專利名稱：扼流線圈及其內(nèi)埋型鐵芯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種扼流線圈，特別是有關(guān)一種可以同時具有濾除共模噪聲與差模噪聲的扼流線圈。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今人們使用電器非常頻繁，而運用電器不免會使用到電源，才能使其電器正常運作。但是，由于電器在使用交流電源時，可能會因為電源供應(yīng)、高頻變壓器或是其它組件的寄生電容或是雜散電容的運作，使得由交流電源所供應(yīng)的電流中，常會夾帶著噪聲電流，這即是電磁干擾現(xiàn)象。
一般而言，使用交流電源會產(chǎn)生的噪聲包含差模噪聲(differential modenoise)以及共模噪聲(common mode noise)，而電磁干擾(EMI)濾波電路可作為電源抗電磁輻射的第一道防線，主要是由扼流線圈(choke coil)和電容器(capacitor)組成，扼流線圈的作用為抑制噪聲產(chǎn)生或進入電子儀器或設(shè)備中。請參照圖1A，其是美國公告號第4,587,507號發(fā)明專利的鐵芯的示意圖。在圖1A中，習知一種扼流線圈的鐵芯1是由非晶質(zhì)金屬合金(amorphous metallicalloy)薄帶所構(gòu)成。然而，由于非晶質(zhì)金屬合金的使用頻率通常低于100千赫茲(kHz)，且其耐直流偏壓(DC-bias)特性也較差，因而在鐵芯1中設(shè)計一氣隙(air gap)2，企圖改善耐DC-bias特性較差的缺點。但此做法卻會大幅降低扼流線圈的初導(dǎo)磁率(initial permeability)。
請參照圖1B，其是美國公告號第6,456,182號發(fā)明專利的鐵芯的示意圖。為了要消除共模噪聲，美國公告號第6,456,182號發(fā)明專利中所揭示的方式是利用3個獨立的鐵芯11a、11b、11c組合以成為一用來消除共模噪聲的扼流線圈。鐵芯11a、11b、11c的材質(zhì)為氧化磁性物質(zhì)，在鐵芯與鐵芯中間以絕緣材料或黏膠隔開，利用3個獨立的鐵芯11a、11b、11c的尺寸共振現(xiàn)象，可以使其操作頻率延伸至10MHz，使得噪聲在10kHz到10MHz皆可以被有效消減。然而，此種使用3個鐵芯堆棧在一起的方式，將使得扼流線圈的整體高度增加，不利于微小化的趨勢。此外，此種扼流線圈只能用來消除共模噪聲，并無法消除差模噪聲。
請參照圖1C，其是美國公告號第5,581,224號發(fā)明專利的鐵芯的示意圖。為了能夠具有同時消除共模噪聲與差模噪聲，美國公告號第5,581,224號發(fā)明專利中揭示一種扼流線圈，其主要是由兩獨立的鐵芯，分別是位于外圍的鐵芯111與位于內(nèi)部的鐵芯114組成，并纏繞繞線18后而成。鐵芯111的材質(zhì)為磁性鐵氧體(ferrite)或非晶質(zhì)物質(zhì)，而鐵芯114為一低導(dǎo)磁率的粉末鐵芯(dust core)，于鐵芯111和114中間以絕緣材質(zhì)隔開。利用鐵芯111的高導(dǎo)磁率的特性來濾除共模噪聲，并利用鐵芯114的低導(dǎo)磁率的特性來濾除部分的差模噪聲，然而，此種擺設(shè)兩獨立鐵芯的方式，將使得整個扼流線圈所占的面積相當大，而不利于微小化。且由于必須于兩獨立鐵芯之間涂布一絕緣材質(zhì)來將其兩者隔開，不僅增加材料成本，且耗工時。
因此，要如何制作同時能夠用來有效消除共模噪聲和差模噪聲的扼流線圈，且能在經(jīng)濟成本的考量下，符合整體體積微小化的趨勢，正是此領(lǐng)域人士亟需研究的方向。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提出一種扼流線圈，能夠有效消除共模噪聲和差模噪聲。另外，由于能夠在同一扼流線圈中就能具備消除差模和共模的噪聲，進而能夠有效降低成本及其所占的體積。
