耦合电感装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种耦合电感装置，包括一第一线圈组和一第二线圈组，其设置方式让第一线圈组和第二线圈组之间形成的跨线圈电容值能保持第一线圈组的第一电感值及第二线圈组的第二电感值所感应的电动势实质上相等。当电流流经不平衡的寄生电容时，一补偿电容设置于第一线圈组和第二线圈组之间以补偿寄生电容造成的跨线圈电容值。因此，本发明专利技术耦合电感装置能使由两线圈组分别感应出的电动势实质上相等，以避免产生差模‑共模转换或共模‑差模转换的干扰，进而改善模式转换特性以应用在以太网供电系统或其它系统中。

Coupling inductor

The invention discloses a coupled inductor device comprises a first coil and a second coil group, the way of setting up cross formed coil capacitance between the first group and the second group of coil coil inductance coil can keep the first value of the first group of second and two coil inductance value value of the induced electromotive force is essentially equal to. When the current flows through the unbalanced parasitic capacitance, a compensation capacitor is arranged between the first coil group and the second coil group to compensate the capacitance value of the stray coil caused by the parasitic capacitance. Therefore, the invention can make the coupling inductance device consists of two coil groups respectively induced electromotive force is substantially equal to avoid interference, differential mode conversion common mode or common mode differential mode conversion, and then improve the mode conversion characteristics for the application of the Ethernet power supply system or other systems.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种耦合电感装置，尤其涉及一种提供平衡电动势的耦合电感装置。
技术介绍
在以太网供电(PoweroverEthernet,PoE)技术中，在传输数据时可同时将电力与数据从一供电端装置(powersourcingequipment,PSE)传送到一受电端装置(powereddevice,PD)。受电端装置的种类众多，包括网际协议通话技术(voiceoverIP,VoIP)电话、无线局域网络(wirelesslocalareanetwork,WLAN)存取点、蓝芽(Bluetooth)存取点、网络摄像机，以及计算装置等。在建构于以太网供电技术的数据线供电(PoweroverDataLines,PoDL)中，一组数据传输线对会被用来传送直流(direct-current,DC)电源，同一组数据传输线对也会用来发送/接收交流(alternating-current,DC)数据信号，因此不需要替受电端装置提供额外电源。相关领域具备通常知识者皆知，PoE和PoDL标准在电机电子工程师学会(IEEE)802.3有详细规范，在此不另加赘述。以太网供电系统中所采用的耦合电感装置(apparatusesofcoupledinductors)通常会在数据传输线对上提供足够高的阻抗，以支持差模(differential-mode)数据信号的传输。耦合电感装置的主要功用是避免差模噪声被转换成共模(common-mode)干扰。共模干扰会改变供电节点或受电节点的直流准位，进而影响电源供应系统的稳定度。此外，共模干扰也会出现并混在数据传输线对的信号中，除了造成数据错误外，也会成为一个电磁干扰(electromagneticinterference,EMI)源。差模数据信号通常是由大小相同且方向相反的两股交流电流所驱动，在数据传输线对上各自传输。在理想状况下，当这两股交流电流在没有寄生效应的情况下分别流经两个耦合电感装置时，会分别引发大小相同且方向相反的两股电动势(electromagneticfield,EMF)，彼此在共模运作下可互相抵消而不会造成共模干扰而影响耦合电感装置的共模运作。