CN201112035Y - 电感结构 - Google Patents

Abstract

一种电感结构，其包括至少一线圈以及一完全充实该线圈的磁性填充物，每一线圈至少包括一由多个匝圈所形成的电磁感应段，以及由该电磁感应段两端延伸的两端子脚，该磁性填充物一体充实该线圈的电磁感应段及各该匝圈邻接间隙，其中，该两端子脚裸露于该磁性填充物外部。借由此电感结构，减少漏磁的发生，亦可因增加热源的散热面积加速散热效率，更因为该线圈包覆于该磁性填充物中，能有效降低电磁干扰的影响。此外，该电感结构更具有一设于该磁性填充物的表面，且与该磁性填充物电感量不同的磁芯层，以加宽该电感结构滤波频率的范围。

Description

电感结构

技术领域

本实用新型涉及一种电感结构，特别是涉及一种具有包覆于磁性物质内线圈的电感结构。

背景技术

电感器(Inductor)为目前电子产业中极为重要的被动元件之一，其具有过滤杂讯、抑制瞬间电流、降低电磁干扰(EMI，ElectroMagneticInterference)及功率转换等功能，也因为多功能的特性，使电感器广泛应用于各种电子产品中。无论传统线圈型电感或是SMD(Surface Mount Device)电感，皆具备有一供电流通过的线圈以及一供该线圈缠绕固定的铁芯结构，此类电感器因铁芯与线圈之间存有空隙影响电磁转换，因此发生较大漏磁的现象，造成电感通电运作中产生大量热能，而为防止因外露的线圈漏磁而造成对邻近电子元件的电磁干扰(EMI)，一般外覆一层用以隔绝电磁金属的外壳于线圈外部，但此一外壳的设置势必造成电感器的热能累积。

多种内嵌式电感器，如美国专利第6725525号、第6614338号、第6373368号、第6189204号，以及中国台湾专利第I277107号、第436824号所示的电感器，是将线圈运用不同方法嵌设于磁性物，虽然可以有效隔绝电磁干扰的影响，但此类电感器内线圈与模制磁性材料之间仍具有间隙，当通电运作时，容易产生震动甚至噪音，也会造成磁通量损失，使得电感器整体磁通量产生不均匀影响磁性稳定度。

另一方面，电子产品中为因应不同频率讯号的负载，可能分别设有针对不同工作讯号频率的电感器，并将该些电感器进一步加以电气连接，以增加电路板上滤波范围。然而，由于电子产品日益微型化的趋势，多数电感器的装设虽可增加滤波工作范围，但必然限制电路板体积缩小的可能，又相邻电感器之间会造成讯号相互干扰，可能会造成讯号不稳定等问题，而于工业制造上，增设电感器亦使生产成本上升。

由此可见，上述现有的电感器在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决电感器存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的电感结构，便成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的电感器存在的缺陷，本设计人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的电感结构，能够改进一般现有的电感器，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。

发明内容

本实用新型的主要目的在于，克服现有的电感器存在的缺陷，而提供一种新型结构的电感结构，所要解决的技术问题是使其解决过去传统电感器易辐射出较大的电磁干扰以及运作中过热等问题，大幅减少磁损发生，从而更加适于实用。

本实用新型的另一目的在于，提供一种新型结构的电感结构，所要解决的技术问题是使其增加电感器的工作频率范围，以减少电感器的设置，从而更加适于实用。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种电感结构，该电感结构包括至少一线圈以及一磁性填充物，每一线圈至少包括一由多个匝圈所形成的电磁感应段，以及由该电磁感应段二端延伸出作为电气连接使用的二端子脚，该磁性填充物一体充实该线圈的电磁感应段及各该匝圈邻接间隙，且该二端子脚裸露于该磁性填充物外部。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可以可采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的电感结构，其中所述的磁性填充物的外径大于线圈的匝圈外径。

