專利名稱：變壓器/電感器的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造變壓器/電感器的方法，也涉及按照此方法制造的變壓器/電感器。通過大電流和小電流的變壓器/電感器在電工技術(shù)中都得到廣泛的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
變壓器被用來把交流從一個電壓電平轉(zhuǎn)變到另一個電壓電平。變壓器通常包括兩個互相絕緣的線圈，它們都裝在一個公共的封閉金屬片芯上，例如，所謂的變壓器片上。流過一個線圈的交變電流靠感應(yīng)而在另一個線圈上產(chǎn)生相同頻率的交流電壓，且只有很小的損耗。各線圈兩端電壓之間的比值基本上等于線圈的繞組圈數(shù)之間的比值。大變壓器常常被浸在油中以減少擊穿絕緣的危險(xiǎn)并能冷卻線圈繞組。電感器常被用作為發(fā)電機(jī)或阻擋元件(扼流圈)。變壓器芯子可由一些適合的磁性材料組成，或者變壓器也可以沒有芯子而只包括線圈，這取決于所涉及的頻率范圍。此外，電感器還是諧振回路中的重要元件。
本發(fā)明的公開變壓器和電感器通常將磁性元件包括在功能性電路中。在磁性單元之間生成空氣隙通常是通過對接或嵌接的方法，有時(shí)還和特定的空氣隙相結(jié)合而得到。本發(fā)明所涉及的變壓器/電感器的結(jié)構(gòu)中的磁路是閉合的，且空氣隙是通過互相壓在一起的磁性元件而得到的。藉助于把U-形磁性元件設(shè)置成一個在另一個的上面，在此位置上把這些元件固定在一起，并且使所述磁性元件互相面向?qū)Ψ?，這樣就得到了閉合磁路以及所述重疊的磁性元件之間的空氣隙，這些部件的表面積大于在磁路中互相接觸的磁性元件的末端之間所呈現(xiàn)的相應(yīng)的表面積。在磁性元件部件互相重疊放置的結(jié)構(gòu)中，所述磁性元件之間的轉(zhuǎn)移(transition)對機(jī)械公差缺陷的敏感性比起在端接或?qū)拥脑那闆r下小得多，同時(shí)磁性元件的重疊部分的表面提供了適當(dāng)?shù)木o固表面以容納例如裝有繞組連接接頭焊片之類的夾緊裝置。
本發(fā)明的變壓器/電感器適用于在自動生產(chǎn)線上生產(chǎn)，特別是，在組裝磁性元件之前制作開放式繞組，因而它并不昂貴且仍然保持其功能上的靈活性。同樣地，本發(fā)明對上述問題的解決方法可應(yīng)用的范圍與所使用磁性材料無關(guān)，它們可以是鐵氧體，疊鋼片，或非晶態(tài)材料，或微晶狀材料。
所說明的實(shí)例使生產(chǎn)成本比傳統(tǒng)方法負(fù)擔(dān)的費(fèi)用降低30％。而且，本發(fā)明的變壓器/電感器的開發(fā)和應(yīng)用潛力由于其以低成本達(dá)到的靈活應(yīng)用而顯得相當(dāng)大。例如，夾緊裝置包括裝在其一端的帶孔端頭，另一端可裝有用于表面安裝的墊片。夾緊裝置也可用于對線圈繞組的自動連接。這能使同一個便宜的產(chǎn)品被用于不同的安裝方式以及用于不同的印刷電路板或印刷電路板組件。按照本發(fā)明而構(gòu)成的變壓器和電感器(帶有或不帶有預(yù)磁化)的合適的使用范圍包括線路應(yīng)用、開關(guān)型電源，環(huán)狀線圈代替品、EMC(電磁兼容)扼流圈等。本發(fā)明的變壓器/電感器(特別是當(dāng)使用互相隔開的線圈的情況時(shí))可包括用于得到可調(diào)整的耦合系數(shù)的裝置，而當(dāng)用于其它用途時(shí)，則可以沒有這樣的裝置。
附圖簡介

圖1顯示了按照本發(fā)明的帶有一個線圈體的變壓器在其組裝前和組裝后的情形。
圖2顯示了按照本發(fā)明的帶有兩個線圈體的變壓器在其組裝前和組裝后的情形。
圖3以垂直位置和水平位置顯示圖1所示的變壓器。
圖4顯示了裝在印刷電路板組件上的本發(fā)明的變壓器的另一個實(shí)施例。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最好方式圖1顯示了本發(fā)明的變壓器的結(jié)構(gòu)。參考數(shù)字1表示U-形且?guī)Ы堑拇判栽?，而參考?shù)字2表示帶有可包括一個或多個繞組的線圈3的類似的U-形磁性元件。參考數(shù)字4表示磁性元件的芯柱以及磁性元件1上的重疊面。在組裝變壓器時(shí)，磁性元件1和2放成互相相對的方向，所述元件的芯柱互相重疊。磁性元件1和2藉粘結(jié)材料而緊固在一起，或者藉夾緊裝置5而固定在一起，該夾緊裝置可任選地通過絕緣材料6而與磁性元件分隔開。夾緊裝置5可以配有孔安裝的引腳和/或表面安裝的小片8。磁性元件可以由鐵氧體、磁性塑料、結(jié)晶性鋼片、非晶態(tài)金屬或微結(jié)晶性金屬等制成。