然而，实际耦合电感装置中的电感无可避免地会产生跨线圈电容值(inter-coilcapacitance)，作用如同寄生组件使得上述两耦合电感装置无法引发可完全抵销的两股电动势，进而造成共模干扰。换句话说，共模干扰是由耦合电感装置在转换差模数据信号时的不理想特性造成的，在相关领域通常称为差模-共模转换(differentialtocommon-modeconversion)。以太网供电系统中所采用的耦合电感装置其另一主要功用是避免共模噪声被转换成差模干扰。除了前述共模干扰造成的不好效果的外，差模干扰也会让电源供应系统不稳定度、造成数据错误，以及成为电磁干扰源头。共模干扰通常是由大小和方向相同的两股交流电流所驱动，当共模干扰流经耦合电感装置时，两股交流电流在没有寄生效应的情况下会分别引发大小和方向相同的两股电动势，彼此在差模运作下可互相抵消而不会造成差模干扰。然而，实际耦合电感装置中的电感无可避免地会产生跨线圈电容值而造成差模干扰。在相关领域中，上述耦合电感装置的不理想特性通常称为共模-差模转换(common-modetodifferentialconversion)。
技术实现思路
专利技术人发现，由于耦合电感装置中线圈组之间的物理间隙和线圈组周围的介电质，跨线圈电容值的存在是无可避免的。跨线圈电容值会让耦合电感装置在差模-共模转换和共模-差模转换时呈现非理想特性，进而造成共模干扰和差模干扰。一般来说，上述非理想特性通称为模式转换，因为皆是由同一原因的跨线圈电容值所造成的。鉴于上述现有技术的问题，本专利技术的目的在于提供一种耦合电感装置以解决跨线圈电容值带来的问题并改善模式转换，进而针对以太网供电系统或其它系统改善电源供应的稳定度、提高数据处理系统的正确性，以及能避免成为电磁干扰源头。为达到上述目的，本专利技术公开一种耦合电感装置，其包括一第一电极和一第二电极，设置于沿着一轴方向的一第一端位置；一第三电极和一第四电极，设置于沿着所述轴方向的一第二端位置；一第一绕线区和一第二绕线区，位于所述轴方向上；一第一线圈组，缠绕所述第一绕线区；以及一第二线圈组，缠绕所述第二绕线区。所述第一线圈组包括一第一绕线段，其第一端连接于与所述第二电极，而其第二端朝着所述第二绕线区的方向延伸；以及一第二绕线段，其第一端连接于与所述第一绕线段，而其第二端朝着所述第一端位置延伸以连接至所述第一电极。所述第二线圈组包括一第三绕线段，其第一端连接于与所述第三电极，而其第二端朝着所述第一绕线区的方向延伸；以及一第四绕线段，其第一端连接于与所述第三绕线段，而其第二端朝着所述第二端位置延伸以连接至所述第四电极。其中，所述第一端位置和所述第二端位置分别位于所述轴方向的两对侧，所述第一绕线区位于所述第一端位置与所述第二绕线区之间，且所述第二绕线区位于所述第一绕线区与所述第二端位置之间。为达到上述目的，本专利技术另公开一种耦合电感装置，其包括一第一电极和一第二电极，设置于沿着一轴方向的一第一端位置；一第三电极和一第四电极，设置于沿着所述轴方向的一第二端位置；一第一绕线区和一第二绕线区，位于所述轴方向上；一第一线圈组，缠绕所述第一绕线区；第二线圈组，缠绕所述第二绕线区；以及一补偿电容，耦接于所述第一线圈组和所述第二线圈组之间。所述第一线圈组包括一第一绕线段，其第一端连接于与所述第一电极，而其第二端朝着所述第二绕线区的方向延伸；以及一第二绕线段，其第一端连接于与所述第一绕线段，而其第二端连接至所述第二电极。所述第二线圈组包括一第三绕线段，其第一端连接于与所述第三电极，而其第二端朝着所述第一绕线区的方向延伸；以及一第四绕线段，其第一端连接于与所述第三绕线段，而其第二端连接至所述第四电极。其中，所述第一端位置和所述第二端位置分别位于所述轴方向的两对侧，所述第一绕线区位于所述第一端位置与所述第二绕线区之间，且所述第二绕线区位于所述第一绕线区与所述第二端位置之间。为达到上述目的，本专利技术另公开一种耦合电感装置，其包括一第一电极，设置于沿着一轴方向的一第一端位置；一第二电极，设置于沿着所述轴方向的一第二端位置；一第三电极，设置于所述第二端位置；一第四电极，设置于所述第一端位置；一第一绕线区和一第二绕线区，位于所述轴方向上；一第一线圈组；一第二线圈组；以及一补偿电容，耦接于所述第一线圈组和所述第二线圈组之间。所述第一线圈组包括一第一绕线段，缠绕所述第一绕线区，所述第一绕线段的一第一端连接于与所述第四电极，而所述第一绕线段的一第二端朝着所述第二绕线区的方向延伸；以及一第二绕线段，其第一端连接于与所述第一绕线段，而其第二端连接至所述第三电极。所述第二线圈组包括一第三绕线段，缠绕所述第二绕线区，所述第三绕线段的一第一端连接于与所述第二电极，而所述第三绕线段的一第二端朝着所述第一绕线区的方向延伸；以及一第四绕线段，其第一端连接于与所述第三绕线段，而其第二端连接至所述第一电极。其中，所述第一端位置和所述第二端位置分别位于所述轴方向的两对侧，所述第一绕线区位于所述第一端位置与所述第二绕线区之间，且所述第二绕线区位于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耦合电感装置，其特征在于，包括：一第一电极和一第二电极，设置于沿着一轴方向的一第一端位置；一第三电极和一第四电极，设置于沿着所述轴方向的一第二端位置；一第一绕线区和一第二绕线区，位于所述轴方向上；一第一线圈组，缠绕所述第一绕线区，且包括：一第一绕线段，其第一端连接于与所述第二电极，而其第二端朝着所述第二绕线区的方向延伸；以及一第二绕线段，其第一端连接于与所述第一绕线段，而其第二端朝着所述第一端位置延伸以连接至所述第一电极；以及一第二线圈组，缠绕所述第二绕线区，且包括：一第三绕线段，其第一端连接于与所述第三电极，而其第二端朝着所述第一绕线区的方向延伸；以及一第四绕线段，其第一端连接于与所述第三绕线段，而其第二端朝着所述第二端位置延伸以连接至所述第四电极；其中：所述第一端位置和所述第二端位置分别位于所述轴方向的两对侧；所述第一绕线区位于所述第一端位置与所述第二绕线区之间；且所述第二绕线区位于所述第一绕线区与所述第二端位置之间。