前述的电感结构，其中所述的线圈为一环形线圈。

前述的电感结构，其中所述的磁性填充物包覆环形线圈以形成一实心筒形结构。

前述的电感结构，其中所述的磁性填充物包覆环形线圈以形成一封闭环形结构。

前述的电感结构，其中所述的磁性填充物的表面具有至少一散热结构。

前述的电感结构，其中所述的线圈为一柱形线圈。

前述的电感结构，其中所述的电感结构更具有一设于磁性填充物表面且与该磁性填充物不同导磁系数的磁芯层，该磁芯层具有一容设该磁性填充物的容置空间。

前述的电感结构，其中所述的磁芯层的表面具有至少一散热结构。

前述的电感结构，其中所述的磁芯层更具有至少一供端子脚穿出的开口。

前述的电感结构，其中所述的磁芯层完全包覆于磁性填充物外侧。

前述的电感结构，其中所述的磁性填充物部分裸露出磁芯层。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本实用新型的主要技术内容如下：

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种电感结构，解决上述技术问题所采用的技术方案，包括有至少一线圈以及一磁性填充物，每一线圈至少包括有一由多个匝圈所形成的电磁感应段，以及由该电磁感应段两端延伸出的两端子脚，而该磁性填充物，一体充实该线圈的电磁感应段及各该匝圈邻接间隙，并使该二端子脚裸露于该磁性填充物外部以做为电气连接使用，且该磁性填充物的外径大于该线圈的匝圈外径。

另外，为了达到上述目的，本实用新型一种电感结构，更于该磁性填充物表面具有一与该磁性填充物不同导磁系数的磁芯层，该磁芯层设有一容设该磁性填充物的容置空间。借由上述两种不同导磁系数磁性元件装配的技术方案，有效延长工作讯号频率的范围，减少多个电感器的设置，亦能避免因多个电感器的间相互造成讯号频率的干扰问题。

经由上述可知，本实用新型一种电感结构，其包括至少一线圈以及一完全充实该线圈的磁性填充物，每一线圈至少包括一由多个匝圈所形成的电磁感应段，以及由该电磁感应段两端延伸的两端子脚，该磁性填充物一体充实该线圈的电磁感应段及各该匝圈邻接间隙，其中，该两端子脚裸露于该磁性填充物外部。借由此电感结构，减少漏磁的发生，亦可因增加热源的散热面积加速散热效率，更因为该线圈包覆于该磁性填充物中，能有效降低电磁干扰的影响。此外，该电感结构更具有一设于该磁性填充物的表面，且与该磁性填充物电感量不同的磁芯层，以加宽该电感结构滤波频率的范围。

借由上述技术方案，本实用新型电感结构至少具有下列优点：本实用新型电感结构是将线圈包埋于磁性填充物中，仅延伸出两作为与外部电气连接使用的端子脚，且该线圈与该磁性填充物之间并无间隙，因此，当电流通过时，有效增加电感量并减少漏磁的发生，亦可减少因磁损所导致的热能产生问题。此外，本实用新型更将内含线圈的磁性填充物表面上外设一磁芯层，该磁芯层与该磁性填充物为不同导磁系数，可分别因应不同工作讯号频率，使得整体电感结构的工作频率范围扩大，以取代多个小工作范围的电感器，如此可减少电路板上电感器的设置量，避免相邻电感器之间造成的电磁干扰。

本实用新型具有上述诸多优点及实用价值，其不论在结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的电感器具有增进的多项功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本实用新型电感结构一较佳实施例的外观立体示意图。

