RU2806318C2 - Coil frame, inductive component and method for adjusting inductance - Google Patents
Coil frame, inductive component and method for adjusting inductance Download PDFInfo
- Publication number
- RU2806318C2 RU2806318C2 RU2021138975A RU2021138975A RU2806318C2 RU 2806318 C2 RU2806318 C2 RU 2806318C2 RU 2021138975 A RU2021138975 A RU 2021138975A RU 2021138975 A RU2021138975 A RU 2021138975A RU 2806318 C2 RU2806318 C2 RU 2806318C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- foil
- winding wire
- winding
- coil frame
- main element
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к каркасу катушки для индуктивного компонента и к индуктивному компоненту, содержащему каркас катушки с обмоткой из провода. Это может быть катушка с воздушным сердечником, т.е. катушка без магнитного сердечника. Такой индуктивный компонент применяется, среди прочего, в стереосистемах.The present invention relates to a coil frame for an inductive component and to an inductive component comprising a coil frame with a wire winding. This could be an air core coil, i.e. coil without a magnetic core. This inductive component is used, among other things, in stereo systems.
Во многих приложениях желательной является точная регулировка значения индуктивности компонента, по меньшей мере в статистическом среднем для группы (партии) индуктивностей. В частности, для связанных с резонансом приложений требуется очень точная регулировка индуктивности. In many applications, it is desirable to finely control the value of a component's inductance, at least within the statistical average of a batch of inductors. In particular, resonance-related applications require very precise inductance adjustment.
Геометрические размеры сильно влияют на индуктивность электрических компонентов, в частности, в случае катушек с воздушным сердечником. Высокоточные значения индуктивности могут быть получены только в определенных физических пределах и требуют точного управления геометрией. Для индуктивностей с ферритовым сердечником или без него изменения свойств материала и рабочей температуры также приводят к изменению значения индуктивности. Коррекция отклонений значения индуктивности готового компонента от требуемого целевого значения называется «регулировкой» или «настройкой». Geometric dimensions greatly influence the inductance of electrical components, particularly in the case of air-core coils. Highly accurate inductance values can only be achieved within certain physical limits and require precise geometry control. For inductors with or without a ferrite core, changes in material properties and operating temperature will also change the inductance value. Correcting deviations of the finished component's inductance value from the desired target value is called "adjustment" or "tuning".
В документах DE 36 18 122 A1, DE 39 26 231 A1, DE 199 52 192 A1 и DE 10 2008 063 312 A1 описаны регулируемые индуктивные компоненты. Регулировка обычно осуществляется путем вталкивания сердечника из мягкого магнитного материала во внутреннюю часть обмотки или выдвигания из нее, либо путем раздвигания или сжатия обмотки. The documents DE 36 18 122 A1, DE 39 26 231 A1, DE 199 52 192 A1 and DE 10 2008 063 312 A1 describe adjustable inductive components. Adjustment is usually accomplished by pushing a core of soft magnetic material into or out of the inside of the winding, or by pushing the winding apart or contracting it.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение улучшенного каркаса катушки, улучшенного индуктивного компонента и способа регулировки индуктивности индуктивного компонента. It is an object of the present invention to provide an improved coil frame, an improved inductive component, and a method for adjusting the inductance of the inductive component.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения каркас катушки выполнен в виде держателя для провода обмотки индуктивного компонента. Каркас катушки содержит основной элемент, по меньшей мере некоторые области которого обернуты электроизолирующей фольгой. Диаметр каркаса катушки выборочно увеличен за счет обертывания фольгой. Таким образом, индуктивность можно целенаправленно регулировать после наматывания провода обмотки на каркас катушки и поверх по меньшей мере некоторых участков фольги. According to the first aspect of the present invention, the coil frame is configured as a holder for a winding wire of an inductive component. The coil frame contains a main element, at least some areas of which are wrapped with electrically insulating foil. The diameter of the coil frame is selectively increased by wrapping it with foil. In this way, the inductance can be specifically adjusted after winding the winding wire onto the coil frame and over at least some portions of the foil.
В одном варианте осуществления основной элемент каркаса катушки изготовлен из немагнитного материала. Например, это может быть пластмассовый материал. Таким образом, индуктивный компонент может быть выполнен в виде катушки с воздушным сердечником, т. е. не содержать магнитный сердечник, вокруг которого намотан провод обмотки. Таким образом, каркас катушки функционирует исключительно как держатель для провода обмотки и не направляет магнитный поток. В таком варианте осуществления индуктивность особенно сильно зависит от геометрии, в частности, диаметра катушки, что дает возможность точной тонкой настройки путем изменения диаметра.In one embodiment, the main element of the coil frame is made of a non-magnetic material. For example, it could be a plastic material. Thus, the inductive component can be designed as an air-core coil, i.e., without a magnetic core around which the winding wire is wound. Thus, the coil frame functions solely as a holder for the winding wire and does not direct magnetic flux. In such an embodiment, the inductance is particularly dependent on the geometry, in particular the diameter of the coil, which allows precise fine tuning by changing the diameter.
