CN201112037Y

CN201112037Y - 应用于宽频率范围的电感结构

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Publication number: CN201112037Y
Application number: CNU2007201286707U
Authority: CN
Inventors: 李正雄
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-09-10
Filing date: 2007-09-10
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2017-09-10

Abstract

本实用新型是有关于一种应用于宽频率范围的电感结构，包括有一第一铁芯，一第二铁芯，以及至少一线圈，该第一铁芯具备有一第一电磁感应区，该线圈包含至少一缠绕于该第一电磁感应区的匝圈以及二延伸至外部的端子脚，该线圈与该第一电磁感应区之间形成出一磁感空间，而该第二铁芯覆设于该线圈外部，且具备有一第二电磁感应区，且该第二电磁感应区位于该线圈与该第一电磁感应区之间的磁感空间；其中，该第一铁芯与该第二铁芯为相异导磁系数。藉由本实用新型中该匝圈同时供该第一铁芯与该第二铁芯通过的特征，可有效扩大单一电感结构的滤波频率范围。

Description

应用于宽频率范围的电感结构

技术领域

本实用新型涉及一种应用于宽频率范围的电感结构，特别是涉及一种具有供两种不同导磁系数铁芯通过的线圈的电感结构。

背景技术

电感器(Inductor)为目前电子产业中极为重要的无源元件之一，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，其基本结构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。

电子产品运作中会产生各种杂讯电流，为因应不同频率杂讯的影响，一般于电路板上分别设置针对不同讯号频率范围的电感器，并将该些电感器进一步加以电气连接，以增加抑制杂讯的频率范围。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，又相邻电感器之间可能会造成讯号相互干扰，会造成讯号不稳定等问题，并于工业制造上，增设电感器的设计势必使得组装困难以及生产成本上升。除此之外，当电流实际流经电感器时，会造成不同程度漏磁的现象，产生热能而损失，如果当外覆一作为隔绝电磁干扰的金属外壳时，更会造成热能的累积，可能使电子产品因过热而损坏。

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。为了解决上述存在的问题，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的应用于宽频率范围的电感结构，实属当前重要研发课题之一，亦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，以期创设一种新型的应用于宽频率范围的电感结构，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，而提供一种新型的应用于宽频率范围的电感结构，所要解决的技术问题是使其扩大单一电感器的滤波范围，以减少电路板上电感器的设置，非常适于实用。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的应用于宽频率范围的电感结构包含有：一第一铁芯，其上具备有一第一电磁感应区；至少一线圈，包含至少一缠绕于该第一电磁感应区的匝圈以及二延伸至外部的端子脚，该线圈与该第一电磁感应区之间形成出一磁感空间；一第二铁芯，覆设于该线圈外部，且其上具备有一第二电磁感应区，且该第二电磁感应区位于该线圈与该第一电磁感应区之间的磁感空间。

