung für Spulen. Die Multilayer sind übereinander angeordnet und miteinander laminiert. Zentrisch wird ein Schenkel eines Magneten aufgenommen.The JP 08069935 A describes a multilayer arrangement for coils. The multilayers are arranged one above the other and laminated together. Centrally a leg of a magnet is picked up.

Aus der US 3,541,433 ist weiterhin eine Spulenanordnung bekannt, bei der auf einer Fläche des Magneten ein Kühlkörper angeordnet ist. Dieser Kühlkörper dient als Wärmesenke.From the US 3,541,433 Furthermore, a coil arrangement is known in which a heat sink is arranged on a surface of the magnet. This heat sink serves as a heat sink.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Spulenkörper eingangs genannter Art anzugeben, dessen Bauhöhe klein ist und der die Herstellung einer Flachspule ermöglicht, die gute elektrische Eigenschaften hat.It Object of the invention is a bobbin of the type mentioned indicate its height is small and allows the production of a flat coil, which has good electrical properties.

Diese Aufgabe wird für einen Spulenkörper eingangs genannter Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.These Task is for a bobbin at the beginning said type by the characterizing features of claim 1 solved. Advantageous developments are specified in the subclaims.

Gemäß der Erfindung wird die Bauhöhe des Spulenkörpers im wesentlichen durch die Dicke der Flansche und die Dicke des in einer einzigen Schicht gewickelten Leiters bestimmt. Demgemäß ist der Spulenkörper sehr flach – seine Bauhöhe liegt im Bereich der üblichen Bauelemente einer Leiterplatte. Demzufolge können in einer Baugruppe mit beengten Raumverhältnissen eine Vielzahl von mit Spulenkörpern bestückte Leiterplatten angeordnet werden. Über die Durchgangsöffnung kann der Leiter zugeführt werden, der in einer einzigen Spirale um den Wickelkörper gewickelt wird.According to the invention is the height of the bobbin essentially by the thickness of the flanges and the thickness of the in a single layer of wound conductor determined. Accordingly, the bobbin is very much flat - his height is within the usual range Components of a printed circuit board. Consequently, in an assembly with cramped space conditions a variety of with bobbins stocked Printed circuit boards are arranged. About the passage opening can fed to the conductor be wrapped in a single spiral around the bobbin becomes.

Gemäß der Erfindung hat der Wickelkörper eine längliche Ausnehmung für die Aufnahme eines Schenkels eines Magneten. Mindestens ein endseitiger Abschnitt der Ausnehmung ist durch mindestens einen Steg abgetrennt, wobei dieser Abschnitt einen Teil der Durchgangsöffnung bildet. Durch diese Maßnahmen ist der dem Wickelkörper zugeführte Leiter elektrisch gut gegen einen in die Ausnehmung eingesetzten Magneten isoliert.According to the invention has the winding body a elongated Recess for the inclusion of a thigh of a magnet. At least one end-side Section of the recess is separated by at least one web, this section forms part of the passage opening. Through this activities is the bobbin supplied conductor electrically well insulated against a magnet inserted into the recess.

Eine Weiterbildung sieht vor, daß mindestens einer der Flansche einen Schlitz enthält, der vom äußeren Rand des Flansches ausgeht und vorzugsweise bis zum Wickelkörper verläuft, und daß die Breite des Schlitzes geringfügig breiter als der Durchmesser oder die Dicke des Leiters ist. Auf diese Weise kann das von der Durchgangsöffnung entfernte Ende des Leiters leicht durch den Schlitz herausgeführt und weiter verbunden werden.A Continuing provides that at least one of the flanges contains a slot from the outer edge the flange goes out and preferably extends to the winding body, and that the Width of the slot slightly wider than the diameter or thickness of the conductor. On this way, the remote from the passage opening end of the conductor easily led out through the slot and continue to be connected.

Mehrere derartige Spulenkörper lassen sich auf einfache Weise übereinander stapeln, um mehrere voneinander getrennte Wicklungen zu erzeugen, beispielsweise für einen Transformator, oder um die Anzahl der Windungen einer oder mehrerer Spulen um die miteinander fluchtende Ausnehmung, d.h. die Anzahl der Windungen um einen Mittelschenkel eines Magneten, zu erhöhen.Several Such bobbin can be easily overlapped stack to produce a plurality of separate windings, for example for one Transformer, or by the number of turns of one or more Coils around the aligned recess, i. the number the turns around a middle leg of a magnet, increase.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:embodiments The invention will be explained below with reference to the drawing. It shows:

1 schematisch den Aufbau eines Spulenkörpers nach der Erfindung sowie eine Anordnung mit mehreren Spulenkörpern, 1 1 shows schematically the construction of a bobbin according to the invention as well as an arrangement with several coil bobbins,

2 Ansichten des Spulenkörpers, 2 Views of the bobbin,

3 eine Explosionsdarstellung einer Anordnung mit mehreren Spulenkörpern, und 3 an exploded view of an arrangement with a plurality of coil bobbins, and

4 eine perspektivische Ansicht eines Transformators mit mehreren Spulenkörpern. 4 a perspective view of a transformer with multiple bobbins.