Например, толщина фольги значительно меньше 1 мм. Например, максимальная толщина фольги составляет 100 мкм. В частности, толщина фольги может составлять от 10 до 40 мкм. For example, the thickness of the foil is significantly less than 1 mm. For example, the maximum foil thickness is 100 microns. In particular, the thickness of the foil can be from 10 to 40 microns.
В альтернативном варианте осуществления основной элемент может быть изготовлен из магнитного материала. Например, это может быть ферритовый сердечник. In an alternative embodiment, the main element may be made of magnetic material. For example, it could be a ferrite core.
Например, фольга обернута спирально вокруг основного элемента. Таким образом, длину фольги и, при фиксированной геометрии обмотки, также число оборотов фольги вокруг основного элемента, можно определять в зависимости целевого значения индуктивности. Например, число оборотов варьирует от одного до четырех оборотов. For example, the foil is wrapped spirally around the main element. Thus, the length of the foil and, with a fixed winding geometry, also the number of turns of the foil around the main element, can be determined depending on the target inductance value. For example, the number of revolutions varies from one to four revolutions.
В частности, фольга расположена таким образом, что обмотка из провода обмотки может быть размещена поверх обертки из фольги. Геометрия обертки из фольги, в частности, соответствует геометрии обмотки из провода, при этом обертка из фольги предпочтительно короче, чем обмотка из провода. Обмотка из провода может покрывать всю длину фольги и выступать за пределы фольги. Провод обмотки также может покрывать всю ширину фольги. In particular, the foil is arranged such that a winding wire wrapper can be placed over the foil wrapper. The geometry of the foil wrapper, in particular, corresponds to the geometry of the wire wrapper, with the foil wrapper preferably being shorter than the wire wrapper. The wire wrap can cover the entire length of the foil and extend beyond the foil. The winding wire can also cover the entire width of the foil.
Далее по тексту, максимально возможная эффективная длина - это такая длина фольги, при которой фольга присутствует под всей обмоткой. Таким образом, всю обмотку наносят на больший диаметр.Further in the text, the maximum possible effective length is the length of the foil at which the foil is present under the entire winding. Thus, the entire winding is applied to a larger diameter.
Например, на первом этапе фольгу наносят на половину возможной максимальной эффективной длины, а затем наносят обмотку и измеряют индуктивность компонента. Затем длину фольги уменьшают или увеличивают для получения следующих компонентов в зависимости от измеренного значения индуктивности. Первоначальное нанесение фольги поверх только части максимально возможной длины, например поверх половины, предназначено для обеспечения гибкости для точной регулировки длины фольги. For example, in the first step, the foil is applied to half the maximum effective length possible, and then the winding is applied and the inductance of the component is measured. The length of the foil is then reduced or increased to produce the following components depending on the measured inductance value. Initially applying the foil over only a portion of the maximum possible length, such as over half, is intended to provide flexibility for fine adjustment of the length of the foil.
Например, фольга в полученном компоненте не проходит поверх всей длины основного элемента, в частности, не поверх максимальной возможной эффективной длины фольги. Например, фольга проходит поверх не более чем двух третей длины основного элемента или максимально возможной эффективной длины. Например, фольга проходит поверх по меньшей мере трети длины основного элемента или максимально возможной эффективной длины. Также возможно, что фольга может проходить поверх всей максимальной возможной эффективной длины сначала или в настроенном компоненте, или фольга может отсутствовать.For example, the foil in the resulting component does not extend over the entire length of the main element, in particular, not over the maximum possible effective length of the foil. For example, the foil extends over no more than two-thirds of the length of the main element or the maximum possible effective length. For example, the foil extends over at least a third of the length of the main element or the maximum possible effective length. It is also possible that the foil may extend over the entire maximum possible effective length at first or in a configured component, or the foil may be missing.
В альтернативном варианте осуществления или дополнительно необязательно также можно регулировать диаметр и, таким образом, индуктивность путем изменения толщины фольги или количества слоев фольги. Фольгу можно наносить на основной элемент в один слой. Однако для дополнительного изменения толщины фольгу также можно наносить в несколько слоев. Например, для регулировки индуктивности изначально присутствует определенное количество слоев фольги, а затем один или более слоев удаляют или добавляют в зависимости от измеренного значения индуктивности. Фольга также может иметь разную толщину, и толщину фольги можно варьировать для тонкой настройки. Например, фольга всегда проходит поверх максимальной эффективной длины. В альтернативном варианте осуществления также возможно сочетание изменения длины и изменения количества слоев или толщины фольги.Alternatively or optionally, it is also possible to adjust the diameter and thus the inductance by changing the thickness of the foil or the number of foil layers. The foil can be applied to the main element in one layer. However, to further vary the thickness, the foil can also be applied in multiple layers. For example, to adjust inductance, a certain number of foil layers are initially present, and then one or more layers are removed or added depending on the measured inductance value. The foil can also come in different thicknesses, and the thickness of the foil can be varied for fine tuning. For example, the foil always extends over the maximum effective length. In an alternative embodiment, a combination of changing the length and changing the number of layers or thickness of the foil is also possible.