為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，根據(jù)本發(fā)明一方面提出一種扼流線圈，包括一第一鐵芯、一第二鐵芯以及二組繞線。第二鐵芯內(nèi)埋于第一鐵芯中，而二組繞線則分別環(huán)繞于第一鐵芯外部。其中，第一鐵芯與第二鐵芯分別具相異的初導(dǎo)磁率值(μ)。另外，第二鐵芯具有一缺口，且此缺口可由與第一鐵芯相同的材質(zhì)所填充。
根據(jù)本發(fā)明另一方面提出一種內(nèi)埋型鐵芯，包括一第一鐵芯，以及一第二鐵芯。第二鐵芯內(nèi)埋于第一鐵芯中。其中，第一鐵芯與第二鐵芯分別具相異的初導(dǎo)磁率值(μ)。另外，第二鐵芯具有一缺口，且此缺口可由與第一鐵芯相同的材質(zhì)所填充。
第一鐵芯與第二鐵芯為環(huán)狀，第一鐵芯的材質(zhì)為一復(fù)合磁性材料，而第二鐵芯的材質(zhì)包括磁性鐵氧體(ferrite)。復(fù)合磁性材料包括一磁性填充物與一高分子聚合物，磁性填充物包括鐵、鈷、鎳或其合金的磁性粉末或是磁性鐵氧體?；蛘撸瑥?fù)合磁性材料可包括一含鐵磁性金屬或其合金與一熱固性樹脂(thermosetting resin)。含鐵磁性金屬合金例如為鐵硅合金、鐵鎳合金、鐵硅鋁合金、鉬鐵鎳合金或純鐵，且于含鐵磁性金屬合金中，非磁性元素的所占的重量百分比為10％以下。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特點和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合附圖進行詳細說明如下


圖1A是美國公告號第4,587,507號發(fā)明專利的鐵芯的示意圖。
圖1B是美國公告號第6,456,182號發(fā)明專利的鐵芯的示意圖。
圖1C是美國公告號第5,581,224號發(fā)明專利的鐵芯的示意圖。
圖2A是依照本發(fā)明較佳實施例的扼流線圈的示意圖。
圖2B是圖2A中鐵芯內(nèi)部的示意圖。
圖2C是圖2B中鐵芯沿A-A′方向的剖示圖。
圖3是另一種鐵芯的示意圖。
具體實施例方式
請參照圖2A，其是依照本發(fā)明較佳實施例的扼流線圈的示意圖。本發(fā)明較佳實施例所揭示的扼流線圈20包括鐵芯22與二組繞線28，為求清楚說明，以一假想線L為準，本圖的右半邊僅顯示鐵芯22的內(nèi)部，而本圖的左半邊仍為扼流線圈20的示意圖。
請同時參照圖2A、圖2B，與圖2C，圖2B是圖2A中鐵芯內(nèi)部的示意圖，而圖2C是圖2B中鐵芯沿A-A′方向的剖示圖。鐵芯22包括一第一鐵芯22a與一第二鐵芯22b。第二鐵芯22b內(nèi)埋于第一鐵芯22a中，而二組繞線28則分別環(huán)繞于第一鐵芯22a外部，使得扼流線圈20整體的體積能夠因內(nèi)埋式第二鐵芯22b的設(shè)計而達到符合輕薄短小、微小化的趨勢。
第一鐵芯22a與第二鐵芯22b為環(huán)狀，是利用射出成型或是粉末加壓成型等方式制成，且第二鐵芯22b內(nèi)埋于第一鐵芯22a中，然而第一鐵芯22a與第二鐵芯22b的形狀并不限定非為圖中所示的圓形，其它形狀亦可適用，諸如橢圓形、半圓弧、矩形、三角形、四邊形、梯形、五角形、六角形、八角形、等邊多邊形、或不等邊多邊形等。