图2是本实用新型电感结构一较佳实施例的结构剖面示意图。

图3是本实用新型电感结构具有双层电磁感应段实施例的外观上视示意图。

图4是本实用新型中具有凸出部散热结构较佳实施例的结构剖面示意图。

图5是本实用新型中具有凹陷部散热结构较佳实施例的结构剖面示意图。

图6是本实用新型较佳实施例中封闭环形电感结构的结构剖面示意图。

图7是本实用新型较佳实施例中柱形电感结构的结构剖面示意图。

图8是本实用新型电感结构另一实施例的结构分解示意图。

图9是本实用新型电感结构另一实施例的组合立体示意图。

图10是本实用新型电感结构另一实施例中磁性填充物部分裸露出磁芯层的结构剖面示意图。

图11是本实用新型电感结构另一实施例中磁芯层完全包覆磁性填充物的结构剖面示意图。

图12是本实用新型中具有凸出部散热结构另一实施例的结构剖面示意图。

图13是本实用新型中具有凹陷部散热结构另一实施例的结构剖面示意图。

图14是本实用新型另一实施例中封闭环形电感结构的结构剖面示意图。

图15是本实用新型另一实施例中柱形电感结构的结构剖面示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的电感结构其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1及图2所示，本实用新型一较佳实施例的外观立体及结构剖面示意图，如图所示：本实用新型为一种电感结构，包括有至少一线圈10，以及一包覆于该线圈10外的磁性填充物20，该线圈10至少包括一由多个匝圈所形成的电磁感应段11，以及由该电磁感应段11二端延伸出的二端子脚12、12a，该磁性填充物20一体充实该线圈10的电磁感应段11及各该匝圈邻接间隙，使该线圈10与该磁性填充物20间无空隙存在，且该磁性填充物20的外径大于该线圈10的匝圈外径，使得该线圈10可完全包埋于该磁性填充物20之中。此外，为能使该电感结构得以与外部电子元件(图中未示)电气连接，该线圈10的两端子脚12、12a裸露于该磁性填充物20外部，该两端子脚12、12a可借由热风软焊等方式固定于电路板(图中未示)上。

当电流通过该线圈10时，该线圈10产生一磁场，该磁场的强度随着流经该线圈10的电流大小以及该匝圈数目而改变，于本实用新型中，由于该线圈10包埋于该磁性填充物20中，且该磁性填充物20完全充实该线圈10的内部间隙，使得该线圈10与该磁性填充物20紧密贴合，避免通电后可能造成线圈10震动或噪音的发生，亦可增加电感器的电感量，减少漏磁的发生，更由于该线圈10的电磁感应段11包覆于该磁性填充物20之中，有效避免辐射出电磁干扰(EMI)的影响，使得本实用新型电感结构于通电运作中获得较佳的工作稳定性。除此之外，一般而言损失的能量大多以热的形式散出，包覆于该线圈10外部的磁性填充物20相较于传统电感器的铁芯结构具有更大的散热面积，有效散失电感结构于工作运作中产生的热能。

本实用新型电感结构的线圈10至少包括一电磁感应段11，如图3所示，该线圈10包括有第一电磁感应段11a以及内置于该第一电磁感应段11a中的第二电磁感应段11b，该第一电磁感应段11a与该第二电磁感应段11b彼此串联，借由双层电磁感应段11a、11b的设置，使得该电感结构整体电感量上升，亦可充分利用磁性填充物20所剩余的空间。

而为了提升整体电感结构的散热效率，如图4以及图5所示，于本实用新型中该磁性填充物20表面更具有至少一散热结构，该散热结构可为多个凸出部21如锥形体、矩形体或柱形体等，或为多个凹陷部22如长形沟槽或个别凹陷的孔洞，而上述该散热结构的形状仅作为可能的实施例，并非作为本实用新型的范围限定。

该磁性填充物20可利用压铸成型、射出成型等方式包覆该线圈10，其包覆成型的方式于本实用新型中并无加以限定。该线圈10可缠绕成不同形状，如环形、柱形或马蹄形等，该磁性填充物20搭配不同形状的线圈10包覆成实心筒形结构(如图1所示)、封闭环形结构(如图6所示)或柱形结构(如图7所示)等。

请参阅图8及图9所示，本实用新型另一实施例的结构分解及组合立体示意图，如图所示：本实用新型电感结构更包括一设于该磁性填充物20表面的磁芯层30于本实施例中运用于环形线圈10所形成的电感结构，该磁芯层30具有一容设磁性填充物20的容置空间31，使该磁性填充物20嵌设于该磁芯层30中，而该磁芯层30至少具有一供该线圈10的两端子脚12、12a穿出的开口32，该磁性填充物20可部分裸露出该磁芯层30(如图9及图10所示)，或者该磁芯层30可完全包覆于该磁性填充物20外部(如图11所示)。值得注意的是，该磁芯层30与该磁性填充物20为不同导磁系数的物质，当电流流经该线圈10时，该磁芯层30与该磁性填充物20分别具有其工作讯号频率范围，以进行不同频率范围的滤波功能。一般而言，单一铁芯的电感器会有固定可工作的频率，若输入的讯号频率超出于该工作频率范围之外，该电感器则无法对该输入讯号产生作用。于本实用新型中，该线圈10所产生的磁力线，可同时通过两种不同导磁系数的磁性物质，该电感结构可相对应输入讯号的工作频率范围增加，也就是说，磁性填充物20以及磁芯层30可以分别选用适用于不同讯号频率的磁性物质，扩大电感结构工作频率的范围。如此一来，于电路板上设置本实用新型电感结构可以取代为因应不同工作频率所设置的多个电感器并可达到相同的功效，亦避免因设置过多电感器造成电感器之间所造成电磁干扰的问题，有效减少电路板所需要的体积，亦能减少因设置多数电感器所造成的生产成本。除此之外，该磁芯层30的表面亦可增设至少一散热结构，该散热结构可为多个凸出部33或为多个凹陷部34，如图12或图13所示。