由磁性塑料材料注塑而成的磁性元件具有低成本和高表面光潔度，當(dāng)本發(fā)明用在包括互相重疊表面的結(jié)構(gòu)的情況下，它對磁通量的影響很小。為了在磁路中得到同樣的磁通量或改善了的磁通量，端對端組裝的磁性元件需要好得多的表面光潔度。鐵氧體磁性元件是較昂貴的。使用激光束來切開粘結(jié)和固定的非晶態(tài)金屬薄片以構(gòu)成U-形磁性元件的方法是一種相當(dāng)昂貴的磁性元件制造過程。
由于一個或多個線圈可在組裝前被繞在單個磁性元件上，因此，比起繞在閉合的磁性體上的線圈來說，其制造成本大為降低。
圖2顯示了類似于圖1所示的變壓器結(jié)構(gòu)，不同的是兩個分開的線圈9、10也被繞在磁性元件2上以及第二個磁性元件有一個在中心位置的成角度的突出部分12。這種結(jié)構(gòu)做出的變壓器具有可調(diào)節(jié)的耦合系數(shù)或耦合比，它以所指出的結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)電流調(diào)節(jié)。
圖3顯示了如何安裝本發(fā)明的變壓器的例子。在圖3左面顯示的是水平安裝，而右面顯示的是垂直或直立安裝，以夾緊裝置5將其緊固到底下的支持面13上。由于磁性部件重疊，該變壓器占用空間將比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)變壓器占用空間小。
圖4顯示了想要安裝在印刷電路板組件上的本發(fā)明的變壓器的另一個實(shí)施例。電路板上配有兩個矩形孔19，它們?nèi)菁{兩個互相裝配的磁性元件15和16?？砂ㄓ幸粋€或多個繞組的一個或兩個線圈17被固定在電路板14上。線圈17可以以分開的薄線圈的形式被放置并緊固在電路板上，或可被放置在一個電路板結(jié)構(gòu)的兩層電路板之間。磁性元件被安置在電路板的孔中，一個從下面放、而一個從上面放，然后，夾緊裝置18或類似功能的裝置從上面和從下面蓋在各個磁性元件15、16上，以便使磁性元件保持在適當(dāng)位置，并使所述磁性元件固定在電路板上，電路板本身有效地緊固住變壓器，而不需要把變壓器直接固定在電路板上。
權(quán)利要求
1.一種包括具有一個或多個線圈的磁性元件的變壓器/電感器，其中磁性元件具有通常的U-形結(jié)構(gòu)，一個U-形磁性元件的芯柱以面對面的方向設(shè)在另一個U-形磁性元件的芯柱上，使磁性元件互相結(jié)合，從而構(gòu)成閉合磁路，其特征在于，磁性元件(1，2；15，16)的每一個可包括一突出部分(12)，用于在使用互相隔開的線圈時(shí)能得到可調(diào)節(jié)的耦合系數(shù)，也可以沒有這樣的突出部分；磁性元件(1，2；15，16)適合于安裝在印刷電路板組件上，并可從印刷電路板的兩側(cè)插入位于印刷電路板組件上的孔(19)中；以及孔(19)容納線圈(17)以構(gòu)成閉合磁路。
2.按照權(quán)利要求1的變壓器/電感器，其特征在于，U-形磁性元件的芯柱藉助于粘結(jié)材料被固緊在一起。
3.按照權(quán)利要求2的變壓器/電感器，其特征在于，夾緊裝置(18)的功能為把U-形磁性元件的芯柱夾持和固緊在一起或把所述磁性元件固緊到印刷電路板組件上。
全文摘要
包括具有一個或多個線圈的磁性元件的變壓器/電感器，磁性元件具有通常的U-形結(jié)構(gòu)，一個U-形磁性元件的鐵芯以面對面的方向放在另一個U-形磁性元件的鐵芯上使磁性元件互相結(jié)合，從而構(gòu)成閉合磁路。各磁性元件(15，16)可包括一突出部分(12)，它可以是尖角的，用于當(dāng)使用互相分開的線圈時(shí)得到可調(diào)節(jié)的耦合系數(shù)，也可以沒有這樣的突出部分。磁性元件(1，2；15，16)適合于安裝在印刷電路板組件上，并可從印刷電路板的兩側(cè)插入位于印刷電路板組件上的孔(19)中。孔(19)容納線圈(17)，以構(gòu)成閉合磁路。
文檔編號H01F3/00GK1146255SQ9519264
公開日1997年3月26日 申請日期1995年4月18日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月19日
發(fā)明者A·林奎斯特 申請人:艾利森電話股份有限公司