В одном варианте осуществления фольга изготовлена из немагнитного материала. Например, это может быть пластмассовый материал. Фольга может содержать тот же материал, что и каркас катушки. Таким образом, фольга служит только для увеличения диаметра каркаса катушки, а не для того чтобы направлять магнитный поток. In one embodiment, the foil is made of a non-magnetic material. For example, it could be a plastic material. The foil may contain the same material as the coil frame. Thus, the foil serves only to increase the diameter of the coil frame, and not to direct the magnetic flux.
Каркас катушки может содержать углубление, в котором расположена фольга. Углубление выполнено с возможностью точного размещения фольги и/или точного размещения провода обмотки. The coil frame may include a recess in which the foil is located. The recess is configured to accurately accommodate the foil and/or accurately accommodate the winding wire.
Например, углубление является кольцевым. В частности, углубление проходит спирально вокруг основного элемента. Углубление может проходить только по окружности вокруг основного элемента в секциях или проходить по окружности непрерывно вокруг основного элемента. Например, углубление содержит по меньшей мере два оборота, в частности, непрерывные обороты. Например, углубление проходит по меньшей мере по всей длине фольги. Углубление предпочтительно выполнено с возможностью не только размещения фольги, но также размещения провода обмотки. Углубление предпочтительно проходит поверх большей части длины основного элемента.For example, the recess is annular. In particular, the recess extends helically around the main element. The recess may extend only circumferentially around the main element in sections or extend circumferentially continuously around the main element. For example, the recess contains at least two turns, in particular continuous turns. For example, the recess extends at least along the entire length of the foil. The recess is preferably configured to not only accommodate the foil, but also accommodate the winding wire. The recess preferably extends over most of the length of the main element.
Углубление содержит поперечные ограничители, выполненные с возможностью направлять фольгу и/или провод обмотки, предотвращая их соскальзывание в направлении, перпендикулярном их ходу в направлении основного прохождения. Поперечные ограничители могут быть образованы из материала основного элемента. Углубления могут быть образованы, в частности, непосредственно во время изготовления основного элемента, например в процессе литья под давлением. Также возможно присутствие только одного бокового ограничителя для позиционирования.The recess contains transverse stops configured to guide the foil and/or winding wire, preventing them from sliding in a direction perpendicular to their travel in the direction of the main passage. The transverse stops may be formed from the material of the base element. The recesses can be formed, in particular, directly during the manufacture of the base element, for example during the injection molding process. It is also possible to have only one side stop for positioning.
Например, фольга лишь немного шире углубления. Фольга также может иметь такую же ширину, как углубление или быть немного шире углубления. В этом случае фольга может быть зафиксирована в углублении путем зажимания.For example, the foil is only slightly wider than the recess. The foil can also be the same width as the recess or be slightly wider than the recess. In this case, the foil can be fixed in the recess by clamping.
В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения индуктивный компонент содержит ранее описанный каркас катушки и провод обмотки, намотанный вокруг каркаса катушки. По меньшей мере в некоторых областях, в частности поверх некоторой области длины провода обмотки, фольга расположена между проводом обмотки и основным элементом. Следовательно, увеличены по меньшей мере некоторые области наружного диаметра каркаса катушки и, таким образом, внутреннего диаметра обмотки. Это приводит к увеличению индуктивности компонента. In accordance with a further aspect of the present invention, the inductive component includes a previously described coil frame and a winding wire wound around the coil frame. In at least some areas, in particular over some area of the length of the winding wire, the foil is located between the winding wire and the main element. Consequently, at least some areas of the outer diameter of the coil frame and thus the inner diameter of the winding are increased. This results in an increase in the inductance of the component.
Например, провод обмотки выполнен в виде плоского провода. В альтернативном варианте осуществления провод обмотки также может быть выполнен в виде круглого провода. Это может быть медный провод. For example, the winding wire is designed as a flat wire. In an alternative embodiment, the winding wire can also be designed as a round wire. It could be copper wire.
Например, индуктивность компонента составляет от 1 до 1000 нГн. Например, в зависимости от конструкции, за счет изменения длины фольги можно регулировать индуктивность в диапазоне до 10% от индуктивности с шагами, составляющими 0,1%. For example, the component inductance ranges from 1 to 1000 nH. For example, depending on the design, by changing the length of the foil, the inductance can be adjusted up to 10% of the inductance in steps of 0.1%.
Провод намотки предпочтительно проходит поверх всей длины фольги и, например, также выходит за пределы длины фольги. Фольга и провод обмотки, в частности, выполнены в виде двух однородных обмоток, расположенных одна поверх другой. Наматываемый провод обмотки предпочтительно длиннее, чем фольга. Таким образом, провод обмотки покрывает только часть фольги в основном направлении прохождения фольги. Например, концы провода обмотки выходят за пределы фольги с обеих сторон. The winding wire preferably extends over the entire length of the foil and, for example, also extends beyond the length of the foil. The foil and the winding wire are, in particular, made in the form of two homogeneous windings located one on top of the other. The winding wire being wound is preferably longer than the foil. Thus, the winding wire covers only part of the foil in the main direction of the foil. For example, the ends of the winding wire extend beyond the foil on both sides.
