TW402727B - Choke coil suppressing common-mode noise and normal-mode noise and normal-mode noise - Google Patents

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A7 B7 ^02727 五、發明説明（/ ) 發明背景 發明領域 一般而言*，本發明係翮於扼流圈/尤其是關於用於抑制 產生於或進入電子設備雜訊之扼流圈/ 先前技藝說明 一般而言，自於共模扼流圈於其常態模式（亦即差動模 9 ♦ 式）中具有輕度漏電感，，因此該共模扼流圈可有效抑制常 模雜訊與共模雜訊。然而L，如果常模雜訊太高的話，則只 * 能K常模扼流圈來消除該雜訊了>。 此外，.栈們知道，可用磁粉混合樹脂材料來做成用於 共模扼流圏之繞線管，，進而藉K増加共模電感，。因此，，由 該繞線管凸緣中心至外周邊表面所量之幅射方向凸緣高度 是相等的：而且該高度被設定為一最小尺寸，K用於確定 沿著該凸緣暴露表面由一繞組之一端至另一繞組之一端之 距離為最小,。 無論如何4，假如僅僅使用磁粉混合樹脂做為繞線管材 料的話，，則所產生之共模磁通會於空氣中不當發散，，進而 無法獲得大型之共模電感元件>。 狳了上述之扼流圏之外.，為了抑制共模雜訊與常模雜 訊，日本編號7-10614 D專利揭示了共模扼流圈，。然而該共

•I 模扼流圈之設計方式為共模磁通流通之磁路中必須使用 到一頂蓋構件/如此便會增加組件數目、•進而使得組合工 作更加複雜0 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 請 先 間 面 之 注 意 事 項 t 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 402727_^__ 五、發明説明（α) 本發明概述 % 本發明之目的在於提供Μ最少組件而有足夠抑制共模 雜訊及常模雜訊能力之扼流圈* 為了達到上述目的V本發明之扼流圏包含：（a)—對繞 組；“b)—磁性繞線管；具有一柱狀棒Μ及由該柱狀棒延 伸出去之凸緣，.而該對繞組即繞於其上：每一凸緣之高度 因幅射方向不同而有不同，其中該高度係由該柱狀棒至該 凸緣外周邊表面來測量之J Κ及（c) 一磁心，《其一端係在該 柱狀棒之一孔洞中，，以形成一封閉磁路 此處所謂之”凸緣之高度”係指由柱狀棒表面至凸緣外 周邊表面之距離所有之凸緣最好是一般相間之形狀/此 處所諝之”柱狀”在數學上之定義即為I 一直線Μ平行一固 定直線而移動所構成之曲面I該曲面不僅為一圓曲面ί亦 包括f面相交之曲面.。 使用這種構形.，當共模雜訊電流於繞組對流動時*，繞 姐中便會產生磁通s而該磁通混合在一起丨並在磁心封閉 磁路中循流時會轉換成渦流熱能損失？因此，.磁通逐漸減 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 弱，《最後便可消除共模雜訊電流\ 比較之下j當常模雜訊電流在繞組對流動時，該繞組 中便會產生磁通$當磁通循流於磁繞線管封閉磁路中Μ及 繞線管與凸緣前端之間時，該磁通轉換成渦流熱能損失/ ># 且因此會減弱，《最後常模雑訊便消除了.少 附圖簡要說明 ~Θ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 402727 ^ 五、發明説明（3 ) .圖1係本發明實施例扼流圈之透視圖； 圖2係由圖1線II-II切過去之剖面圖、； 圖3係由圖1線111 - 111切過去之剖面圖，； 圖4係圖1扼流圈之等效電路圖t; 圖5A及5B表示圖1扼流圏共槙雜訊抑制功能、，其中圖5A 係磁路圖：圖5B係電路圖^ 圖6 A及6 B表示圖1扼流圏常模雜訊抑制功能，，其中圖6A 係磁路圖，圖6B係電路圖.