1 zeigt schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Spulenkörpers in drei Teilbildern a, b, c sowie im Teilbild d eine Anordnung mit mehreren Spulenkörpern. Gemäß Teilbild a ist ein Wickelkörper 10 mit einem rechteckförmigen Flansch 12 verbunden. Der Wickelkörper 10 hat eine Ausnehmung 14, die sich längs der Längsachse L erstreckt. An den Enden der Ausnehmung 14 sind Stege 16 vorgesehen, welche Durchgangsabschnitte 18 definieren. Auf der einen Seite des Wickelkörpers 10 ist eine Öffnung 19 eingelassen, die zusammen mit dem Durchgangsabschnitt 18 eine Durchgangsöffnung 20 bildet. Über diese Durchgangsöffnung 20 wird, wie im Teilbild b zu sehen ist, ein Ende des zu einer Wicklung W gewickelten Leiters geführt. Der Leiter ist eine Litze 26, die eine Vielzahl von isolierten, miteinander versponnenen Einzeldrähten enthält. Die Litze 26 hat eine quadratische Querschnittsform mit Seitenlänge s. Die Wicklung W besteht aus einer einzigen schneckenförmig gewickelten Lage der Litze 26. 1 shows schematically the structure of a bobbin according to the invention in three partial images a, b, c and in the partial image d, an arrangement with a plurality of coil bobbins. According to part of a is a bobbin 10 with a rectangular flange 12 connected. The winding body 10 has a recess 14 which extends along the longitudinal axis L. At the ends of the recess 14 are webs 16 provided, which passage sections 18 define. On one side of the bobbin 10 is an opening 19 taken in together with the passage section 18 a passage opening 20 forms. About this passage opening 20 is, as can be seen in part b, one end of the wound to a winding W conductor out. The ladder is a strand 26 containing a plurality of insulated individual wires spun together. The strand 26 has a square cross-sectional shape with side length s. The winding W consists of a single helically wound layer of the strand 26 ,

Der Bildabschnitt c der 1 zeigt eine Draufsicht auf einen fertig montierten Spulenkörper S mit einem zweiten Flansch 11, der mit dem Wickelkörper 10 verbunden ist. Beide Flansche 11, 12 liegen an den Seitenflächen der Wicklung W an. Der Abstand zwischen den beiden Flanschen entpricht der Seitenlänge s der Litze 26. Beide Flansche 11, 12 sowie der Wickelkörper 10 bilden eine Wickelkammer 28, in der die Wicklung W aufgenommen ist. Die Enden 22, 24 der Wicklung W sind herausgeführt, um sie elektrisch weiter zu verbinden.The image section c the 1 shows a plan view of a fully assembled bobbin S with a second flange 11 that with the winding body 10 connected is. Both flanges 11 . 12 lie on the side surfaces of the winding W. The distance between the two flanges corresponds to the side length s of the stranded wire 26 , Both flanges 11 . 12 as well as the winding body 10 form a winding chamber 28 in which the winding W is received. The ends 22 . 24 of the winding W are led out to electrically connect them further.

Der Flansch 11 enthält einen Schlitz 30, der vom äußeren Rand des Flansches 11 bis zum Wickelkörper 10 verläuft. Durch diesen Schlitz 30 hindurch kann das Ende 24 herausgeführt werden. Selbstverständlich ist es möglich, auch am Flansch 12 einen Schlitz zum Herausführen des Endes 24 vorzusehen. Alternativ können die Flansche 11, 12 auch mehrere Schlitze enthalten, um eine Vielzahl von Anschlußmöglichkeiten für das Ende 24 zu schaffen. Außerdem kann der Wickelkörper 10 auf der der Durchgangsöffnung 20 gegenüberliegenden Seite ebenfalls eine Durchgangsöffnung enthalten, um mehrere Möglichkeiten der Zuführung eines Leiters der Wickelkammer 28 zu schaffen.The flange 11 contains a slot 30 , from the outer edge of the flange 11 until the winding body 10 runs. Through this slot 30 the end can pass through 24 be led out. Of course it is possible, also on the flange 12 a slot for guiding the end out 24 provided. Alternatively, the flanges 11 . 12 Also, several slots contain a variety of connectivity options for the end 24 to accomplish. In addition, the winding body 10 on the passage opening 20 opposite side also contain a through hole to several ways of feeding a conductor of the winding chamber 28 to accomplish.

