扼流线圈制造技术

本发明专利技术涉及一种家用与工业电子设备所使用的用于防止谐波畸变的扼流线圈，其目的是减小设备尺寸、减小漏磁通以及实现优良的高频特性。其包括第一磁芯与第二磁芯，构成闭合磁路或断开磁路，第一线圈，第二线圈以及第三线圈，其中第一线圈缠绕在第一磁芯上，第二线圈缠绕在第二磁芯上，第三线圈以包裹第一磁芯与第二磁芯这样的方式缠绕，防止谐波畸变所要求的电感值由磁路结构保证。提供一个共态扼流线圈的功能，以增加耦合系数，并减小系统尺寸及漏磁通。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
扼流线圈本专利技术涉及一种扼流线圈，用于防止谐波畸变或改善家用及工业电子设备的功率因数。近年来，为了使工业设备及家用设备减小、尺寸并增加性能，越来越广泛地使用集成应用半导体的装置。在这样装置中嵌入的电源整流电路与相位控制电路使用电容器。用于充电该电容器的巨大的脉冲似的输入电流增加了输电线路与电力设备中的高次谐波电流及电压畸变。这些装置因此反过来受到影响，并且其功率因数显著降低。为了抑制高次谐波电流及改善功率因数，已经提出了各种各样的方法。在所有这些方法中，一个比较简单且成本低的方法受到了密切注视，其中在交流线路中串联(以常规方式)接入一个扼流线圈。图33至35所示用于防止谐波畸变的常规扼流线圈广为所知。图33至35分别表示一个用于防止谐波畸变的常规扼流线圈的分解透视图、断面图及等效电路。在图33至35中，数字58表示用铁氧体材料制成的U形闭路磁芯，数字59表示用硅钢片制成的EI形闭路磁芯，数字60表示线圈架，数字61、62表示线圈，数字63表示树脂箱，数字64表示屏蔽箱，数字65表示铸模树脂，数字66表示分隔凸缘，数字67表示磁隙，符号“C”表示共态扼流线圈部分，以及符号“N”表示常态扼-->流线圈部分。上述用于防止谐波畸变的扼流线圈是把用铁氧体材料制成的U形闭路磁芯和用硅钢片制成的EI形闭路磁芯与具有同样匝数，以包裹两个磁芯58、59方式缠绕在由分隔凸缘66隔开的线圈架60上的线圈61、62结合起来接通。在这个结构中，如图35的等效电路所示，两个不同的闭路磁芯58、59构成两个不同的磁路，并且常态扼流线圈部分“N”主要由硅钢片的EI形闭路磁芯59构成，而共态扼流线圈部分“C”主要由铁氧体材料的U形闭路磁芯58构成。设置在硅钢片制成的EI形磁芯59的中间肢臂上的磁隙67用于改善常态扼流线圈部分“N”的磁饱和特性。对一个用于防止谐波畸变的扼流线圈，通常重要的问题是如何保证常态中大约为几个毫亨的非常大的电感值，并且同时减小组件体积与重量。图33所示的用于防止谐波畸变的常态扼流线圈能保证一个用于防止谐波畸变所要求的常态电感值，而同时具有一个共态扼流线圈的功能。因此，有可能既防止谐波畸变又防止电磁干扰，而且迄今安排在电源电路的滤波部件中的共态扼流线圈可以省去，因此带来减小组件体积的另一个优点。然而，在用于防止谐波畸变的常规扼流线圈中，由于其磁路结构的原因，线圈61与线圈62不能相互紧密地安排，并且按硅钢片的EI形磁芯59的中间肢臂的宽度隔开。结果，共态扼流线圈部分“C”的线圈61与62之间的耦合系数减小，这样铁氧体材料的磁芯58就易于磁饱和。因此对磁芯58必须选择高饱和磁通密度的材料。通常，高饱和磁通密度材料磁导率低，导致的不利情况是增加共态扼流线圈部分“C”的尺寸。并且，在硅钢片的EI形磁芯59的中-->间肢臂上设置的磁隙67产生大量的漏磁通，因此提出了对其它部分施有不利影响的问题。