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。

前述的应用于宽频率范围的电感结构，其中所述的第一铁芯与第二铁芯为相异导磁系数。

前述的应用于宽频率范围的电感结构，其中所述的匝圈包含有一供该第一电磁感应区通过的内圈部及一供该第二电磁感应区通过的外圈部。

前述的应用于宽频率范围的电感结构，其中所述的匝圈包含有一供该第一电磁感应区通过的上圈部及一供该第二电磁感应区通过的下圈部。

前述的应用于宽频率范围的电感结构，其中所述的第一铁芯与该第二铁芯为环状结构。

前述的应用于宽频率范围的电感结构，其中所述的第一铁芯与该第二铁芯为柱状结构。

前述的应用于宽频率范围的电感结构，其中所述的第二铁芯表面至少具有一散热结构。

前述的应用于宽频率范围的电感结构，其中所述的电感结构更设有一设置于该第二铁芯外部的第三铁芯。

前述的应用于宽频率范围的电感结构，其中所述的第三铁芯与该第一铁芯或该第二铁芯为相异导磁系数。

前述的应用于宽频率范围的电感结构，其中所述的第三铁芯至少具有一供该端子脚穿出的孔洞。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目的，本实用新型提供了一种应用于宽频率范围的电感结构，包括有一第一铁芯，一第二铁芯，以及至少一线圈，该第一铁芯具备有一第一电磁感应区，该线圈包含至少一缠绕于该第一电磁感应区的匝圈以及二延伸至外部的端子脚，该线圈与该第一电磁感应区之间形成出一磁感空间，而该第二铁芯覆设于该线圈外部，且具备有一第二电磁感应区，且该第二电磁感应区位于该线圈与该第一电磁感应区之间的磁感空间；其中，该第一铁芯与该第二铁芯为相异导磁系数。本实用新型电感结构更设有一设置于该第二铁芯外部的第三铁芯，该第三铁芯与该第一铁芯或该第二铁芯为相异导磁系数，且该第三铁芯至少具有一供该端子脚穿出的孔洞。本实用新型可通过同时通过该线圈的第一铁芯与第二铁芯的装配，增加单一电感器的滤波频宽，进而减少电路板上电感器的设置数量，有效节省电路板的空间，简化工业制作上的流程并降低所需要的成本，甚者，亦可减少因多个电感器相互造成电磁干扰，以稳定电路讯号传输。

借由上述技术方案，本实用新型应用于宽频率范围的电感结构至少具有下列优点及有益效果：

1、本实用新型应用于宽频率范围的电感结构结构简单，制造成本相对减少，从而可以大幅降低成本，提高经济效益，相当具有产业的利用价值。

2、本实用新型应用于宽频率范围的电感结构，因为其仅是对于电感器做些微的结构改变，所以结构简易，制造成本也相对减少，符合成本效益，且与产品所能达到的功效及使用实用性相比较更是物超所值，相当具有产业的利用价值。

3、本实用新型应用于宽频率范围的电感结构不仅结构简单，而且在使用上更适于实用，更能符合使用者对于应用于宽频率范围的电感结构产品的需求，能够给予消费者更佳的选择，而能够大幅提升其整体效益性，从而更为适于实用。

4、本实用新型确实可以达到实用上的功效，不仅使用方便，不需烦杂的手续，而且结构成形的加工更是简便，符合成本效益，而确实具有产业上的利用价值，适于产业界广泛推广使用。

综上所述，藉由本实用新型中该匝圈同时供该第一铁芯与该第二铁芯通过的特征，可有效扩大单一电感结构的滤波频率范围。本实用新型具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构或功能上皆有较大改进，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突出功效，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是本实用新型应用于宽频率范围的电感结构一较佳实施例的部分结构剖面示意图；

图2是本实用新型应用于宽频率范围的电感结构一较佳实施例的结构断面示意图；

图3是本实用新型应用于宽频率范围的电感结构一较佳实施例之中分为内外圈部的线圈示意图；

图4是本实用新型应用于宽频率范围的电感结构一较佳实施例第一铁芯局部通过线圈的部分结构剖面示意图；

图5是本实用新型应用于宽频率范围的电感结构一较佳实施例第一铁芯局部通过线圈的结构断面示意图；

图6是本实用新型应用于宽频率范围的电感结构一较佳实施例之中分为上下圈部的线圈示意图；

图7是本实用新型应用于宽频率范围的电感结构一较佳实施例应用于柱状铁芯的结构剖面示意图；

图8是本实用新型应用于宽频率范围的电感结构一较佳实施例具有多个凸出部散热结构的结构剖面示意图；

图9是本实用新型应用于宽频率范围的电感结构一较佳实施例具有多个凹陷部散热结构的结构剖面示意图；

图10是本实用新型应用于宽频率范围的电感结构另一实施例的部分结构分解示意图；

图11是本实用新型应用于宽频率范围的电感结构另一实施例的部分结构剖面示意图。

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应用于宽频率范围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。

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。为了方便说明，在以下的实施例中，相同的元件以相同的编号表示。