Im Bildabschnitt d ist eine Spulenkörperanordnung mit mehreren Spulenkörpern S1, S2, S3 dargestellt, die Flansche 32a, 32b; 32c, 32d; bzw. 32e, 32f haben. Die Spulenkörper S1, S2, S3 haben denselben Aufbau wie der im Bildabschnitt c gezeigte Spulenkörper S. Die Spulenkörper S1, S2, S3 liegen fluchtend übereinander, sodaß ihre jeweiligen Ausnehmungen 14 und ihre Durchgangsabschnitte 18 miteinander fluchten. Somit ist jede zwischen den Flanschen 32a bis 32f gebildete Wickelkammer von den äußeren Flanschen 32a bis 32f her zugänglich, so daß in jede Wickelkammer ein Leiter geführt werden kann. Die jeweiligen Enden der Wicklungen W in den Wickelkammern werden über Schlitze 30 herausgeführt.In the image section d, a bobbin arrangement with a plurality of bobbins S1, S2, S3 is shown, the flanges 32a . 32b ; 32c . 32d ; respectively. 32e . 32f to have. The bobbins S1, S2, S3 have the same structure as the bobbin shown in the image section c S. The bobbin S1, S2, S3 are aligned over each other, so that their respective recesses 14 and their passage sections 18 aligned with each other. Thus, each is between the flanges 32a to 32f formed winding chamber from the outer flanges 32a to 32f accessible, so that a conductor can be performed in each winding chamber. The respective ends of the windings W in the winding chambers are via slots 30 led out.

2 zeigt Ansichten zweier gleichartig aufgebauter Spulenkörper S4, S5. Sie unterscheiden sich lediglich im Abstand der jeweiligen Flansche 11, 12 voneinander. Im oberen Bildteil hat der Leiter einen kleineren Durchmesser als beim Beispiel nach dem unteren Bildteil. Dementprechend bemißt sich auch der Abstand der jeweiligen Flansche 11, 12 voneinander. Übertragen auf eine Spulenanordnung nach 1, Bildteil d, bedeutet dies, daß die Abstände zwischen den verschiedenen Flanschen 32a bis 32f unterschiedlich ausfallen können, je nach dem, welche Dicke der jeweilige Leiter hat. So ist z.B. bei einer als Transformator ausgeführten Spulenanordnung der Leiter für die Oberspannungsseite dünner als der für die Unterspannungsseite, die einen höheren Strom liefern muß. Demgemäß sind die Abstände zwischen Flanschen der Oberspannungsseite im allgemeinen kleiner als die der Unterspannungsseite. Wie sich aus der Beschreibung ergibt, kann eine Spulenanordnung mehrere Spulenkörper nach Art des Spulenkörpers S in 1, Bildteil c, haben, um die gewünschte Funktion induktiver Spulen zu realisieren, beispielsweise um eine Speicherdrossel oder einen Transformator aufzubauen. 2 shows views of two identically constructed bobbin S4, S5. They differ only in the distance of the respective flanges 11 . 12 from each other. In the upper part of the picture, the conductor has a smaller diameter than in the example after the lower part of the picture. Dementprechend also measures the distance between the respective flanges 11 . 12 from each other. Transmitted to a coil arrangement 1 , Image part d, this means that the distances between the different flanges 32a to 32f may vary depending on the thickness of each conductor has. For example, in a coil arrangement designed as a transformer, the conductor for the high-voltage side is thinner than that for the low-voltage side, which must supply a higher current. Accordingly, the distances between flanges of the high voltage side are generally smaller than those of the low voltage side. As is apparent from the description, a coil assembly can a plurality of bobbin in the manner of the bobbin S in 1 , Picture part c, have to realize the desired function of inductive coils, for example, to build a storage choke or a transformer.

3 zeigt in einer Explosionsdarstellung eine Spulenkörperanordnung mit drei Spulenkörpern S6, S7, S8, die jeweils nach Art eines Spulenkörpers S aufgebaut sind und Wicklungen aufnehmen können. Der jeweils oberste und der unterste Flansch tragen Montageelemente 34, um Magnetschalen 36 eines Magneten zu halten, wie in 4 zu sehen ist. U-förmige Schienen 38 umgreifen die Flansche der Spulenkörper S6, S7, S8. Jede Schiene 38 hat abstehende Schenkel 39, welche in Ausnehmungen 41 des obersten und untersten Flansches passen. Die Schienen 38 halten das Paket an Spulenkörpern S6, S7, S8 kompakt zusammen und erhöhen die Kriechstrecke zwischen potentialführenden Teilen der fertigen Flachspule. 3 shows an exploded view of a bobbin assembly with three bobbins S6, S7, S8, which are each constructed in the manner of a bobbin S and can accommodate windings. The uppermost and the lowest flange carry mounting elements 34 to magnetic cups 36 to hold a magnet, as in 4 you can see. U-shaped rails 38 surround the flanges of the bobbins S6, S7, S8. Every rail 38 has protruding thighs 39 which are in recesses 41 fit the top and bottom flange. The rails 38 compact the package on bobbins S6, S7, S8 compact and increase the creep route between potential-carrying parts of the finished flat coil.