、； 圖7 A及圖7 B表示常模磁通產生之狀態/其中圖7 A表示 本發明實施例扼流圈磁通之分佈/圖表示習知扼流圈磁 通之分佈； 圖8係上述實施例扼流圏設計修改之剖面圖/ 較佳實施例說明· K下將配合附圖詳细說明本發明扼流圈實施例> 參照圖1至圖3，一扼流圏1包含一分離型繞線管2、一 整體型磁心3及一對繞組5及6。該分離型繞線管2具有第一 * * 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 及第二繞線管構件21及22/該兩構件係Μ平行於繞線管2軸 之方向而分離。該第一繞線管構件2 1具有第一棒狀部份2 3a 及三個矩形板狀凸緣部份24a: 25 aK及26a.，其中23 a於其 斷面有一矩形凹槽*而外凸緣部份24 a及25 a係配置於第一 棒狀部份23a之兩端，、且該中央凸緣部份2 6a則設置於第一 棒狀部份23a之中心。 類似狀況第二繞線管構件22包含第二棒狀部份23b及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公ϋ 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7402721/_^_B7_五、發明説明（4) 三個矩形板狀凸緣部份24b，25 bM及26b，其中23 b於其斷， · 面有一矩形凹槽/而外凸緣部份24 bS 2 5b係配置於第二棒 狀部份23b之兩端.，且該中央凸緣部份2 6b則設置於第二棒 狀部份23b之中心 在選擇繞線管構件21及2 2之材料時^此處使用了具1或 大於1(例如3G)相對導磁率之磁性材質，。甚至於上述類型 之磁性材質可包含 < 鎳-鋅或錳-鋅肥粒鐵粉與樹腊黏劑之 揉合物丨諸如絕緣物被覆之肥粒鐵或非晶形之磁性物質,、 K及絕緣樹脂中插入鏞造之肥粒鐵或非晶形物。至於中空 矩形之整體型鐵心3所用之材料最好為具有數千相對導磁率 之磁性材質為佳丨甚至亦可用肥粒鐵或非晶形物。 上述之繞線管構件21及2 2係彼此套合或Μ黏合劑接合 ，同時夾住棒狀部份23 a及23b間的磁心35之一側3a*唯而 * 形成了繞線管2;因為接合了繞線管構件21及22;繞線管2 之構造便具有由第一及第二棒狀部份23a及23b形成之往狀 棒23 ，Μ及由第一及第二凸緣部份24a及24b? 25a及25b 、26a及26b所形成之矩形板狀凸緣24、v 25及264。在此實 施例中，，外部凸緣24及25係設置於棒23之兩端，而中心凸 緣26則設置於棒23之中央。 ί -般而言\所有之凸緣24、2 5及26皆為相同之形狀。 例如，，中心凸緣26之高度（由棒23表面至中心凸緣26之外周 邊表面之距離）K L1及L2來表示/其中L2係在向上方向（離 開棒23)及向左及向右方向（凸緣平面中與向上方向垂直之本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇X297公釐） A7 B7 402727 五、發明説明（y 方向），，而L1則為在向下之方向（與向上方向相反）J且L1 > L 2，，請參考圖3。.沿著凸緣2 4至2 6之外周圍表面 相對於向上及向向，，凸緣24至26之高度U及L2並不相 同。， 降纪丨 尺寸L 2係設定為一最小高度，用Μ確保沿凸緣2 6暴露 表面由繞组5—端至繞組6 —端之一段距雜，例如約由1.5πιβ 至1. 6mm。而L1則最好為L2之兩倍，例如約由至4imn ° 形成於柱狀棒23中之孔洞29其斷面係為矩形/但亦可 為其它形狀；例如一圓圏Λ繞組5及6分別捲繞於凸緣2 4/ 25及26間之棒2 3左半部及右半部， 由於這種配置方式，便可做到下列之扼流圈1。於磁心 3 所環繞之區域內，凸緣24至26前端，尤其是第一繞線管 構件22之凸緣部份24a至26a，由繞組5及6之外周逄表面突 出一點點。