RU2024086C1 - Inductance unit - Google Patents

Inductance unit

Info

Publication number
RU2024086C1
RU2024086C1 SU4898834A RU2024086C1 RU 2024086 C1 RU2024086 C1 RU 2024086C1 SU 4898834 A SU4898834 A SU 4898834A RU 2024086 C1 RU2024086 C1 RU 2024086C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
printed circuit
contact pads
circuit boards
grooves
printed
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.М. Киселев
Original Assignee
Московский институт электромеханики и автоматики
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский институт электромеханики и автоматики filed Critical Московский институт электромеханики и автоматики
Priority to SU4898834 priority Critical patent/RU2024086C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2024086C1 publication Critical patent/RU2024086C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio electronics. SUBSTANCE: inductance unit has printed-circuit boards carrying on both sides flat coils interconnected through central contact pads and metallized holes. Printed-circuit boards are placed in radial slots of base. Coils of adjacent boards are interconnected by means of connecting elements mounted on sides of base slots and by intermediate contact pads. Starting leads of first-board coils and finishing leads of last-board coil are connected to external contact pads. EFFECT: improved design. 2 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к конструированию радиоэлектронной аппаратуры, в частности к созданию печатных электрорадиоэлементов, и может быть использовано при проектировании и изготовлении индуктивных элементов, устанавливаемых на печатные платы. The invention relates to the construction of electronic equipment, in particular to the creation of printed radio electronic elements, and can be used in the design and manufacture of inductive elements mounted on printed circuit boards.

Известны катушки индуктивности, выполненные в виде обмоток (цилиндрических, тороидальных и др.), намотанных на каркас или на ферромагнитный сердечник. Known inductors made in the form of windings (cylindrical, toroidal, etc.) wound on a frame or on a ferromagnetic core.

Недостатком таких катушек индуктивности является сложность конструкции, обусловленная наличием нескольких конструктивных элементов (каркас, обмотка, сердечник), а также необходимостью специального оборудования, например, намоточных станков или приспособлений для выполнения обмотки. The disadvantage of such inductors is the complexity of the design, due to the presence of several structural elements (frame, winding, core), as well as the need for special equipment, for example, winding machines or devices for performing windings.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является известный индуктивный элемент, содержащий обмотку, состоящую из плоских спиралей с выводами, печатную плату и соединительный элемент. The closest in technical essence to the proposed technical solution is a well-known inductive element containing a winding consisting of flat spirals with leads, a printed circuit board and a connecting element.

Недостатками такого элемента являются ограниченный диапазон регулирования индуктивности, низкая добротность, большие габариты. The disadvantages of this element are the limited range of regulation of the inductance, low quality factor, large dimensions.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования индуктивности, повышение добротности и уменьшение габаритов. The aim of the invention is to expand the range of regulation of inductance, increasing the quality factor and reducing the size.

Цель достигается в индуктивном элементе, содержащем обмотку, состоящую из плоских спиралей с выводами, печатную плату и соединительный элемент, тем, что индуктивный элемент снабжен основанием с внешними контактными площадками, дополнительными печатными платами, а также промежуточными и центральными контактами площадками, спирали размещены соосно на противоположных сторонах всех печатных плат и соединены через центральные контактные площадки и выполненные в них металлизированные отверстия, в основании выполнены пазы, радиально расположенные относительно центра индуктивного элемента, соединительный элемент выполнен в виде печатных проводников, расположенных по сторонам упомянутых пазов, печатные платы закреплены в пазах основания, внешние витки спиралей соединены с промежуточными контактными площадками, расположенными со стороны установки печатных плат в пазы основания, и соединены с печатными проводниками соединительного элемента, начало спирали первой печатной платы и конец спирали последней печатной платы подключены к внешним контактным площадкам, являющимся выводами индуктивного элемента, а также тем, что четыре диаметрально расположенные печатных плат попарно объединены, в одной из объединенных плат выполнен центральный паз с одной кромки печатной платы, а в другой объединенной плате выполнен встречный паз с противоположной кромки печатной платы, объединенные платы соединены между собой в виде креста посредством упомянутых пазов. The goal is achieved in an inductive element containing a winding consisting of flat spirals with leads, a printed circuit board and a connecting element, in that the inductive element is provided with a base with external contact pads, additional printed circuit boards, as well as intermediate and central contact pads, the spirals are placed coaxially on opposite sides of all printed circuit boards and are connected through central contact pads and metalized holes made in them, grooves are made in the base, radially arranged laid relative to the center of the inductive element, the connecting element is made in the form of printed conductors located on the sides of the mentioned grooves, the printed circuit boards are fixed in the grooves of the base, the external turns of the spirals are connected to intermediate contact pads located on the side of the printed circuit boards in the grooves of the base, and connected to the printed conductors of the connecting element, the beginning of the spiral of the first printed circuit board and the end of the spiral of the last printed circuit board are connected to external contact pads, which are with the conclusions of the inductive element, as well as the fact that four diametrically located printed circuit boards are paired together, in one of the combined boards a central groove is made from one edge of the printed circuit board, and in the other combined board a counter groove is made from the opposite edge of the printed circuit board, the combined boards are connected between themselves in the form of a cross through the mentioned grooves.