通过具体实施方式的说明，当可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。

有关本实用新型的详细说明及技术内容，现就配合图式说明如下：

请参阅『图1』所示，是本实用新型一较佳实施例的部分结构剖面示意图，如图所示：本实用新型为一种应用于宽频率范围的电感结构，包括有：一第一铁芯10，一第二铁芯20，以及至少一线圈30，该第一铁芯10上具备有一第一电磁感应区11，该线圈30包含至少一缠绕于该第一电磁感应区11的匝圈31以及二延伸至外部的端子脚32、32a，且该线圈30与该第一电磁感应区11之间形成出一磁感空间，该第二铁芯20覆设于该线圈30外部，且其上具备有一第二电磁感应区21，且该第二电磁感应区21位于该线圈30与该第一电磁感应区11之间的磁感空间，使得该第一铁芯10与该第二铁芯20可同时通过该线圈30的匝圈31内。如『图1』、『图2』及『图3』所示，该匝圈31包含有一供该第一电磁感应区11通过的内圈部311及一供该第二电磁感应区21通过的外圈部312，使得该第一铁芯10可完全穿设于该线圈30的匝圈31内部；另一方面，如『图4』、『图5』及『图6』所示，该匝圈31可包含有一供该第一电磁感应区11通过的上圈部314及一供该第二电磁感应区21通过的下圈部313，使该第一铁芯10仅部分穿设于该线圈30的匝圈31内部。当通电运作时，电流经过该匝圈31所产生的磁力线可同时经过该第一电磁感应区11与该第二电磁感应区21，并分别于该第一电磁感应区11与该第二电磁感应区21产生不同的磁回路；其中，该第一铁芯10与该第二铁芯20为相异导磁系数，所产生的磁回路根据磁通量与导磁系数的不同可感应出不同的感量可有效增加电感的滤波范围，此外，当其中任一磁回路发生饱和时，另一磁回路仍具有滤波功能。

本实用新型电感结构可应用于多种型式的电感器上，如『图1』或『图4』中所示的环状电感，该第一铁芯10为环状结构，而该第二铁芯20则为包覆于该第一铁芯10外侧的相对应环状结构。或者应用于柱状电感，如『图7』所示，该第一铁芯10为柱状结构，而该第二铁芯20则为包覆于该第一铁芯10外侧的相对应柱状结构。包覆于该第二铁芯20内的匝圈31可避免电流通过时，可防止电磁干扰的影响，使得电路板获得较佳的工作稳定性。

又，当发生漏磁时，铁芯成为热能累积的最主要构件，本实用新型的第二铁芯20表面并无线圈30缠绕，相较于传统电感器并无线圈30影响铁芯热源散失的问题，可直接将热源辐射于周围环境中。甚者，最外层的第二铁芯20表面至少具有一散热结构，该散热结构可为多个凸出部22(如『图8』所示)或为多个凹陷部23(如『图9』所示)，增加散热面积有效散失电感结构于工作运作中产生的热能。

除此之外，本实用新型电感结构更设有一设置于该第二铁芯20外部的第三铁芯40，请参阅『图10』及『图11』所示，是本实用新型另一实施例的部分结构分解及局部结构剖面示意图，如图所示：该第三铁芯40外覆于该第二铁芯20外侧，并至少具有一供该端子脚32、32a穿出的孔洞41，该第三铁芯40与该第一铁芯10或该第二铁芯20为相异导磁系数。当通电运作时，该线圈30外围所产生的磁力线亦通过该第三铁芯40，使得第三铁芯40内具有一磁回路，根据该第三铁芯40的磁通量与导磁系数的不同，该第三铁芯40的配置具有与该第一铁芯10或该第二铁芯20相异的滤波频宽范围，如此，再次增宽电感结构的工作范围频率，亦可利用不同材质第三铁芯40的设置，来调整整体电感结构的滤波范围。除此之外，设置于最外侧的第三铁芯40亦具有隔绝周遭电磁干扰的功能，可加强通过该电感结构的电气讯号稳定性。