相較之下；於磁心3所環繞之區域外，凸緣24至 26前端，尤其是第二繞線管構件23之凸緣部份24b至26b， Γ 由繞組5及6之外周邊表面突出不少。圖4所示為扼流圏1之 等效電路圖。 Μ下將對扼流圈1之共模雜訊抑制功能做一說明，，請參. 考圖 5Α及5Β。 /於圖5Β中，扼流圈1係Κ電氣方式連接至位於電源30及 負載31(例如電子設備）間之兩條訊號線，。第一雜散電容C1 係出現於電源30及地之間，，而第二雜散電容C2則出現於負 載31與地之間。當共模雜訊電流il及i 2如圖5 Β之箭號所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項#.填寫本頁) .裝. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 402727 b； 五、發明説明（t) 示分別流入兩條訊號線中時 便於繞組5及6中有效地產生 兩組磁通必1及必2，，如圖5 A所示。t當這兩組磁通必1及必2 循流於磁心3所形成之封閉磁路時，，它們便混合在一起/並 逐漸地衰弱，。這是因為兩組磁通0 1及 2被轉換成渦流熱 損了。因此便可消除共模雜訊電流i 1及i 2 K下將對扼流圏1之常模雜訊抑制功能做一說明/請參 考圖 6A及6B.。 如圖6B中之箭頭所示，，當常模雜訊電流i3流人兩訊號 線時，、便於繞組5及6中有效地產生兩姐常模磁通4 3及必4 ，如圖6A所示。當這兩組磁通必3及04循流於磁性繞線管2 所形成之磁路中K及繞線管2與凸緣2 4至2 6前端間之空間中 時，它們便會轉換成渦流熱損，並逐漸地衰弱。，於磁通03 及4 4循流之磁路中/扼流圏1可省去頂蓋構件之使用/進 而可簡化組合工作，。 K下將配合圖7A及圖7B詳细說明常模磁通0 3及必4產 生之狀態。圖7A及7B係電腦模擬常模磁通產生狀態之分析 9 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再增寫本頁) 。圖7A係本發明實施例扼流圈1磁通之分佈情況；而圖7B 係習知扼流圈42磁通之分佈情況，該習知扼流圈係設計成+ τ ，沿該凸緣外周邊表面所量之上方及下方凸緣高度是相等 的，而且該高度被設定為一最小尺寸，Μ用於確定沿著該 % 凸緣暴露表面由一繞組之一端至另一繞組之一端之距雛為 最小。該模擬分析顯示1本發明扼流圈1實施例所產生之磁 通比習知扼流圈42所產生之磁通效果更好/此外，本發明 % 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐) A7 B7 40272*7 五、發明説明（ 另一僳點為，i扼流圈1所產生之常模電感亦約為習知扼流圈 4 2所產生之常模電感之1.5倍之多。 本發明之扼流圈並不限於前述之實施例，，於不違雛本 發明精神及範嚼之情況下可做各種之修改t。舉例說明，，只 要沿該凸緣外周邊表面所量之上方及下方（或其它方向）凸 緣高度是不同的ί則繞線管凸緣可為任何形狀。例如如 圖8 所示，上方凸緣之高度可為L2，而下方.、左方及右方 凸緣高度可設為L 1|。 於上述實施例中.，一對繞組係分開總繞，，其間有一區 隔凸緣插入其中彳然而並不一定須如此—對繞組亦可Μ

I 雙線方式繞於繞線管棒上，而不需區隔凸緣纟此外，實施 例中，.磁心係為中空矩形V然亦可為其它形狀，，例如並列 之兩個矩形。實胨例中之繞線管為分離型，但亦可為整體 型，、在此情況下/磁心為分離型/例如下列類型磁心之組 合：.兩個L形磁心"兩個ϋ形磁心.，一 U形磁心及一 I形磁心 ，兩個Ε形磁心，、Κ及一 Ε形磁心及一 I形磁心ν。 此外，4於上述時施例中，，常模磁通循流之磁路中並未 設置一頂蓋構件。，然而亦可於凸緣之外周圍表面設置一頂 蓋構件，.瑄樣一常模磁路將可形成於頂蓋構件與繞線管之 間。、 如前文所逑/本發明提供了下列眾優點。，由於凸緣之 高度沿該凸緣外周遴表面所量之上方及下方是不同的因 此可有效地產生常模磁通？