На фиг.1 приведено изображение первого слоя первой "двойной" платы; на фиг. 2 - второй слой первой "двойной" платы; на фиг.3 - первый слой второй "двойной" платы на фиг.4 - второй слой второй "двойной платы; на фиг.5 - первый слой "одинарной" платы; на фиг.6 - второй слой "одинарной" платы; на фиг. 7 - изображена соединительная печатная плата; на фиг.8 - индуктивный элемент в собранном состоянии, вид сверху; на фиг.9 - индуктивный элемент в собранном состоянии, вид спереди. Figure 1 shows the image of the first layer of the first "double" board; in FIG. 2 - the second layer of the first "double" board; in Fig.3 - the first layer of the second "double" board in Fig.4 - the second layer of the second "double board; in Fig.5 - the first layer of the" single "board; Fig.6 - the second layer of the" single "board; 7 shows a connection printed circuit board; Fig. 8 shows an inductive element in an assembled state, top view; Fig. 9 shows an inductive element in an assembled state, front view.

Изображения на всех фигурах приведены в увеличенном масштабе, например, на фиг.1-7 - в масштабе М2:1, а на фиг.8, 9 - в масштабе М4:1. Images in all figures are shown on an enlarged scale, for example, in Figs. 1-7 - in M2: 1 scale, and in Figs. 8, 9 - in M4: 1 scale.

Печатные платы являются пластинчатыми индуктивными секциями. Printed circuit boards are plate inductive sections.

"Одинарная" плата 1, слои которой изображена на фиг.5, 6, является одной пластинчатой индуктивной секцией, а "двойные" платы 2 и 3, слои которых изображены на фиг.1, 2 и фиг.3, 4, содержат по две пластинчатые индуктивные секции, конструктивно объединенные в одной плате. The “single” board 1, the layers of which are shown in FIGS. 5, 6, is a single plate inductive section, and the “double” boards 2 and 3, the layers of which are shown in FIGS. 1, 2 and 3, 4, contain two plate inductive sections, structurally combined in one board.

На слоях плат 1 - 3 расположены плоские спиральные обмотки 4 и 5 с согласованными между собой направлениями закрутки от центра обмотки. On the layers of the boards 1 to 3, there are flat spiral windings 4 and 5 with coordinated spin directions from the center of the winding.

В центре спиральных обмоток 4 и 5 расположена первая (центральная) контактная площадка 6, в которой выполнено переходное металлизированное отверстие (на чертежах не показано). In the center of the spiral windings 4 and 5, there is a first (central) contact pad 6 in which a transitional metallized hole is made (not shown in the drawings).

Внутренние витки спиральных обмоток 4 и 5 соединены с первой контактной площадкой 6, а через переходное металлизированное отверстие - между собой. Внешние витки спиральных обмоток 4 соединены с второй (внешней) контактной площадкой (прямоугольной формы), расположенной на первом слое плат. Внешние витки спиральных обмоток 5 соединены с третьей контактной площадкой 8 (прямоугольной формы), расположенной на другом слое плат. The internal turns of the spiral windings 4 and 5 are connected to the first contact pad 6, and through a transitional metallized hole - between themselves. The external turns of the spiral windings 4 are connected to the second (external) contact pad (rectangular shape) located on the first layer of the circuit boards. The external turns of the spiral windings 5 are connected to the third contact pad 8 (rectangular shape) located on another layer of the boards.