为了解决上述问题，按照本专利技术的扼流线圈包括一个第一磁芯与一个第二磁芯，构成一个闭合磁路或一个断开磁路，一个第一线圈，一个第二线圈以及一个第三线圈，其中第一线圈缠绕在第一磁芯上，第二线圈缠绕在第二磁芯上，以及第三线圈以包裹第一与第二磁芯这样的方式缠绕。如上所述，第三线圈以包裹第一与第二磁芯这样的方式缠绕，并且因此在共态扼流线圈部分“C”中线圈之间的耦合系数变大。结果，能减小共态扼流线圈部分“C”的尺寸。从另一方面来说，在常态扼流线圈部分“N”中，由磁隙产生的漏磁通可以由线圈阻止。因此，能低成本和高质量地提供具有高性能共态扼流线圈的功能的用于防止谐波畸变的紧凑型扼流线圈。图1是按照本专利技术的一个实施例的扼流线圈的模型透视图，图2是表示同一实施例的磁路的示意图，图3是图1所示实施例的一个改进例子的模型透视图，图4(a)与4(b)分别是按照另一实施例的扼流线圈的模型透视图与表示磁路的示意图，图5(a)与5(b)分别是按照又一实施例的扼流线圈的模型透视图与表示磁路的示意图，图6是表示按照再一实施例的扼流线圈的透视图，图7是图6所示扼流线圈的模型透视图，图8是同一扼流线圈的截面图，图9是图6所示实施例的改进例子的模型透视图，图10是图1所示实施例的一个改进例子的模型透视图，图11是图4所示实施例的一个改进例子的模型透视图，图12是本专利技术的另一实施例的透视图，图13是同一实施例的模型俯视图，图14是比较图12实施例-->与参考例之间频率特性的曲线图，图15是本专利技术的另一实施例的透视图，图16是同一实施例的模型俯视图，图17是比较图15实施例与参考例之间频率特性的曲线图，图18是按照图15所示实施例的一个改进例子的模型俯视图，图19是表示另一实施例的磁路的示意图，图20是同一实施例的透视图，图21同一实施例的模型透视图，图22是表示U形分层铁芯的冲压布置的示意图，图23是表示按照另一实施例的扼流线圈的磁路的示意图，图24是表示按照另一实施例的扼流线圈的磁路的示意图，图25(a)、25(b)与25(c)示意图分别表示按照另一实施例的磁路、基本部件的肢臂的放大视图以及沿图25(b)直线X—X′所取的截面图，图26是同一实施例的透视图，图27是同一实施例的模型透视图，图28是表示图25(a)所示实施例的一个改进例子的磁路的示意图，图29(a)与29(b)分别是具有凸部的分层铁芯的模型示意图与振动特性曲线图，图30(a)与30(b)分别是具有凸部的分层铁芯的模型示意图以及表示电感、分层铁芯及漏磁通之间关系的特性曲线图，图31是表示图25(a)所示改进例子的磁路的示意图，图32是表示图25(a)所示改进例子的磁路的示意图，图33是常规扼流线圈的分解透视图，图34是同一扼流线圈的截面图，以及图35是表示同一实施例的等效电路的示意图。实施例1：如下参照附图叙述本专利技术的一个实施例。在图1至图3中，那些与图33、34与35所示常规电路具有相同结构的组成部分分别用同样的参考数字表示，并且将不再叙述。首先，用于防止谐波畸变的一个扼流线圈的模型透视图、其磁路以及图1实施例的一个改进-->例子的模型透视图分别示于图1至图3中。在图1至图3中，数字1表示第一磁芯，构成一个由U形铁氧体材料制成的单矩形闭路磁芯，数字2表示第二磁芯，构成一个由U形硅钢片制成的单矩形磁芯，数字3a表示第一线圈，数字4a表示第二线圈，数字5a表示第三线圈，数字7表示磁隙，符号“A”表示线路电流，符号F1表示由第一线圈3a产生的磁通，符号F2表示由第二线圈4a产生的磁通，以及符号F3表示由第三线圈5a产生的磁通。现详细叙述第一实施例的结构。首先，第一线圈3a缠绕在第一磁芯1的一个肢臂上，以及第二线圈4a缠绕在第二磁芯2的一个肢臂上。