专利名称：高效能滤波电感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电感器，特别是涉及一种高效能滤波电感器。
凡熟悉电子电路的技术人员都知道电感本身即可作为一低通滤波器，并且若再加上电容将可使插入损失(insertion loss)更大而增加低通滤波的效果。
一般而言，现行由电容与电感结合的低通滤波器的作法是以具有实体电容(例如陶瓷电容)的一端串接两电感来构成一具有三端的低通滤波器，如
图1a所示的一现有低通滤波器包括一陶瓷电容10、两电感20以及三个端子31、32、33。此两电感20电连接于陶瓷电容10的一端而构成图1b所示的等效电路。明显地，此种现有低通滤波器的成本较高且不是表面黏着组件。
本实用新型的目的在于提供一种具有滤波器的电感器，其利用不具有实体的杂散电容来增加插入损失以增进低通滤波器的滤波效果，其滤波器成本较低而且为表面黏着组件。
本实用新型的目的是这样实现的，即提供一种滤波电感器，至少包括下列组件一第一扁平线圈，由一第一长条导电薄片卷绕多个圈而成，卷绕后的每图均为第一半径且互相层叠，该第一长条薄片导线具有一第一上表面及一第一下表面，该第一长条导电薄片被覆有一绝缘物质，且该第一扁平线圈作为一电感；一第二扁平线圈，该第二扁平线圈由一第二长条导电薄片卷绕多个图而成，卷绕后的每圈均为第二半径且互相层叠，该第二扁平线圈的各圈旋入于相邻的第一上表面与该第一下表面所成的界面间而形成一电容；及一铁芯结构，耦合于该第一扁平线圈及该第二扁平线圈。
本实用新型还提供一种滤波电感器，至少包括下列组件一第一线圈，具有多个圈及一第一表面，该第一线圈作为一电感，该第一线圈被覆有一绝缘物质；一第二线圈，具有多个圈，该第二线圈的各圈旋入于该第一线圈的相邻第一表面间而形成一电容；及一铁芯结构，耦合于该第一线圈及该第二线圈。
本实用新型装置的优点在于，其利用杂散电容来增加低通滤波电感器的插入损失以增进其滤波效果，所以不需另外提供一实体的陶瓷电容或其它形式的电容，故可以降低成本，此外，本实用新型因为使用扁平线圈，所以电感器的整体甚为扁平，并且本实用新型的滤波电感器的接脚为扁平状，所以可以作为表面黏着组件，即结构合理简单，成本低。
以下结合附图，详细说明本实用新型的实施例，其中图1a为一现有的低通滤波器示意图；图1b为图1a的现有低通滤波器的电路图；图2a为本实用新型的低通滤波器的分解示意图；图2b为本实用新型的扁平线圈的剖视图；图3a为本实用新型的低通滤波器的示意剖视图；图3b为本实用新型的低通滤波器的电路图；图3c为本实用新型的低通滤波器的分解图；图4为本实用新型的低通滤波器的插入损失与频率的函数关系图。
本实用新型的电感器利用不具有实体的杂散电容(stray capacitor)来增加插入损失以增进低通滤波器的滤波效果。并且本实用新型的滤波器为一扁平的表面黏着组件。
请参阅图2a及图2b，其中图2a为本实用新型的部分分解示意图，图2b为第一扁平线圈100的剖视图。本实用新型包括一铁芯结构300及两扁平线圈，分别为第一扁平线圈100及第二扁平线圈200。其中，第一扁平线圈100由一剖面为矩形且具有一第一上表面110及一第一下表面120(如图2b的剖面所示)的第一长条导电薄片卷绕数圈而成的。更详细地说，此第一扁平线圈100是由此第一长条导电薄片卷绕多个圈而成，卷绕后各圈相互层叠且均具有相同的第一半径R1。并且，第一长条导电薄片卷绕后此第一上表面110会大致上平行地面对于第一下表面120。另外，此第一长条导电薄片被覆有一绝缘物质或介电物质(未显示)，如此该第一扁平线圈100将可作为一电感。
仍请参阅图2a，此第二扁平线圈200与第一扁平线圈200具有类似或相同的形状及材料。更详细地说，此第二扁平线圈200由一剖面为矩形且具有一第二上表面210及一第二下表面220的第二长条导电薄片卷绕数圈而成的。更详细地说，卷绕后各圈相互层叠且均具有相同的第二半径R2。并且，第二长条导电薄片卷绕后该第二上表面210会大致上平行地面对于该第二下表面220。另外，此第二长条导电薄片被覆有一绝缘物质或介电物质(未显示)。在此实施例中此第一半径R2与第二半径R2为相同，但也可不同。