本实用新型另一实施例亦可应用于其他不同结构的的电感结构，如图14或图15所示，分别为一封闭环形的电感结构或者一柱形的电感结构，该磁性填充物20亦嵌设于一符合该磁性填充物20表面结构的磁芯层30中，使该线圈10所产生的磁力线可同时经过两不同导磁系数的磁性填充物20以及磁芯层30，以扩大柱形电感的工作范围，达到减少电感器设置的目的。

综上所述，由于本实用新型电感结构是将线圈10包埋于磁性填充物20中，仅延伸出两作为与外部电气连接使用的端子脚12、12a，且该线圈10与该磁性填充物20之间并无间隙，因此，当电流通过时，有效增加电感量并减少漏磁的发生，亦可减少因磁损所导致的热能产生问题。此外，本实用新型更将内含线圈10的磁性填充物20表面上外设一磁芯层30，该磁芯层30与该磁性填充物20为不同导磁系数，可分别因应不同工作讯号频率，使得整体电感结构的工作频率范围扩大，以取代多个小工作范围的电感器，如此可减少电路板上电感器的设置量，避免相邻电感器之间造成的电磁干扰。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (12)

1. 一种电感结构，其特征在于：

该电感结构包括至少一线圈(10)以及一磁性填充物(20)，每一线圈(10)至少包括一由多个匝圈所形成的电磁感应段(11)，以及由该电磁感应段(11)二端延伸出作为电气连接使用的二端子脚(12、12a)，该磁性填充物(20)一体充实该线圈(10)的电磁感应段(11)及各该匝圈邻接间隙，且该二端子脚(12、12a)裸露于该磁性填充物(20)外部。

2. 根据权利要求1所述电感结构，其特征在于其中所述的磁性填充物(20)的外径大于线圈(10)的匝圈外径。

3. 根据权利要求1所述电感结构，其特征在于其中所述的线圈(10)为一环形线圈。

4. 根据权利要求3所述电感结构，其特征在于其中所述的磁性填充物(20)包覆环形线圈(10)以形成一实心筒形结构。

5. 根据权利要求3所述电感结构，其特征在于其中所述的磁性填充物(20)包覆环形线圈(10)以形成一封闭环形结构。

6. 根据权利要求1所述电感结构，其特征在于其中所述的磁性填充物(20)的表面具有至少一散热结构。

7. 根据权利要求1所述电感结构，其特征在于其中所述的线圈(10)为一柱形线圈。

8. 根据权利要求1所述电感结构，其特征在于其中所述的电感结构更具有一设于磁性填充物(20)表面且与该磁性填充物(20)不同导磁系数的磁芯层(30)，该磁芯层(30)具有一容设该磁性填充物(20)的容置空间(31)。

9. 根据权利要求8所述电感结构，其特征在于其中所述的磁芯层(30)的表面具有至少一散热结构。

10. 根据权利要求8所述电感结构，其特征在于其中所述的磁芯层(30)更具有至少一供端子脚(12、12a)穿出的开口(32)。

11. 根据权利要求8所述电感结构，其特征在于其中所述的磁芯层(30)完全包覆于磁性填充物(20)外侧。

12. 根据权利要求8所述电感结构，其特征在于其中所述的磁性填充物(20)部分裸露出磁芯层(30)。

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