Провод намотки предпочтительно содержит больше витков, чем фольга. Например, число оборотов фольги составляет не более двух третей от количества оборотов провода обмотки. Например, провод намотки имеет восемь оборотов, а фольга имеет пять оборотов. Таким образом, существует достаточная гибкость для тонкой настройки индуктивности. The winding wire preferably contains more turns than the foil. For example, the number of turns of the foil is no more than two-thirds of the number of turns of the winding wire. For example, the winding wire has eight turns, and the foil has five turns. Thus, there is sufficient flexibility to fine-tune the inductance.
Следовательно, диаметр обмотки из провода может быть разным в различных областях. В частности, диаметр больше в тех местах, где провод обмотки располагается поверх фольги. Therefore, the diameter of the wire winding may vary in different areas. In particular, the diameter is larger in those places where the winding wire is located on top of the foil.
В соответствии с одним вариантом осуществления индуктивный компонент содержит каркас катушки с углублением, причем по меньшей мере некоторые области фольги и провода обмотки расположены внутри этого углубления. Углубление может быть, в частности, выполнено, как уже описано выше для каркаса катушки. Углубление, в частности, может быть спиральным и содержать по меньшей мере два витка. Провод обмотки может быть немного более узким, чем углубление. Провод обмотки также может иметь такую же ширину, как углубление, или быть немного шире углубления. В этом случае провод обмотки может быть зафиксирован в углублении путем зажимания.In accordance with one embodiment, the inductive component includes a coil frame with a recess, with at least some areas of foil and winding wire located within the recess. The recess can in particular be made as already described above for the coil frame. The recess may in particular be spiral and contain at least two turns. The winding wire may be slightly narrower than the recess. The winding wire can also be the same width as the recess or be slightly wider than the recess. In this case, the winding wire can be fixed in the recess by clamping.
в альтернативном варианте осуществления фольга также может быть приклеена к основному элементу. Например, фольга является самоклеящейся. Фольга также может быть прикреплена к основному элементу посредством нанесенного клея. Аналогично, провод обмотки может быть приклеен к основному элементу. Также можно сначала прикрепить фольгу к проводу обмотки, например, путем приклеивания ее к проводу обмотки, а затем разместить и закрепить провод обмотки на основном элементе вместе с фольгой. in an alternative embodiment, the foil may also be adhered to the main element. For example, foil is self-adhesive. The foil can also be attached to the main element by means of applied adhesive. Likewise, the winding wire can be glued to the main element. It is also possible to first attach the foil to the winding wire, for example by gluing it to the winding wire, and then position and secure the winding wire to the main element along with the foil.
В альтернативном варианте осуществления провод намотки и/или фольга также могут быть прикреплены к основному элементу посредством горячей зачеканки. В ходе процесса, после помещения фольги и провода обмотки в углубление, выступающие в радиальном направлении области ограничителей могут быть расширены с использованием давления и нагрева таким образом, чтобы ограничители по меньшей мере частично закрыли фольгу и провод обмотки. В этом случае также фольгу можно сначала прикрепить путем приклеивания, а затем прикрепить провод обмотки путем горячей зачеканки. In an alternative embodiment, the winding wire and/or foil may also be attached to the main element by hot caulking. During the process, after placing the foil and winding wire in the recess, the radially protruding areas of the stoppers can be expanded using pressure and heat so that the stoppers at least partially cover the foil and winding wire. In this case also, the foil can be first attached by gluing, and then the winding wire can be attached by hot caulking.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предусмотрен способ регулировки значения индуктивности индуктивного компонента. В этом случае по меньшей мере некоторые области основного элемента каркаса катушки оборачивают фольгой. Длину фольги выбирают в зависимости от целевого значения индуктивности. При фиксированной геометрии длина соответствует некоторому количеству оборотов фольги. In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method for adjusting the inductance value of an inductive component. In this case, at least some areas of the main element of the coil frame are wrapped in foil. The length of the foil is selected depending on the target inductance value. With a fixed geometry, the length corresponds to a certain number of turns of the foil.
Затем каркас катушки оборачивают проводом обмотки, таким образом, что фольга расположена между основным элементом и проводом обмотки по меньшей мере в некоторых областях, в частности, вдоль некоторой области провода обмотки. Например, каркас катушки и индуктивный компонент выполнены, как описано выше. The coil frame is then wrapped with winding wire such that the foil is positioned between the main member and the winding wire in at least some areas, particularly along some area of the winding wire. For example, the coil frame and the inductive component are configured as described above.
Например, для регулировки длины фольги измеряют индуктивность индуктивного компонента той же конструкции. Индуктивность также может быть измерена не напрямую, т.е. через другой параметр, который является мерой индуктивности. Затем длину фольги для другого индуктивного элемента можно изменить в зависимости от отклонения измеренного значения от целевого значения. For example, to adjust the length of the foil, the inductance of an inductive component of the same design is measured. Inductance can also be measured indirectly, i.e. through another parameter, which is a measure of inductance. The foil length for the other inductive element can then be changed depending on the deviation of the measured value from the target value.
