专利名称：受控电感装置和方法
本申请要求了于2004年6月30日申请的题为“受控电感装置和方法”的美国申请序列号10/882,864和相同标题的于2003年9月17日申请的美国申请序列号10/666,580的优先权，本申请也是共同拥有并待而未决的于2003年3月18日申请的相同题目的美国申请序列号10/381,062的部分继续申请，也要求了于2002年9月17日申请的相同题目的PCT申请PCT/US02/29480的优先权，每一个在此整体引用作为参考。
背景技术：
1.发明领域本发明通常涉及电子应用中使用的构件，尤其是涉及一种在数字用户线(DSL)或类似电信系统的滤波器和分离器，及其它设备中使用的改进电感装置。
2.相关技术描述今天，数字用户线(DSL)的安装通常是正如所已知那样，是“自安装”的，或是尤其是在用户在每个电话上安装一个微滤波器或内嵌电话滤波器来将电话(包括传真，电话应答机，等等)从线路和DSL信号路径中隔离出来的地方。
图1展示了这种内嵌滤波器的典型安装。
可自安装的微滤波器是一种很有挑战性的设计，主要因为它在DSL频带中必须要有足够的阻带以保护和维护DSL的性能，但是同时还应该对语音频带性能产生可以忽略的影响才可以。
图1a展示了用在DSL应用中的典型现有技术内嵌滤波器结构。这种现有技术的滤波器设计，然而，经常不能满足一些电信用户对回波损耗和DSL阻带的要求。一个重要问题是为了满足DSL阻带的要求所需要的整体电容也在电话的上频带中产生了额外的侧音，这是非常不想要的结果。此外，当为每一个用户电话增加多个微滤波器时回波损耗问题变得更严重。
在某些国家，滤波器电路要求是迫切的。一个主要的挑战，例如，是提供30KHz的阻带的同时必须还能够很高的语音频带回波损耗。
现有技术的电感装置大部分基于它们的电感特性通常不适合用在前述的应用中。正如使用在这里的，术语“电感特性”通常指的是电感曲线，或是作为通过电感的dc电流的函数在电感中的变化。图2a和2b分别展示了与具有固定电感或可变电感的典型现有技术电感相关的电感特性。值得注意是，在典型“固定”电感器中，电感特性102是基本平坦或作为电流函数的恒量，直到达到相当高的电流为止。比较起来，可变电感器的电感曲线和电流函数一样变化，或是处于基本线性方式106中，或是处于稍微“软步幅”方式108中，如图2b中所示。图2b通常代表了由美国，Coilcraft Corporation of Cary，Illinois，及其它公司制造的现有技术装置型号，例如DT1608系列SMT功率电感器。
图3展示了前面提到的Coilcraft装置的结构。正如图3中所示，装置300包括具有基座304的两件套线芯302，所述基座带有一个偏离中心的柱306。上中心块308有一个比柱306的直径超出很多的孔径310。这样安排创造了实际上是在柱306的外表面和孔径310的内表面连续可变缝隙，该缝隙从靠近两表面最近点的最小缝隙变化到在最靠近点的反向直径的最大值。这个连续变化的缝隙有至少两个缺点，包括(i)一个连续变化或“软步幅”的电感特性，在某些应用中是不期望或不是最佳地，和(ii)制造成本高，由于必须提供具有准确相对容差的两个中心块(包括上中心块308和基座304的准确调整。此外，不考虑偏离中心柱306与另一中心块自己的容差，还存在与制造这样的中心柱相关的附加成本。这种偏离中心的安排通常也不益于使用众所周知的校正辅助设备，例如这里随后描述的开口销装置。
某些应用中，包括例如一些需要较高阻带损失的DSL滤波器电路(例如用于呼叫ID功能)，要求具有不同于图2a或2b电感特性的电感装置。在前面所述的呼叫ID功能情况中，在挂机状态需要较高阻带损耗以保护呼叫ID装置避免通过DSL信号的过载电流。考虑到在共同未决的于2001年11月14日申请的题为“高性能微滤波器和分离器装置”的PCT申请号PCT/US01/45568中描述的例示性滤波器电路，并且关于此点已转让给受让人，在此整体引用作为参考。在这个电路中，在挂机状态期间大多数电容的移除减少了滤波阻带损耗，因而正如先前所描述那样，迫使一个附加或替换装置用于提高该阻带损耗。
类似地，对于在2001年4月3日出版，题为“阻断滤波器电路”的美国专利号6,212,259及其它专利中描述的例示的滤波器电路，关于此点也是转让给受让人的，需要用于多个滤波器的一种改进的电感装置由此来给出足够的电感以允许电路通过挂机阻带损耗，并同时还允许较大摘机电容。
此外，为了控制电感性能，已经使用了间隙式环状线圈。于2000年9月13日申请的题为“高级电子超小型线圈和制造方法”的并于2003年11月4日出版美国专利申请号09/661628，现在美国专利号为6,642,847中公开了包含一个环面芯和多个绕组的微电子线圈装置，其中的绕组被一层或多层的绝缘材料分离开。绝缘材料被真空存放在第一组绕组顶部上并且在下一组绕组缠上线芯之前凝固。环面线芯也可任选地被提供给一个受控的厚度间隙来控制线芯的饱和度。