第一鐵芯22a與第二鐵芯22b為不同材質(zhì)構(gòu)成，且分別具相異的初導(dǎo)磁率值(μ)。第一鐵芯22a的材質(zhì)為一復(fù)合磁性材料，而第二鐵芯22b的材質(zhì)包括磁性鐵氧體(ferrite)。復(fù)合磁性材料包括一磁性填充物與一高分子聚合物(polymer)，磁性填充物包括鐵、鈷、鎳或其合金的磁性粉末或是磁性鐵氧體?；蛘?，復(fù)合磁性材料可包括一含鐵磁性金屬或其合金(Fe-base magneticmetallic alloy)與一熱固性樹脂(thermosetting resin)。含鐵磁性金屬例如是一純鐵，而其合金較佳地為鐵硅合金(Fe-Si alloy)、鐵鎳合金(Fe-Nialloy)、鐵硅鋁合金(Fe-Si-Al alloy)、或鉬鐵鎳合金(Mo-Fe-Ni alloy)。于此一含鐵磁性金屬合金中，非磁性元素的所占的重量百分比為10％以下。
由于復(fù)合磁性材料所構(gòu)成的第一鐵芯22a的導(dǎo)磁率比第二鐵芯22b的導(dǎo)磁率要來的低，可用來濾除差模噪聲，而對于由磁性鐵氧體所構(gòu)成的第二鐵芯22b而言，其高導(dǎo)磁率的特性可用來濾除共模噪聲，如此一來，可達到僅以單一扼流線圈就能具備消除差模和共模的噪聲的作用，進而能夠有效降低成本及扼流線圈所占的體積。
或者，第一鐵芯22a與第二鐵芯22b的材質(zhì)亦可互換，亦即，第一鐵芯22a的材質(zhì)包括磁性鐵氧體，而第二鐵芯22b的材質(zhì)為一復(fù)合磁性材料。使得第一鐵芯22a的導(dǎo)磁率比第二鐵芯22b的導(dǎo)磁率要來的高，故以第一鐵芯22a來濾除共模噪聲，并以第二鐵芯22b來濾除差模噪聲。
另外，請參照圖3，其是另一種鐵芯的示意圖。除了上述鐵芯的設(shè)計外，可于第二鐵芯中另外設(shè)計一缺口(gap)，且此缺口可由與第一鐵芯相同的材質(zhì)所填充，如圖3中所示，鐵芯32是由第一鐵芯32a與第二鐵芯32b所組成，且第二鐵芯32b是內(nèi)埋于第一鐵芯32a中。并且，第二鐵芯32b具有一缺口34，且缺口34可由與第一鐵芯32a相同的材質(zhì)所填充，借以利用缺口34的大小來調(diào)整扼流線圈的特性，例如操作頻率、電感值、耐DC-bias的特性等。
對于習知直接于由磁性鐵氧體組成的鐵芯中加入一氣隙(air gap)的構(gòu)造而言，雖可借以增加鐵芯耐DC-bias的特性，但是由于氣隙中僅為空氣所容納，而空氣的導(dǎo)磁率為1，故此舉會大幅降低鐵芯的電感值。相較于本發(fā)明的扼流線圈，由于缺口34可由與第一鐵芯32a相同的材質(zhì)所填充，其導(dǎo)磁率與第一鐵芯32a相同(皆大于1)，故本發(fā)明不僅可以通過缺口34的大小來調(diào)整扼流線圈的特性，更能夠維持其高電感值。
本發(fā)明實施例中的扼流線圈可應(yīng)用于一濾波組件，作為例如是電源供應(yīng)器或其它可能產(chǎn)生噪聲的電子裝置的濾波用。
另外，上述的二種內(nèi)埋型鐵芯的適用范圍不僅僅只限用于上述的扼流線圈中，亦可將上述的內(nèi)埋型鐵芯使用于制作電感器，亦可達到使電感器微小化的功用。
雖然本發(fā)明已以一較佳實施例揭示如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的等效的變化或替換，因此本發(fā)明的保護范圍當視后附的本申請權(quán)利要求范圍所界定的為準。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)埋型鐵芯，包括一第一鐵芯；以及一第二鐵芯，內(nèi)埋于該第一鐵芯中；其中，該第一鐵芯與該第二鐵芯是分別具相異的初導(dǎo)磁率值(μ)。
2.權(quán)利要求1所述的內(nèi)埋型鐵芯，其特征在于該第二鐵芯具有一缺口，且該缺口由與該第一鐵芯相同的材質(zhì)所填充。
3.權(quán)利要求1所述的內(nèi)埋型鐵芯，其特征在于該第一鐵芯與該第二鐵芯為環(huán)狀。