Например, длину увеличивают или уменьшают дискретно до тех пор, пока не будет достигнуто желаемое целевое значение. Например, количество оборотов меняют в диапазоне от 1,00 до 4,00 оборотов. Инкремент изменения длины меньше одного оборота, например, составляет 0,01 оборота. For example, the length is increased or decreased in discrete steps until the desired target value is achieved. For example, the number of revolutions is varied in the range from 1.00 to 4.00 revolutions. The increment in length change is less than one revolution, for example, 0.01 revolution.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения каркас катушки для индуктивного компонента содержит ограничитель для позиционирования провода обмотки. In accordance with another aspect of the present invention, the coil frame for the inductive component includes a stop for positioning the winding wire.
Ограничитель, в частности, выполнен с возможностью направлять участок провода обмотки в центральной области обмотки; т. е. к этому участку с обеих сторон примыкает по меньшей мере еще один оборот провода обмотки. Следовательно, это не кромочный участок обмотки. Например, этот участок с обеих сторон направляется двумя ограничителями. Таким образом, ограничители образуют углубление для размещения по меньшей мере одного участка провода обмотки. The limiter is in particular configured to guide a section of winding wire in a central region of the winding; that is, at least one more turn of the winding wire is adjacent to this section on both sides. Therefore, this is not an edge section of the winding. For example, this section is guided on both sides by two limiters. Thus, the stops form a recess for receiving at least one section of winding wire.
В частности, ограничитель или углубление проходит спирально вокруг основного элемента каркаса катушки. Например, ограничитель или углубление содержит по меньшей мере два оборота. Углубление может быть выполнено в основном элементе каркаса катушки. Углубление также может быть выполнено с возможностью позиционирования фольги, как описано выше. Однако каркас катушки также может не содержать фольгу. В противном случае каркас может быть выполнен, как описано выше. In particular, the stop or recess extends helically around the main element of the coil frame. For example, the stop or recess contains at least two turns. The recess can be made in the main element of the coil frame. The recess may also be configured to position the foil as described above. However, the coil frame may also not contain foil. Otherwise, the frame can be made as described above.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения индуктивный компонент содержит такой каркас катушки с углублением, в котором расположен провод обмотки. Например, провод обмотки выполнен в виде плоского провода. Фольга может быть расположена между проводом обмотки и основным элементом каркаса катушки. Также такая фольга может отсутствовать. В другом варианте индуктивный компонент может быть выполнен как описано выше. Провод обмотки прикреплен к основному элементу, как описано выше, например, посредством зажимания, склеивания или горячей зачеканки. In accordance with another aspect of the present invention, the inductive component includes such a coil frame with a recess in which the winding wire is located. For example, the winding wire is designed as a flat wire. The foil may be located between the winding wire and the main element of the coil frame. Also, such foil may be missing. Alternatively, the inductive component may be configured as described above. The winding wire is attached to the main element as described above, for example, by clamping, gluing or hot caulking.
Описание объектов, предусмотренных в данном документе, не ограничивается отдельными конкретными вариантами осуществления. Напротив, признаки отдельных вариантов осуществления могут быть объединены друг с другом с учетом технической целесообразности.The description of the objects provided herein is not limited to any particular embodiment. On the contrary, features of individual embodiments may be combined with each other based on technical feasibility.
Объекты, описанные в данном документе, более подробно пояснены далее со ссылкой на схематические примеры конструкции.The objects described herein are explained in more detail below with reference to schematic design examples.
На графических материалах показаны:The graphic materials show:
на Фиг. 1 представлен вариант осуществления каркаса катушки (вид сбоку); in Fig. 1 shows an embodiment of a coil frame (side view);
на Фиг. 2 представлен вариант осуществления индуктивного компонента (вид сбоку);in Fig. 2 shows a side view of an embodiment of an inductive component;
на Фиг. 3A-3E представлено схематическое изображение способа регулировки индуктивности. in Fig. 3A to 3E are schematic illustrations of a method for adjusting inductance.
На приведенных далее фигурах одинаковые номера позиций предпочтительно относятся к функционально или структурно эквивалентным частям различных вариантов осуществления.In the following figures, like reference numerals preferably refer to functionally or structurally equivalent parts of different embodiments.
На Фиг. 1 показан каркас 1 катушки для индуктивного компонента. Каркас 1 катушки выполнен в виде держателя для провода обмотки. In FIG. 1 shows a coil frame 1 for an inductive component. The coil frame 1 is designed as a holder for the winding wire.
В частности, каркас 1 катушки предназначен для катушки с воздушным сердечником, т. е. катушки, в которой нет магнитного сердечника. Каркас 1 катушки является немагнитным. Каркас 1 катушки может содержать основной элемент 2, изготовленный из пластмассы. Например, каркас 1 катушки изготовлен в процессе литья под давлением. Индуктивность катушки с воздушным сердечником в значительной степени определяется геометрией обмотки. In particular, the coil frame 1 is designed for an air-core coil, that is, a coil that does not have a magnetic core. The coil frame 1 is non-magnetic. The coil frame 1 may comprise a
В одном альтернативном варианте осуществления каркас 1 катушки также может быть выполнен в виде магнитного сердечника, например, в виде ферритового сердечника, или в каркасе 1 катушки может присутствовать магнитный сердечник.In one alternative embodiment, the coil frame 1 may also be made in the form of a magnetic core, for example, a ferrite core, or a magnetic core may be present in the coil frame 1.