【技术特征摘要】
2015.10.06 US 62/238,098;2016.09.28 US 15/279,3791.一种耦合电感装置，其特征在于，包括：一第一电极和一第二电极，设置于沿着一轴方向的一第一端位置；一第三电极和一第四电极，设置于沿着所述轴方向的一第二端位置；一第一绕线区和一第二绕线区，位于所述轴方向上；一第一线圈组，缠绕所述第一绕线区，且包括：一第一绕线段，其第一端连接于与所述第二电极，而其第二端朝着所述第二绕线区的方向延伸；以及一第二绕线段，其第一端连接于与所述第一绕线段，而其第二端朝着所述第一端位置延伸以连接至所述第一电极；以及一第二线圈组，缠绕所述第二绕线区，且包括：一第三绕线段，其第一端连接于与所述第三电极，而其第二端朝着所述第一绕线区的方向延伸；以及一第四绕线段，其第一端连接于与所述第三绕线段，而其第二端朝着所述第二端位置延伸以连接至所述第四电极；其中：所述第一端位置和所述第二端位置分别位于所述轴方向的两对侧；所述第一绕线区位于所述第一端位置与所述第二绕线区之间；且所述第二绕线区位于所述第一绕线区与所述第二端位置之间。2.如权利要求1所述的耦合电感装置，其特征在于，更包括一材料体，所述材料体包括对应所述第一绕线区设置的一第一芯部、对应所述第二绕线区设置的一第二芯部、设置于所述第一端位置的一第一端部，以及设置于所述第二端位置的一第二端部，其中：所述第一芯部与所述第一端部连接；所述第二芯部由所述第一芯部延伸而与所述第二端部连接；所述第一电极与所述第二电极连接于所述第一端部；且所述第三电极与所述第四电极连接于所述第二端部。3.如权利要求2所述的耦合电感装置，其特征在于，所述材料体更包括一层形部，连接于所述第一端部和所述第二端部。4.如权利要求1所述的耦合电感装置，其特征在于，更包括一材料体，所述材料体包括一包覆部，用来乘载或包覆所述第一线圈组和所述第二线圈组。5.如权利要求1所述的耦合电感装置，其特征在于：所述第一绕线段包括M1线圈；所述第二绕线段包括N1线圈；所述第三绕线段包括M2线圈；所述第四绕线段包括N2线圈；|M1-M2|/M1的值小于0.25；|N1-N2|/N1的值小于0.25；M1、M2、N1和N2为正数；M1大于或等于M2；且N1大于或等于N2。6.如权利要求5所述的耦合电感装置，其特征在于，M1＝M2且N1＝N2。7.如权利要求1所述的耦合电感装置，其特征在于，所述第一绕线段与所述第二绕线段迭置，而所述第三绕线段与所述第四绕线段迭置。8.如权利要求1所述的耦合电感装置，其特征在于：所述第一线圈组和所述第二线圈组以对称方式设置；所述第一线圈组的一第一部分和所述第二线圈组的一第二部分以对称方式设置而形成一跨线圈电容；所述第一线圈组的一第一电感在所述第一部分感应出一第一电动势；所述第二线圈组的一第二电感在所述第二部分感应出一第二电动势；所述跨线圈电容使得所述第一电动势的值和所述第二电动势的值实质上相等；所述第一部分为所述第一线圈组中最接近所述第二线圈组的线圈；且所述第二部分为所述第二线圈组中最接近所述第一线圈组的线圈。9.如权利要求1所述的耦合电感装置，其特征在于，所述第一线圈组是以一顺时针方式沿着所述轴方向来缠绕，而所述第二线圈组是以一逆时针方式沿着所述轴方向来缠绕。10.如权利要求1所述的耦合电感装置，其特征在于，所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极和所述第四电极的设置位置排列形成一四边形，且所述第二电极与所述第三电极之间的直线对应于所述四边形的一对角线。11.如权利要求1所述的耦合电感装置，其特征在于：所述第一电极和所述第四电极耦接于一以太网供电系统中一供电端装置的一正端，或耦接于所述以太网供电系统中一受电端装置的一正端；所述第二电极耦接于所述以太网供电系统中至少一组数据传输线对的一正端；而所述第三电极耦接于所述至少一组数据传输线对的一负端。12.如权利要求1所述的耦合电感装置，其特征在于：所述第二电极和所述第三电极耦接于一以太网供电系统中一供电端装置的一正端，或耦接于所述以太网供电系统中一受电端装置的一正端；所述第一电极耦接于所述以太网供电系统中至少一组数据传输线对的一正端；而所述第四电极耦接于所述至少一组数据传输线对的一负端...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄嘉成，
申请(专利权)人：乾坤科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71