传统电感利用单一材质的铁芯，于该铁芯外缠绕感应线圈以产生感应磁场，电感器的滤波频率范围与铁芯的材质相关，不同材质铁芯所能滤波的范围也不同。因此，欲处理不同频率范围的杂讯，必须通过装设多数不同滤波频率的电感器。本实用新型应用于宽频率范围的电感结构，是将线圈30包埋入该第二铁芯20中，由于该第二铁芯20内亦具有该第一铁芯10，使该第二铁芯20的第二电磁感应区21以及该第一铁芯10的第一电磁感应区11得以同时通过该线圈30的匝圈31，但由于该第一铁芯10与该第二铁芯20的导磁系数相异，当电流通过时，分别于该第一铁芯10与该第二铁芯20产生不同的磁回路，基于该第一铁芯10与该第二铁芯20具有不同导磁系数，可针对不同频率的杂讯进行滤波功能，大幅增加滤波频率的范围，若当其中一磁回路发生饱和，仍有其他磁回路持续具有滤波的功能，如此，可达到过去需要装设多数电感器才能达到的功效。除此之外，本实用新型更可于该第二铁芯20外增设一不同导磁系数的第三铁芯40，除了作为滤波频率范围调整之用，亦可作为电磁干扰的防制。

综上所述，由于本实用新型应用于宽频率范围的电感结构利用同时通过该线圈30的匝圈31内的第一铁芯10与该第二铁芯20以扩大电感结构滤波范围，以取代电路板上多数电感器的设置，进而于工业制造上达到缩减制程、降低生产成本等目的。又该线圈30包设于该第二铁芯20内，防止邻近电子元件与该线圈30间产生电磁干扰，并使电感结构利用该外露的第二铁芯20获得较佳的散热效率。

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

1、一种应用于宽频率范围的电感结构，其特征在于，该电感结构包含有：

一第一铁芯(10)，其上具备有一第一电磁感应区(11)；

至少一线圈(30)，包含至少一缠绕于该第一电磁感应区(11)的匝圈(31)以及二延伸至外部的端子脚(32、32a)，该线圈(30)与该第一电磁感应区(11)之间形成出一磁感空间；

一第二铁芯(20)，覆设于该线圈(30)外部，且其上具备有一第二电磁感应区(21)，且该第二电磁感应区(21)位于该线圈(30)与该第一电磁感应区(11)之间的磁感空间。

2、根据权利要求1所述应用于宽频率范围的电感结构，其特征在于，其中所述的第一铁芯(10)与第二铁芯(20)为相异导磁系数。

3、根据权利要求1所述应用于宽频率范围的电感结构，其特征在于，其中所述的匝圈(31)包含有一供该第一电磁感应区(11)通过的内圈部(311)及一供该第二电磁感应区(21)通过的外圈部(312)。

4、根据权利要求1所述应用于宽频率范围的电感结构，其特征在于，其中所述的匝圈(31)包含有一供该第一电磁感应区(11)通过的上圈部(314)及一供该第二电磁感应区(21)通过的下圈部(313)。

5、根据权利要求1所述应用于宽频率范围的电感结构，其特征在于，其中所述的第一铁芯(10)与该第二铁芯(20)为环状结构。

6、根据权利要求1所述应用于宽频率范围的电感结构，其特征在于，其中所述的第一铁芯(10)与该第二铁芯(20)为柱状结构。

7、根据权利要求1所述应用于宽频率范围的电感结构，其特征在于，其中所述的第二铁芯(20)表面至少具有一散热结构。

8、根据权利要求1所述应用于宽频率范围的电感结构，其特征在于，其中所述的电感结构更设有一设置于该第二铁芯(20)外部的第三铁芯(40)。

9、根据权利要求8所述应用于宽频率范围的电感结构，其特征在于，其中所述的第三铁芯(40)与该第一铁芯(10)或该第二铁芯(20)为相异导磁系数。

10、根据权利要求8所述应用于宽频率范围的电感结构，其特征在于，其中所述的第三铁芯(40)至少具有一供该端子脚(32、32a)穿出的孔洞(41)。