Основной элемент 2 в этом случае имеет цилиндрическую форму. Основной элемент 2 также может иметь другую форму, например кубоидную форму. Основной элемент 2 также может представлять собой часть более крупного элемента, например кольцевого элемента. Основной элемент 2 может быть выполнен в виде полого элемента.The
Некоторые области основного элемента 2 обернуты фольгой 3. Фольга 3 служит для выборочного увеличения диаметра основного элемента 2. Some areas of the
Фольга 3 тонкая, что дает возможность тонкой регулировки диаметра основного элемента 2 и, таким образом, индуктивности компонента после наматывания провода обмотки на фольгу 3. Например, толщина фольги 3 составляет от 10 мкм до 40 мкм. Например, толщина фольги 3 составляет 25 мкм. В данном случае фольга 3 нанесена в один слой.The
Фольга 3 содержит немагнитный материал. Фольга 3 может содержать пластмассовый материал или быть изготовлена из пластмассового материала. Например, каркас 1 катушки и фольга 3 могут быть изготовлены из одного и того же материала. В других вариантах осуществления фольга 3 может содержать магнитный материал.
Путем выборочного изменения длины фольги 3, соответствующего количеству оборотов k, можно выборочно регулировать область с увеличенным диаметром, тем самым обеспечивая возможность настройки индуктивности полученного компонента. В данном случае фольга 3 проходит на k=2,00 оборота. Например, число оборотов фольги 3 варьируют в диапазоне k=от 1,00 до 4,00 оборотов. Варьирование выполняют, например, с инкрементом, составляющим 0,01 оборота. By selectively changing the length of the
Каркас 1 катушки дополнительно содержит углубление 4, которое выполнено с возможностью точного позиционирования фольги 3 и/или провода 8 обмотки. Чем точнее фольга 3 и/или провод 8 обмотки могут быть позиционированы на каркасе 1 катушки, тем точнее может быть отрегулирована индуктивность компонента. The coil frame 1 additionally contains a recess 4, which is configured to accurately position the
Углубление 4 проходит по окружности вокруг основного элемента 2. В частности, углубление 4 проходит спирально вокруг основного элемента 2 каркаса 1 катушки. Углубление 4 ограничено с обеих сторон перпендикулярно направлению по окружности ограничителями 5, 6. Ограничители 5, 6 аналогичным образом проходят вокруг основного элемента 2. Таким образом, углубление 4 выполнено в виде направляющей канавки/канала по окружности. Другими словами, углубление 4 выполнено в виде нитки винтовой резьбы, и ограничители 5, 6 выполнены в виде боковин нити резьбы.The recess 4 extends circumferentially around the
Фольгу 3 размещают в углублении 4. Ширина фольги 3 близка к ширине углубления 4. Фольга 3 может быть немного уже углубления 4. Фольга 3 также может быть такой же ширины или немного шире, чем углубление 4, и быть зафиксирована в углублении 4 посредством зажимания или склеивания.
Ширина провода 8 обмотки (см. Фиг. 2) также может быть близка к ширине углубления 4. Например, ширина b углубления 4 не более чем на 25% превышает ширину B провода обмотки. The width of the winding wire 8 (see Fig. 2) can also be close to the width of the recess 4. For example, the width b of the recess 4 is no more than 25% greater than the width B of the winding wire.
Углубление 4 содержит n оборотов, при этом в данном случае n=8. Также может присутствовать больше или меньше восьми оборотов. Углубление предпочтительно содержит по меньшей мере два оборота. Recess 4 contains n turns, in this case n=8. There may also be more or less than eight turns present. The recess preferably contains at least two turns.
В альтернативном варианте осуществления каркас 1 катушки не имеет углубления 4 для позиционирования провода обмотки, но содержит фольгу 3. In an alternative embodiment, the coil frame 1 does not have a recess 4 for positioning the winding wire, but contains a
В другом альтернативном варианте осуществления каркас 1 катушки не имеет фольги для увеличения диаметра, но содержит углубление 4 для точного позиционирования провода обмотки. In another alternative embodiment, the coil frame 1 does not have a foil to increase the diameter, but contains a recess 4 for precise positioning of the winding wire.