В нижней половине платы 2 выполнен паз 9 (фиг.1, 2), а в верхней половине платы 3 выполнен паз 10 (фиг.3, 4). Ширина пазов 9 и 10 равна ширине пластин индуктивных секций. In the lower half of the board 2, a groove 9 is made (FIGS. 1, 2), and in the upper half of the board 3, a groove 10 is made (FIGS. 3, 4). The width of the grooves 9 and 10 is equal to the width of the plates of the inductive sections.

На фиг.7 изображена соединительная печатная плата 11, в которой выполнены пазы 12, радиально расположенные относительно центра 13 индуктивного элемента. Figure 7 shows the connecting printed circuit board 11, in which the grooves 12 are made, radially located relative to the center 13 of the inductive element.

По краям пазов 12 соединительной печатной платы 11 выполнены печатные соединительные элементы 14 (заштрихованы), представляющие собой печатные проводники, например, V-образной формы. Along the edges of the grooves 12 of the connecting printed circuit board 11, the printed connecting elements 14 (shaded) are made, which are printed conductors, for example, of a V-shape.

В одном из секторов, образованных пазами 12, расположены четвертая и пятая контактные площадки 15 и 16, являющиеся выводами индуктивного элемента (А и В). In one of the sectors formed by the grooves 12, the fourth and fifth contact pads 15 and 16 are located, which are the terminals of the inductive element (A and B).

На фиг. 8 показан индуктивный элемент в собранном виде (вид сверху). Печатные платы 1 - 3 заштрихованы в клетку, а металлизированные соединительные элементы 14 - под углом 45о.In FIG. 8 shows the inductive element in assembled form (top view). Printed circuit boards 1 - 3 are shaded in a cage, and metallized connecting elements 14 - at an angle of 45 about .

Платы 1 - 3 вставлены в пазы 12 соединительной печатной платы 11, причем "двойные" платы 2 и 3 вставлены одна в другую посредством выполненных в них пазов 9 и 10. Вся конструкция является механически достаточно жесткой, так как, во-первых, ширина пазов соответствует толщине материала, из которого изготовлены платы 1 - 3, во-вторых, платы могут быть дополнительно закреплены клеевым составом, наносимым в местах сочленения, а в третьих, каждая плата припаивается своими контактными площадками 7 и 8 к соединительным элементам 14 соединительной печатной платы 11. Места пайки припоем намечены зачерненными областями 17. The boards 1 to 3 are inserted into the grooves 12 of the connecting circuit board 11, and the “double” boards 2 and 3 are inserted one into the other by means of the grooves 9 and 10 made therein. The whole structure is mechanically rigid enough, since, firstly, the width of the grooves corresponds to the thickness of the material from which the boards 1 to 3 are made, secondly, the boards can be additionally fixed with an adhesive applied at the joints, and thirdly, each board is soldered with its contact pads 7 and 8 to the connecting elements 14 of the connecting printed circuit board s 11. Designated brazing solder scheduled blackened areas 17.

Для удобства монтажа пайку можно осуществлять с обратной стороны соединительной платы 11 (см. фиг.9), на которой можно выполнить соединительные элементы 14. For ease of installation, soldering can be done on the back of the connection board 11 (see Fig. 9), on which the connecting elements 14 can be made.

Предлагаемый индуктивный элемент работает следующим образом. The proposed inductive element operates as follows.

Как можно видеть из фиг.8, плоские спиральные обмотки всех индуктивных секций соединены в последовательную цепочку через вторые и третьи контактные площадки индуктивных секций и печатные соединительные элементы 14 соединительной печатной платы 11, образуя тем самым единый индуктивный элемент. При этом начало плоской спиральной обмотки первой индуктивной секции и конец плоской спиральной обмотки последней секции подключены к четвертой и пятой контактным площадкам 15 и 16, являющимся выводами индуктивного элемента и расположенным на соединительной плате 11. As can be seen from Fig. 8, the flat spiral windings of all inductive sections are connected in series through the second and third contact pads of the inductive sections and the printed connecting elements 14 of the connecting printed circuit board 11, thereby forming a single inductive element. The beginning of the flat spiral winding of the first inductive section and the end of the flat spiral winding of the last section are connected to the fourth and fifth contact pads 15 and 16, which are the conclusions of the inductive element and located on the connection board 11.