於是扼流圈便可有充份能力去 -Φ- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 請 先 閲 讀 背 之 注 意 事 項 再 t 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7 4Q2727 五、發明説明（》） 抑制共模雜訊及常模雜訊。再者，本扼流圈不須於常模磁 * 通所循流之磁路中使用一頂蓋構件 進而可減少組件之使 用並簡化組合工作 雖然前文說明了本發明幾個實施例，ί但於不違離本發 明範晴下，y可做任何之變化修改，f如以下之申請專利範圍 I 訂 - ^ ( ') (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉

Claims (1)

1. i&2727六、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 Π 1.一種扼流圈，其係包含： —對繞組； 一磁性繞線管、，具有一柱狀棒K及由該柱狀棒延伸出 去之凸緣，>而該對繞組即繞於其上，，每一凸緣之高度因幅 射方向不同而有不同；其中該高度係由該柱狀棒至該凸緣 外周邊表面來測量之；K及 V 一 一磁心•其一端係在該柱狀棒之一孔洞中，Μ形成一 請 先 閱 I 背 1¾ 之 注

   頁 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 封閉磁路= 2 .根據申請專利 通常有相同之形狀 3 .根據申請專利 之高度於其四個正交 方向之高度則不相同 4 .根據申請專利 向之高度係係大於其 5 .根據申譆專利 向之高度係約為其它 6 .根據申請專利 向之高度係小於其它 7 .根據申請專利 向之高度係為其它該 8 .根據申請專利 管係一分離型繞線管 範圍第1項之扼流圏i其中每一該凸緣 範圍第1項之扼流圈t，其中每一該凸緣 方向中之三個方向係相同.，而第四個 Ο 範圍第3項之扼流圈，其中該第四個方 Μ 它該三個方向之高度，。 範圍第3項之扼流圈，，其中該第四個方 該三個方向高度之兩倍。 « 範圍第3項之扼流圈ν其中該第四個方 該三個方向之高度。* 範圍第3項之扼流圈，其中該第四個方 三個方向高度之一半t。 範圍第1項之扼流圈^其中該磁性繞線 ，且其磁心係一整體型磁心，。 木紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） Α8 Β8 C8 D8 ^02727 六、申請專利範圍 9.根據申請專利範圍第1項之扼流圈/其中該磁性繞線 管係一整體型繞線管•，且其磁心係一組合體*，並由下列型 式組合丨兩個L形磁心、，兩個U形磁心，，一 U形磁心及一 I形 磁心*,兩個E形磁心·，K及一 E形磁心及一 I形磁心 10·根據申請專利範圍第1項之扼流圈，.其中該凸緣包 括三個矩形板狀凸緣，其中兩個外側凸緣係設置於該柱狀 ·* 棒之終端*而一中央凸緣則設置於該柱狀棒之中央。 擎 ， 11. 根據申請專利範圍第1項之扼流圈.，其中該凸緣包 含設置於該柱狀棒終端之兩個外側凸緣且該對繞组係一 雙絲式繞組ί» 12. 根據申請專利範圍第1項之扼流圈：其中該磁性_ 線管包含一相對磁導率值為1至数打之材科。 13. 根據申請專利範圍第1項之扼流圈，，其中該磁性繞 線管包含之材料係選自i鎳-鋅或錳-鋅肥粒鐵粉與樹腊黏 劑、•絕緣物被覆之肥粒鐵或非晶形物質，、K及絕緣樹脂中 插入鑄造之肥粒鐵或非晶形物β 1 4 .根據申請專利範圍第1項之扼流圈，其中該磁心包 含一相對磁導率值為數千之磁性材料。， 15.根據申請專利範圍第1項之扼流圈〆其中該磁心包 含由一組肥粒鐵或非晶形物構成之磁性材科，。 -2- 本紙張尺度適用中國®家搞率（CNS ) Α4规格（210x297公簸） (請先閲讀背面之注意事項再切寫本頁) - 經濟部中央梂準局貝工消费合作社印製