此外值得注意的是，若此第一长条导电薄片之厚度为t且卷绕圈数为N，则该第一扁平线圈100的厚度(高度)约略为tN。类似地，若此第二长条导电薄片的厚度为t且卷绕圈数为N，则该第二扁平线圈200的厚度(高度)约略为tN。但图中为清楚地表示出各圈之间的间隙，故各圈之间的距离会比实际夸大。
请参阅图2b，可以理解的是，根据平板电容理论，在第一上表面110与第一下表面120之间会形成杂散电容Cs，因为第一上表面110与第一下表面120均被覆有绝缘物质或是介电材料。此时若是在第一上表面110与第一下表面120之界面间插入一电极板即可将此杂散电容Cs分隔成两个电容C并取得。而本实用新型即是以前述第二扁平线圈200的各圈来等效地提供多个插入的电极板。
请参阅图3a至图3c，其中图3a为本实用新型的滤波器的示意剖视图，图3b为本实用新型的滤波器的电路图，图3b为本实用新型的分解示意图。如图3a所示，本实用新型在两相邻的第一上表面110与第一下表面120所构成的界面间旋入第二扁平线圈200的一圈而成为如图3c所示的线圈结合体150。例如，可由第二扁平线圈200的一端沿着第一扁平线圈100逐圈旋入。如此，第二扁平线圈200的第二上表面210会面对第一下表面120，且第二下表面220会面对第一上表面110。本实用新型使用时此第二扁平线圈200的一端接地而成为如图3a所示的电路图。由于此第一扁平线圈100及第二扁平线圈200为具有数圈的螺旋体，故第一扁平线圈100与第二扁平线圈200可以用相互旋入的方式来形成本实用新型的低通滤波电感器。
请参阅图3c，接着将图3a的第一扁平线圈100及第二扁平线圈200相互旋合所成的线圈结合体150置于一铁芯结构中。此铁芯结构例如(但不限定)包括一铁芯座310及一铁芯盖板320。或者是说，该铁芯座310的外观类似一矩形盒状物，具有一底面、四个侧壁以及一可容纳对象的凹槽315，其中某一侧壁上具有三个开口330以供上述第一扁平线圈100及第二扁平线圈200的末端伸出，而延伸出的末端经由弯折后将可作为此滤波电感器的接脚。然后，此铁芯盖板320形成于容纳有线圈结合体150的铁芯座310上即完成本实用新型的低通滤波电感器。
请参阅图4，该图是将”仅含第一扁平线圈100的低通滤波电感器”与”加上第二扁平线圈200后的低通滤波电感器”(即本实用新型之低通滤波电感器)的插入损失与频率的函数图形做一比较。其中曲线400表示第一扁平线圈100的特性，曲线500表示第一扁平线圈100加上第二扁平线圈200的特性。可以清楚地看出本实用新型会较仅以第一扁平线圈100作为低通滤波电感器时有更佳的表现，因为曲线500具有更陡峭的斜率(插入损失较大)。
本实用新型的精神在于利用存于两导体间的杂散电容，所以本实用新型并不限定于具有特定剖面形状的线圈，故也可使用常见形状的线圈，例如剖面为圆形的线圈。
综上所述，本实用新型至少包括两相互旋合的第一扁平线圈与第二扁平线圈、一铁芯结构。其中第一扁平线圈作为电感，第二扁平线圈作第一扁平线圈各圈间的杂散电容的一电极板。
本实用新型包括一铁芯结构及两扁平线圈，分别为第一扁平线圈及第二扁平线圈。其中，第一扁平线圈是由一剖面为矩形且具有一第一上表面及一第一下表面的第一长条导电薄片所卷绕至少一圈而成的。此第一扁平线圈由此第一长条导电薄片以平行层叠方式卷绕至少一圈而成，且每圈具有相同的第一直径。并且此第一长条导电薄片的表面被覆有一绝缘物质或介电物质，如此该第一扁平线圈将可作为一电感。
另外，第二扁平线圈与第一扁平线圈具有类似或相同的形状及材质。此第二扁平线圈由一剖面为矩形且具有一第二上表面及一第二下表面的第二长条导电薄片所卷绕至少一圈而成的。更详细地说，此第二扁平线圈由此第二长条导电薄片以平行层叠方式卷绕至少一圈而成，且每圈具有相同的第二直径。并且此第二长条导电薄片的表面被覆有一绝缘物质或介电物质。在此实施例中此第一直径与第二直径为相同，但也可不同。