此外，第三线圈5a以包裹第一线圈3a与第二线圈4a这样的方式缠绕在两个肢臂之间。为了改善高频特性，可以使用隔开缠绕的缠绕方法。缠绕在第一磁芯1的一个肢臂上的第一线圈3a与缠绕在第一线圈3a上的第三线圈5a以这样的方向布置，即相对线路电流“A”在该特定肢臂中磁通F1与F3相互抵消，因此形成一个与图35相对现有技术叙述的等效电路相似的共态扼流线圈部分“C”。并且，缠绕在第二磁芯2的一个肢臂上的第二线圈4a与缠绕在第二线圈4a上的第三线圈5a使其磁通F2与F3以这样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扼流线圈，其特征在于，包括一个第一磁芯及一个第二磁芯，构成选择其一的一个闭合磁路与一个断开磁路，一个第一线圈，一个第二线圈以及一个第三线圈，其中所述第一线圈缠绕在第一磁芯上，所述第二线圈缠绕在第二磁芯上，以及此外所述第三线圈以包裹所述第一磁芯与所述第二磁芯这样的方式缠绕。

【技术特征摘要】
JP 1994-4-26 88313/941.一种扼流线圈，其特征在于，包括一个第一磁芯及一个第二磁芯，构成选择其一的一个闭合磁路与一个断开磁路，一个第一线圈，一个第二线圈以及一个第三线圈，其中所述第一线圈缠绕在第一磁芯上，所述第二线圈缠绕在第二磁芯上，以及此外所述第三线圈以包裹所述第一磁芯与所述第二磁芯这样的方式缠绕。2.按照权利要求1的一种扼流线圈，其特征在于，所述第一与第二磁芯使用一个单矩形闭路磁芯，所述第一线圈缠绕在第一磁芯的一个肢臂上，所述第二线圈缠绕在所述第二磁芯的一个肢臂上，以及此外所述第三线圈以这样方式缠绕，即包裹第一线圈缠绕的第一磁芯的肢臂以及第二线圈缠绕的第二磁芯的肢臂，所述第一线圈与所述第三线圈以这样方向缠绕，即其磁通相对线路电流在第一磁芯的所述肢臂中相互抵消，因此构成一个共态扼流线圈部分，所述第二线圈与所述第三线圈以这样方向缠绕，即其磁通相对线路电流在第二磁芯的磁路中不能相互抵消，因此构成一个常态扼流线圈部分。3.按照权利要求1的一种扼流线圈，其特征在于，第一与第二磁芯使用一个单矩形闭路磁芯，第一线圈缠绕在第一磁芯的一个肢臂上，第二线圈缠绕在第二磁芯的一个肢臂上，以及此外第三线圈以这样方式缠绕，即包裹第一磁芯的另一肢臂以及第二磁芯的另一肢臂，所述第一线圈与所述第三线圈以这样方向缠绕，即其磁通相对线路电流在第一磁芯的磁路中相互抵消，因此构成一个共态扼流线圈部分，所述第二线圈与所述第三线圈以这样方向缠绕，即其磁通相对线路电流在第二磁芯的磁路中不能相互抵消，因此构成一个常态扼流线圈部分。4.按照权利要求1的一种扼流线圈，其特征在于，第一与第二磁芯使用单矩形闭路磁芯，第一线圈缠绕在第一磁芯的一个肢臂上，第二线圈缠绕在第二磁芯的一个肢臂上，以及此外第三线圈以这样方式缠绕，即包裹第二磁芯的另一肢臂及第一线圈缠绕的第一磁芯的一个肢臂，所述第一与第三线圈以这样方向缠绕，即其磁通相对线路电流在第一磁芯的一个肢臂中相互抵消，因此构成一个共态扼流线圈部分，第二与第三线圈以这样方向缠绕，即其磁通相对线路电流在第二磁芯的磁路中不能相互抵消，因此构成一个常态扼流线圈部分。5.按照权利要求4的一种扼流线圈，其特征在于，第一单矩形闭路磁芯由铁氧体材料构成，第二单矩形闭路磁芯由U形硅钢片构成，以及此外在第二闭路磁芯的两个肢臂的对接表面上均匀地形成磁隙。6.按照权利要求4或5的一种扼流线圈，...

【专利技术属性】
技术研发人员：大西一彰，植松秀典，仿西恒次，佐藤宗计，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]