На Фиг. 2 показан индуктивный компонент 7, содержащий каркас 1 катушки и провод 8 обмотки, намотанный вокруг него, который, таким образом, формирует обмотку 9. Каркас 1 катушки может иметь конструкцию в соответствии с Фиг. 1. In FIG. 2 shows an
В данном случае провод 8 обмотки выполнен в виде плоского провода. Основная поверхность провода 8 обмотки лежит на основном элементе 2 каркаса 1 катушки. В альтернативном варианте осуществления провод 8 обмотки также может быть выполнен в виде круглого провода. Например, это медный провод. In this case, the winding wire 8 is made in the form of a flat wire. The main surface of the winding wire 8 lies on the
Провод 8 обмотки в данном случае содержит m=7,50 оборота. Таким образом, максимально возможная эффективная длина фольги 3 также составляет 7,50 оборота. Провод 8 обмотки также может иметь больше или меньше оборотов. Wire 8 of the winding in this case contains m=7.50 turns. Thus, the maximum possible effective length of
Провод 8 обмотки содержит два конца 10, 11. Концы 10, 11 продолжаются, например, с возможностью соединения компонента 7 с контактной площадкой (не показана) или снабжены другим контактным соединителем (не показан). The winding wire 8 includes two ends 10, 11. The ends 10, 11 extend, for example, to connect the
Некоторые области провода 8 обмотки расположены поверх фольги 3. Таким образом, фольга 3 расположена между основным элементом 2 каркаса 1 катушки и проводом 8 обмотки. В области, в которой провод 8 обмотки расположен поверх фольги 3, диаметр обмотки 9 увеличен. Таким образом, провод 8 обмотки расположен в некоторых областях поверх фольги 3, а в некоторых областях - непосредственно на основном элементе 2 в зависимости от длины или количества оборотов k фольги 3. Следовательно, диаметр D обмотки 9 увеличен только в некоторых областях. Индуктивность компонента 7 увеличена в зависимости от размера области с увеличенным диаметром.Some areas of the winding wire 8 are located on top of the
Провод 8 обмотки расположен в углублении 4 для точного позиционирования. Ширина B провода обмотки 8 может быть лишь немного меньше ширины b углубления 4. Таким образом, положение провода 8 обмотки точно определяется углублением 4. Ширина B провода 8 обмотки также может быть немного больше ширины b углубления 2, так что провод 8 обмотки фиксируется между ограничителями 5, 6 посредством зажимания. Провод 8 обмотки также может быть зафиксирован в углублении 2 горячей зачеканкой. Радиальные концевые области ограничителей 5, 6, в частности, расширяют путем горячей зачеканки таким образом, что эти концевые области по меньшей мере частично закрывают провод 8 обмотки в направлении радиально наружу.Winding wire 8 is located in recess 4 for precise positioning. The width B of the winding wire 8 can be only slightly smaller than the width b of the recess 4. Thus, the position of the winding wire 8 is precisely determined by the recess 4. The width B of the winding wire 8 can also be slightly larger than the width b of the
В одном варианте осуществления индуктивный компонент 6 не имеет углублений в каркасе 1 катушки для позиционирования провода обмотки 8, но содержит фольгу, как показано на Фиг. 1. In one embodiment, the
В данном случае провод 8 обмотки намотан на каркас 1 катушки в один слой. В других вариантах осуществления провод 8 обмотки также может быть намотан на каркас 1 катушки в несколько слоев.In this case, winding wire 8 is wound on coil frame 1 in one layer. In other embodiments, the winding wire 8 may also be wound onto the coil frame 1 in multiple layers.
В альтернативном варианте осуществления индуктивный компонент 7 не имеет фольги между основным элементом 2 и проводом 8 обмотки, но имеет углубление 4 для точного позиционирования провода 8 обмотки. В этом случае диаметр D обмотки 9 является равномерным. Вместо углубления 4 с двумя ограничителями 5, 6 также может присутствовать только один ограничитель 5, 6 для позиционирования с одной стороны. Кроме того, углубление 4 или ограничитель 5, 6 может быть выполнен(о) только в секциях. In an alternative embodiment, the
На Фиг. 3A-3E показаны этапы способа регулировки индуктивности индуктивного компонента.In FIG. 3A to 3E show steps of a method for adjusting the inductance of an inductive component.
В соответствии с Фиг. 3A обеспечивают наличие каркаса 1 катушки. Каркас 1 катушки может быть выполнен аналогично каркасу 1 катушки, представленному на Фиг. 1. Каркас 1 катушки может содержать, но не обязательно содержит, углубление 4.According to FIG. 3A provide 1 coil frame. The coil frame 1 can be constructed similarly to the coil frame 1 shown in FIG. 1. The coil frame 1 may, but does not necessarily contain, a recess 4.