Wie in 4 zu erkennen ist, ist auf der Jochfläche der oberen Magnetschale 36 ein Kühlkörper 40 mit Kühlrippen 42 befestigt. Die äußere Jochfläche der unteren Magnetschale 36 kann zum Befestigen auf einer Leiterplatte verwendet werden. Durch diese Spulenkörperanordnung nach der Erfindung bleibt die Bauhöhe eines induktiven Bauelements klein. Aufgrund der großen Kontaktfläche mit der Leiterplatte und gegebenenfalls unter Nutzung eines Kühlkörpers 40 kann die im induktiven Bauelement entstehende Wärme gut abgeführt werden.As in 4 It can be seen on the yoke surface of the upper magnetic shell 36 a heat sink 40 with cooling fins 42 attached. The outer yoke surface of the lower magnetic shell 36 Can be used for mounting on a circuit board. By means of this bobbin arrangement according to the invention, the overall height of an inductive component remains small. Due to the large contact surface with the printed circuit board and possibly using a heat sink 40 The resulting heat in the inductive component can be dissipated well.

Claims

Spool for a flat coil, with a winding body ( 10 ), to which a winding (W) of an elongate conductor ( 26 ) is windable, one with the winding body ( 10 ) connected first flange ( 12 ) for abutment of a side surface of the winding (W) and with at least one second flange ( 11 ) for conditioning the other side surface of the winding (W), wherein the winding body ( 10 ) an elongated recess ( 14 ) for receiving a leg of a magnet, characterized in that the flanges ( 11 . 12 ) are at a distance from each other equal to the diameter or thickness of the conductor ( 26 ) corresponds to that the winding body ( 10 ) at least one passage opening ( 20 ), which between the two flanges ( 11 . 12 ) formed winding chamber ( 28 ) with the outside of at least one of the flanges ( 11 . 12 ) links that at least one end-side section ( 18 ) of the recess ( 14 ) by at least one bridge ( 16 ) and that this section ( 18 ) a part of the passage opening ( 20 ).

Bobbin body according to claim 1, characterized in that at least one of the flanges ( 11 . 12 ) a slot ( 30 ) from the outer edge of the flange ( 11 ) and preferably up to the winding body ( 10 ), and that the width of the slot ( 30 ) slightly wider than the diameter or thickness of the conductor ( 26 ).

bobbins according to one of the preceding claims, characterized that the bobbin has at least one third flange, with the second flange and in the direction perpendicular to the flanges from the first flange to to the third flange extending bobbin another winding chamber forms, and that each winding chamber a through hole until to the outside has at least one of the first and the third flange.

Bobbin according to one of the preceding claims, characterized in that a magnet ( 35 . 36 ) which surrounds the winding (W) or the windings to concentrate the magnetic flux.

Bobbin according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor is a stranded wire ( 26 ) containing a plurality of insulated individual wires spun together, that the strand ( 26 ) in cross-section has a substantially polygonal shape, and that the winding (W) helically between the flanges ( 11 . 12 ) is trained.

Bobbin according to claim 5, characterized in that the strand ( 26 ) has an outer insulation.

bobbins according to claim 5 or 6, characterized in that the shape of the Strand is substantially rectangular, square or triangular.

bobbins according to one of the preceding claims, characterized that the single wires a circular one Have cross-section whose diameter is in the range of 0.02 to 0.4 mm is located.

Arrangement with a plurality of substantially similar bobbins according to one of the claims 1 to 8, characterized in that the bobbins (S1, S2, S3; S6, S7, S8) are aligned one above the other are arranged.

Arrangement according to claim 9, characterized in that a single magnet, optionally consisting of two shells ( 36 ) which surrounds bobbins (S6, S7, S8) to concentrate the magnetic fluxes of the respective windings.

Arrangement according to claim 10, characterized in that on the yoke surface of the magnet, a heat sink ( 40 ) is arranged.

Arrangement according to one of the preceding claims 9 to 11, characterized in that the two outer flanges of the superposed bobbin (S6, S7, S8) by two U-shaped insulating rails ( 38 ) are connected.