Поскольку в одной индуктивной секции имеются две плоские спиральные обмотки, направления закрутки которых от центра обмоток согласованы, т.е. на одном слое - по часовой стрелке, а на другом слое - против часовой стрелки, то при пропускании электрического тока через эти последовательно соединенные обмотки магнитные потоки, возбуждаемые этими обмотками, будут суммироваться, а величина индуктивности одной индуктивной секции будет превышать двойную величину индуктивности отдельной обмотки за счет взаимоиндукции М двух обмоток
Lсекции = 2 L обм + М.Since there are two flat spiral windings in one inductive section, the twist directions of which are coordinated from the center of the windings, i.e. on one layer - clockwise, and on the other layer - counterclockwise, when passing electric current through these series-connected windings, the magnetic fluxes excited by these windings will be added up, and the inductance of one inductive section will exceed the double value of the inductance of a separate winding due to the mutual induction M of two windings
L sections = 2 L rpm + M.

В собранном состоянии индуктивного элемента центры обмоток всех индуктивных секций находятся в одной плоскости на равном удалении от центра 13 индуктивного элемента, а сами обмотки образуют тело вращения - тороид. Таким образом, предлагаемый индуктивный элемент, состоящий из набора индуктивных секций, эквивалентен секционированной тороидальной катушке индуктивности. In the assembled state of the inductive element, the centers of the windings of all inductive sections are in the same plane at an equal distance from the center 13 of the inductive element, and the windings themselves form a body of revolution - a toroid. Thus, the proposed inductive element, consisting of a set of inductive sections, is equivalent to a sectioned toroidal inductor.

Изменяя количество индуктивных секций в элементе, можно в широком диапазоне изменять значение индуктивности индуктивного элемента. By changing the number of inductive sections in the element, it is possible to change the inductance value of the inductive element in a wide range.

При n = 8 (см. фиг.8) индуктивный элемент представляет собой многослойную печатную катушку индуктивности, выполненную на 16 слоях. At n = 8 (see Fig. 8), the inductive element is a multilayer printed inductor made on 16 layers.

При этом габариты такого индуктивного элемента могут быть достаточно малыми (внешний диаметр - 15-20 мм, высота - 10 мм). Furthermore, the dimensions of such an inductive element can be quite small (external diameter - 15-20 mm, height - 10 mm).

В качестве соединительной платы может использоваться непосредственно часть монтажной платы, на которой должен быть установлен предлагаемый индуктивный элемент совместно с другими электрорадиоэлементами, что упрощает компоновку и монтаж. As the connection board, a part of the circuit board can be used directly, on which the proposed inductive element must be installed together with other electro-radio elements, which simplifies the layout and installation.

Предлагаемый индуктивный элемент включается в электрическую схему устройства через вводы 15, 16, к которым подходят печатные проводники (не показаны), и может выполнять различные функции - дроссель, катушка индуктивности колебательного контура, фильтр и др. The proposed inductive element is included in the electrical circuit of the device through the inputs 15, 16, which are suitable for printed conductors (not shown), and can perform various functions - inductor, inductor, oscillatory circuit, filter, etc.

Предлагаемый индуктивный элемент допускает возможность плавной регулировки индуктивности, что достигается, например, введением ферромагнитного сердечника между индуктивными секциями (на чертежах не показан). The proposed inductive element allows for smooth adjustment of the inductance, which is achieved, for example, by introducing a ferromagnetic core between the inductive sections (not shown in the drawings).

Экранировка индуктивного элемента обеспечивается обычными средствами, например использованием защитного электропроводящего кожуха, в который помещается указанный элемент. The screening of the inductive element is provided by conventional means, for example, using a protective electrically conductive casing in which the specified element is placed.

Claims (2)

1. ИНДУКТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий обмотку, состоящую из плоских спиралей с выводами, печатную плату и соединительный элемент, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования индуктивности, повышения добротности и уменьшения габаритов, индуктивный элемент снабжен основанием с внешними контактными площадками, дополнительными печатными платами, а также промежуточными и центральными контактными площадками, спирали размещены соосно на противоположных сторонах всех печатных плат и соединены через центральные контактные площадки и выполненные в них металлизированные отверстия, в основании выполнены пазы, радиально расположенные относительно центра индуктивного элемента, соединительный элемент выполнен в виде печатных проводников, расположенных по сторонам упомянутых пазов, печатные платы закреплены в пазах основания, внешние витки спиралей соединены с промежуточными контактными площадками, расположенными со стороны установки печатных плат в пазы основания и соединенными с печатными проводниками соединительного элемента, начало спирали первой печатной платы и конец спирали последней печатной платы подключены к внешним контактным площадкам, являющимся выводами индуктивного элемента. 1. INDUCTIVE ELEMENT containing a winding consisting of flat spirals with leads, a printed circuit board and a connecting element, characterized in that, in order to expand the range of regulation of inductance, increase the quality factor and reduce the size, the inductive element is equipped with a base with external contact pads, additional printed boards, as well as intermediate and central contact pads, spirals are placed coaxially on opposite sides of all printed circuit boards and connected through central contact pads platforms and metallized holes made in them, grooves are made at the base radially located relative to the center of the inductive element, the connecting element is made in the form of printed conductors located on the sides of the said grooves, printed circuit boards are fixed in the grooves of the base, the external turns of the spirals are connected to the intermediate contact pads, located on the installation side of the printed circuit boards in the grooves of the base and connected to the printed conductors of the connecting element, the beginning of the spiral of the first atnoy board and the last end of the coil printed circuit board connected to external contact pads, is the output of the inductive element. 2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что четыре диаметрально расположенных печатных платы попарно объединены, в одной из объединенных плат выполнен центральный паз с одной кромки печатной платы, а в другой объединенной плате выполнен встречный паз с противоположной кромки печатной платы, объединенные платы соединены между собой в виде креста посредством упомянутых пазов. 2. The element according to claim 1, characterized in that the four diametrically located printed circuit boards are paired together, in one of the integrated circuit boards a central groove is made from one edge of the printed circuit board, and in the other integrated circuit board a counter groove is made from the opposite edge of the printed circuit board, combined circuit boards interconnected in the form of a cross by means of the mentioned grooves.
SU4898834 1991-01-02 1991-01-02 Inductance unit RU2024086C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4898834 RU2024086C1 (en) 1991-01-02 1991-01-02 Inductance unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4898834 RU2024086C1 (en) 1991-01-02 1991-01-02 Inductance unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2024086C1 true RU2024086C1 (en) 1994-11-30

Family

ID=21553476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4898834 RU2024086C1 (en) 1991-01-02 1991-01-02 Inductance unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2024086C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2560918C2 (en) * 2012-12-03 2015-08-20 Корпорация "САМСУНГ ЭЛЕКТРОНИКС Ко., Лтд." Q-factor increase method for flat pancake coil

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1472960, кл. H 01F 17/02, 1987. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2560918C2 (en) * 2012-12-03 2015-08-20 Корпорация "САМСУНГ ЭЛЕКТРОНИКС Ко., Лтд." Q-factor increase method for flat pancake coil

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100813913B1 (en) Electronic transformer/inductor devices and methods for making same
US6820321B2 (en) Method of making electronic transformer/inductor devices
US5321380A (en) Low profile printed circuit board
JP3158757B2 (en) Chip type common mode choke coil and method of manufacturing the same
US5487214A (en) Method of making a monolithic magnetic device with printed circuit interconnections
US7178220B2 (en) Method of making slotted core inductors and transformers
US6211767B1 (en) High power planar transformer
EP0689214A1 (en) Process of producing a multi-layered printed-coil substrate, printed-coil substrates and printed-coil components
JPH04144212A (en) High frequency transformer and coil using printed wiring board
GB2285892A (en) Transformer structurally combined with an electrical/electronic circuit substrate
RU2024086C1 (en) Inductance unit
US5534838A (en) Low profile high power surface mount transformer
JP2004127966A (en) Inductive element and its manufacturing method
JPH0745932Y2 (en) Laminated coil
JP2004087524A (en) Circuit board and electronic apparatus employing it
KR100279729B1 (en) Stacked Chip Inductors
JPH06215962A (en) Transformer
JPH038311A (en) Laminated transformer
JPH04245410A (en) Printed coil for double-tuned circuit use
JP3476296B2 (en) Manufacturing method of multilayer chip type inductor
JPH0227533Y2 (en)
JPS59114807A (en) Printed multi-layer coil
JPH04137395A (en) Discharge lamp lighting device
JP2971943B2 (en) Thin transformer
KR100293307B1 (en) Stacked ferrite inductor and method for manufacturing the same