В соответствии с Фиг. 3B длину l фольги 3 определяют, например, в зависимости от целевого значения, на основе входного измеренного значения M. Эту информацию можно получить из измеренного значения индуктивности идентичного индуктивного компонента. Если измеренная индуктивность меньше желаемого целевого значения, выбирают фольгу 3 с большей длиной, чем у компонента, который использовали для измерения. Если измеренная индуктивность меньше желаемого целевого значения, выбирают фольгу 3 с меньшей длиной, чем у компонента, который использовали для измерения. According to FIG. 3B, the length l of the
Длина l фольги 3 соответствует количеству оборотов k для данного каркаса 1 катушки и данной геометрии намотки. Количество оборотов k варьируют, например, с инкрементом 0,01 оборота. Например, количество оборотов регулируют в диапазоне от 1,00 до 4,00 оборотов. The length l of
В соответствии с Фиг. 3C фольгу 3 оборачивают вокруг основного элемента 2. В данном случае заданное число оборотов составляет приблизительно 2,05. Можно сначала обернуть фольгу 3, а затем отрезать до желаемой длины l. Для точного позиционирования каркас 1 катушки может содержать спиральное углубление 4 (см. Фиг. 1), и фольга 3 может быть размещена в углублении 4. According to FIG. 3C, the
В соответствии с Фиг. 3D провод 8 обмотки наматывают вокруг каркаса 1 с образованием обмотки 9. Фольга 3 выборочно увеличивает диаметр D обмотки 9, как показано схематически в этом документе. Диаметр компонента 7 изменяется в зависимости от толщины фольги 3, в частности, в диапазоне мкм. Провод 8 обмотки в данном случае значительно длиннее, чем фольга 3. Провод 8 обмотки содержит по меньшей мере на один оборот больше, чем фольга 3. Например, количество оборотов провода 8 обмотки по меньшей мере на одну треть больше, чем количество оборотов k фольги 3. Это обеспечивает большую степень свободы для регулировки индуктивности. According to FIG. The 3D winding wire 8 is wound around the frame 1 to form a winding 9. The
В соответствии с Фиг. 3E измеренное значение M индуктивности определяют после нанесения обмотки 9. Если индуктивность достаточно близка к целевому значению, длину l фольги 3 задают для группы компонентов. Если целевое значение еще не достигнуто, длину l фольги 3 дополнительно меняют на основе измеренного значения M. According to FIG. 3E, the measured inductance value M is determined after application of the winding 9. If the inductance is sufficiently close to the target value, the length l of the
Путем регулировки количества оборотов фольги 3 можно добиться очень точной регулировки индуктивности компонента 7. Например, в зависимости от конструкции индуктивность можно регулировать очень точно с инкрементами, составляющими 0,1%, в диапазоне до 10%. Например, целевая индуктивность компонента составляет от 1 до 1000 нГн. By adjusting the number of revolutions of the
Перечень номеров позицийList of item numbers
1 - каркас катушки1 - coil frame
2 - основной элемент2 - main element
3 - фольга3 - foil
4 - углубление4 - recess
5 - ограничитель5 - limiter
6 - ограничитель6 - limiter
7 - индуктивный компонент7 - inductive component
8 - провод обмотки8 - winding wire
9 - обмотка9 - winding
10 - конец провода обмотки10 - end of the winding wire
11 - конец провода обмотки11 - end of the winding wire
b - ширина углубленияb - recess width
B - ширина провода обмоткиB - winding wire width
k - число оборотов фольгиk - number of foil revolutions
n - число оборотов углубленияn - number of revolutions of the recess
m - число оборотов провода обмоткиm - number of turns of the winding wire
D - диаметр обмоткиD - winding diameter
M - измеренное значение.M - measured value.
Claims (16)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019114517.1 | 2019-05-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2021138975A RU2021138975A (en) | 2023-06-29 |
RU2806318C2 true RU2806318C2 (en) | 2023-10-30 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0461712A1 (en) * | 1990-06-14 | 1991-12-18 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Transformer having an air gap and an insulation foil packet |
US5504469A (en) * | 1992-12-24 | 1996-04-02 | Electronic Techniques (Anglia) Limited | Electrical conductors |
RU22841U1 (en) * | 2001-09-06 | 2002-04-27 | Степанов Алексей Николаевич | INDUCTIVE CAPACITIVE ELEMENT |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0461712A1 (en) * | 1990-06-14 | 1991-12-18 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Transformer having an air gap and an insulation foil packet |
US5504469A (en) * | 1992-12-24 | 1996-04-02 | Electronic Techniques (Anglia) Limited | Electrical conductors |
RU22841U1 (en) * | 2001-09-06 | 2002-04-27 | Степанов Алексей Николаевич | INDUCTIVE CAPACITIVE ELEMENT |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7227441B2 (en) | Precision Rogowski coil and method for manufacturing same | |
US7573364B2 (en) | Coil unit | |
US20180067007A1 (en) | Torque sensor coil and torque sensor | |
EP2835805B1 (en) | Bobbin for a gapped toroidal inductor | |
US20150371775A1 (en) | Radial drop winding for open-wound medium voltage dry type transformers with improved support structure | |
RU2806318C2 (en) | Coil frame, inductive component and method for adjusting inductance | |
US20220256661A1 (en) | Coil former, inductive component and method for adjusting an inductance | |
WO2015171560A1 (en) | Adjustable inductor | |
US2703392A (en) | Adjustable toroidal inductance | |
KR20110063755A (en) | Ignition coil with spaced secondary sector windings | |
JP7110501B2 (en) | Current transducer with coil former | |
JP2017502507A (en) | Transducer device with adjusted inductance | |
JP4387300B2 (en) | Sensor coil and distance measuring sensor | |
RU2809063C2 (en) | Inductive component and method for adjusting inductance | |
US20220336150A1 (en) | Inductive component and method for adjusting an inductance value | |
US20220223339A1 (en) | Inductive component and method for adjusting an inductance | |
US10446303B2 (en) | Coil resistor and method for manufacturing same | |
US20210118600A1 (en) | Linear variable differential transducer | |
RU2021138975A (en) | COIL FRAME, INDUCTIVE COMPONENT AND METHOD FOR ADJUSTING INDUCTANCE | |
JPWO2020239847A5 (en) | ||
JPS5919394Y2 (en) | Transformer using annular magnetic core | |
WO2015088796A1 (en) | Radial drop winding for open-wound medium voltage dry type transformers with improved support structure | |
KR102459952B1 (en) | Inductor | |
US2909753A (en) | Resistance elements and method of making same | |
JPH0232513A (en) | Manufacture of transformer winding |