根据平板电容理论，在第一上表面与第一下表面之间会形成杂散电容，因为第一上表面与第一下表面均被覆有绝缘物质或是介电材料。此时若是在第一上表面与第一下表面的界面间插入一电极板即可将此杂散电容分隔成两个电容并取得。本实用新型即是以前述第二扁平线圈来等效地提供多个插入的电极板。
本实用新型在两相邻的第一上表面之间插入一第二扁平线圈的一圈。如此，第二扁平线圈的第二上表面会面对第一下表面，且第二下表面会面对第一上表面。本实用新型使用时此第二扁平线圈有一端接地。由于此第一扁平线圈及第二扁平线圈为具有数圈的螺旋体，故第一扁平线圈与第二扁平线圈可以用相互旋入的方式来形成一低通滤波器。
将第一扁平线圈及第二扁平线圈相互旋合所成的线圈结合体置在一铁芯结构中。此铁芯结构例如包括一铁芯座及一铁芯盖板。然后，此铁芯盖板形成于容纳有线圈结合体的铁芯座上即完成本实用新型的低通滤波器。
权利要求1.一种滤波电感器，其特征在于，至少包括下列组件一第一扁平线圈，由一第一长条导电薄片卷绕多个圈而成，卷绕后的每圈均为第一半径且互相层叠，该第一长条薄片导线具有一第一上表面及一第一下表面，该第一长条导电薄片被覆有一绝缘物质，且该第一扁平线圈作为一电感；一第二扁平线圈，该第二扁平线圈由一第二长条导电薄片卷绕多个圈而成，卷绕后的每圈均为第二半径且互相层叠，该第二扁平线圈的各圈旋入于相邻的第一上表面与该第一下表面所成的界面间而形成一电容；及一铁芯结构，耦合于该第一扁平线圈及该第二扁平线圈。
2.如权利要求1所述的滤波电感器，其特征在于，所述铁芯结构还包括一铁芯座，该铁芯座用以容纳上述第一扁平线圈及上述薄片电极板；及一铁芯盖板，形成于该铁芯座之上。
3.如权利要求2所述的滤波电感器，其特征在于，所述铁芯座的侧壁还具有三个开口，以供上述第一扁平线圈及上述第二扁平线圈的末端伸出。
4.如权利要求1所述的滤波电感器，其特征在于，所述第二扁平线圈的一端接地。
5.如权利要求1所述的滤波电感器，其特征在于，所述第一扁平线圈的厚度约为所述第一长条导电薄片的厚度乘上所绕的圈数。
6.如权利要求1所述的滤波电感器，其特征在于，所述第二扁平线圈的厚度约为上述第二长条导电薄片的厚度乘上所绕的圈数。
7.如权利要求1所述的滤波电感器，其特征在于，所述第一长条导电薄片卷绕后的该第一上表面会大致上平行地面对于该第一下表面。
8.如权利要求1所述的滤波电感器，其特征在于，所述第二长条导电薄片卷绕后的该第二上表面会大致上平行地面对于该第二下表面。
9.一种滤波电感器，其特征在于，至少包括下列组件一第一线圈，具有多个圈及一第一表面，该第一线圈作为一电感，该第一线圈被覆有一绝缘物质；一第二线圈，具有多个圈，该第二线圈的各圈旋入于该第一线圈的相邻第一表面间而形成一电容；及一铁芯结构，耦合于该第一线圈及该第二线圈。
10.如权利要求9所述的滤波电感器，其特征在于，所述第一线圈为第一扁平线圈。
11.如权利要求9所述的滤波电感器，其特征在于，所述第二线圈为第二扁平线圈。
12.如权利要求9所述的滤波电感器，其特征在于，所述铁芯结构还包括一铁芯座，该铁芯座用以容纳上述第一扁平线圈及上述薄片电极板；及一铁芯盖板，形成在该铁芯座之上。
13.如权利要求12所述的滤波电感器，其特征在于，所述铁芯座的侧壁还具有三个开口，以供上述第一扁平线圈及上述第二扁平线圈的末端伸出。
14.如权利要求9所述的滤波电感器，其特征在于，上述第二线圈的一端接地。
专利摘要一种滤波电感器,包括:第一扁平线圈,由第一长条导电薄片卷绕多个圈而成,其每圈均为第一半径且互相层叠,第一长条薄片导线具有第一上表面及第一下表面,第一长条导电薄片被覆有绝缘物质,第一扁平线圈为电感;第二扁平线圈,由第二长条导电薄片卷绕多个圈而成,每圈均为第二半径且互相层叠,第二扁平线圈的各圈旋入在相邻第一上表面与第一下表面所成的界面间而形成电容;铁芯结构,耦合于第一及第二扁平线圈。
文档编号H01F17/00GK2479615SQ0122138
公开日2002年2月27日 申请日期2001年6月6日 优先权日2001年6月6日
发明者许汉正, 柯文德 申请人:台达电子工业股份有限公司