4.權(quán)利要求1所述的內(nèi)埋型鐵芯，其特征在于該第一鐵芯的材質(zhì)為一復(fù)合磁性材料，而該第二鐵芯的材質(zhì)包括磁性鐵氧體，或者，該第一鐵芯的材質(zhì)包括磁性鐵氧體，而該第二鐵芯的材質(zhì)為一復(fù)合磁性材料。
5.權(quán)利要求4所述的內(nèi)埋型鐵芯，其特征在于該復(fù)合磁性材料包括一磁性填充物與一高分子聚合物。
6.權(quán)利要求5所述的扼流線圈，其特征在于該磁性填充物包括鐵、鈷、鎳或其合金的磁性粉末或是磁性鐵氧體。
7.權(quán)利要求4所述的內(nèi)埋型鐵芯，其特征在于該復(fù)合磁性材料包括一含鐵磁性金屬或其合金與一熱固性樹脂。
8.權(quán)利要求7所述的內(nèi)埋型鐵芯，其特征在于該含鐵磁性金屬合金為鐵硅合金、鐵鎳合金、鐵硅鋁合金、鉬鐵鎳合金或一純鐵。
9.權(quán)利要求7所述的內(nèi)埋型鐵芯，其特征在于于該含鐵磁性金屬合金中，非磁性元素的所占的重量百分比為10％以下。
10.權(quán)利要求1所述的內(nèi)埋型鐵芯，其特征在于該第一鐵芯與該第二鐵芯是利用射出成型或粉末加壓成型而成。
11.一種扼流線圈，包括一第一鐵芯；一第二鐵芯，內(nèi)埋于該第一鐵芯中；以及二組繞線，分別環(huán)繞于該第一鐵芯外部；其中，該第一鐵芯與該第二鐵芯分別具相異的初導(dǎo)磁率值(μ)。
12.權(quán)利要求11所述的扼流線圈，其特征在于該第二鐵芯具有一缺口，且該缺口由與該第一鐵芯相同的材質(zhì)所填充。
13.權(quán)利要求11所述的扼流線圈，其特征在于該第一鐵芯與該第二鐵芯為環(huán)狀。
14.權(quán)利要求11所述的扼流線圈，其特征在于該第一鐵芯的材質(zhì)為一復(fù)合磁性材料，而該第二鐵芯的材質(zhì)包括磁性鐵氧體，或者，該第一鐵芯的材質(zhì)包括磁性鐵氧體，而該第二鐵芯的材質(zhì)為一復(fù)合磁性材料。
15.權(quán)利要求14所述的扼流線圈，其特征在于該復(fù)合磁性材料包括一磁性填充物與一高分子聚合物。
16.權(quán)利要求15所述的扼流線圈，其特征在于該磁性填充物包括鐵、鈷、鎳或其合金的磁性粉末或是磁性鐵氧體。
17.權(quán)利要求16所述的扼流線圈，其特征在于該復(fù)合磁性材料包括一含鐵磁性金屬合金與一熱固性樹脂。
18.權(quán)利要求17所述的扼流線圈，其特征在于該含鐵磁性金屬合金為鐵硅合金、鐵鎳合金、鐵硅鋁合金、鉬鐵鎳合金、或一純鐵。
19.權(quán)利要求17所述的扼流線圈，其特征在于于該含鐵磁性金屬合金中，非磁性元素的所占的重量百分比為10％以下。
20.權(quán)利要求11所述的扼流線圈，其特征在于該第一鐵芯與該第二鐵芯是利用射出成型或粉末加壓成型而成。
全文摘要
一種扼流線圈，包括一第一鐵芯、一第二鐵芯以及二組繞線。第二鐵芯內(nèi)埋于第一鐵芯中，而二組繞線則分別環(huán)繞于第一鐵芯外部。其中，第一鐵芯與第二鐵芯分別具相異的初導(dǎo)磁率值(μ)。第一鐵芯的材質(zhì)是為一復(fù)合磁性材料，而第二鐵芯的材質(zhì)包括磁性鐵氧體。另外，第二鐵芯具有一缺口，且此缺口可由與第一鐵芯相同的材質(zhì)所填充。本發(fā)明的扼流線圈，能夠有效消除共模噪聲和差模噪聲。另外，由于能夠在同一線圈中就能具備消除差模和共模的噪聲的作用，進而能夠有效降低成本及其整體所占的體積。
文檔編號H01F37/00GK1790563SQ20041010195
公開日2006年6月21日 申請日期2004年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月15日
發(fā)明者李政鴻, 眭明山, 黃逸鴻 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司