于1980年4月22日出版的题为“在间隙中具有磁带的磁线芯”，Aldridge等人的美国专利号为4,199,744，公开了具有两个放射状延长间隙的铁氧体环面部分，所述间隙通过环面部分地扩展来减少EMI。在每一间隙之内，插入一个具有叠在薄垫片之上的磁性金属带的绝缘薄垫片。当电流施加于线芯上的绕组时，合成磁通量被引入磁带并且围绕于所述的缝隙。在所述带中高频激励涡电流的损耗是很高的并且绕组具有低Q值但是具有高的电感。在高绕组电流时，磁带是饱和的，电感被减小并且绕组的Q值提高。在开关电压调整器中，这个电感器往往产生仅仅少量的振铃和电磁辐射噪声。
除了期望的电感性能特性，对于电感装置的制造低成本也是很渴望获得的。电感装置市场(以及DSL滤波器电路市场)是特有的十分具有价格竞争力的；因而，即使在成本效率或在这些部件的价格上的减少的小改进也能对制造者的产品的生存能力产生巨大的影响。由于与产生期望的电感特性相关所增加的劳动和/或部件，现有技术的控制装置电感的方法通常是复杂和要求相对高制造成本。
板和内部空间损耗也是与许多电子装置的一个问题(包括DSL滤波器电路)；因此除了期望的性能特性和低成本外，最小的物理尺寸和占用面积也是非常需要的。一个电子执行很好并且制造便宜的装置，却占用相当的板子或内部空间，通常在商业上是不可行的。
ETSI技术标准952，部分1，子部分5(ETSI TS952-1-5)题为“接入网络XDSL的传输滤波器；部分1ADSL滤波器用于欧洲部署；子部分5ADSL/POTS分布滤波器规范”规定了用于DSL分布滤波器的和安装在本地环路的本地交换端和接近网络终端点(NTP)的用户端上的分布滤波器的需求和测试方法。该标准规定了用于在本地环路的用户端分配正确的ADSL/POTS分布式滤波器的需求和测试方法。每一条标准，挂机语音频带电器要求包含两个条件(i)一个50V的DC反馈电压，和使用阻抗模式ZON(10k)，或(ii)流过分布式滤波器的DC环路电流在0.4mA到2.5mA范围之间；和使用600的阻抗模式以在语音频率上终止分布式滤波器的LINE和POTS端口。标准的挂机ADSL频带电器要求可以用50V的DC反馈电压满足，和使用阻抗模式ZON(10k)。摘机电器要求可以用13mA到80mA的DC电流满足。这些要求比较迫切，特别是简单的低成本电感装置。
基于先前所述，需要一个改进的具有低制造成本和期望的电感特性的电感装置用在数字用户线(DSL)信号及其它信号中。这样改进的装置理想地具有(i)在挂机和摘机状态中具有期望的电感特征，以便支持例如呼叫ID功能要求较高的挂机阻带损耗(ii)这种损耗是高成本效率制造的，(iii)可靠，并(iv)对体积和占用面积有物理影响。
发明概要本发明通过提供了一个适合用在例如DSL滤波器电路应用中的改进电感装置及其制造方法中来满足前述需要的。
在本发明的第一个方面，公开了一个用于在电子电路中使用的改进电感装置。该装置通常包括具有受控饱和度部件的磁渗透线芯，该线芯和部件协同产生期望的电感特性(例如，一个基本上与dc电流曲线相对的“步进”或离散的电感)。在一个典型实施例中，该装置包含具有第一线芯部件和第二线芯部件的基本上是圆柱形的电位器(“壶”)线芯，其具有形成在至少所述线芯部件一部分之间的可变形状的间隙。所述可变形状的间隙包括，例如，具有第一间隙宽度的第一部分和具有第二间隙宽度的第二邻接部分。可变形状的间隙有助于控制在不同电流值装置的饱和度，从而在感兴趣的频带上提供基本上步进的电感特性。还提供了一个整体或分离的终端矩阵，其用于电连接该装置到诸如打印电路板(PCB)的外部部件。
在第二示例实施例中，本发明的改进装置包含具有第一和第二终端部件的单一或多部分缠绕的“双”磁鼓线芯，其中受控的线芯饱和度部件被置于所有或者部分鼓状终端部件的外围。受控饱和度部件包括，在一个示例结构中，镍铁(Ni-Fe)带细条。依靠其含铁的部分，这个材料包含与磁透鼓芯相互作用的磁畴以提供前述的步进电感特性。
在第三个示例性实施例中，改进的电感装置包含具有第一和第二终端部件的“三元组”鼓芯，以及置于这些终端之间的一个中心部件。Ni-Fe型通常用来桥接在两个终端部件外围的至少一部分与中心部件之间。
在本发明的第二个方面，公开了一个改进的DSL滤波器装置。滤波器装置通常包括合并了一个或多个前述电感装置的DSL滤波器电路，因而适合于增强阻带性能。在一个示例性实施例中，滤波器电路包含适合于减少并联电容的动态开关滤波器电路，并且因而允许多分布式滤波器用在给定的电信电路中而不会产生不期望的低回波损耗。前述的壶芯和/或双鼓芯装置被用来提供在挂机状态期间增加的输入电感。
在本发明的第三个方面，电路板组合装置包含具有多个传导轨迹和安在其上的一个或多个前述电感装置的的基片(例如PCB)。在一个示例性实施例中，前述的DSL滤波器电路分配在基片上，因而提供了与边缘插头组合在一起的DSL滤波器“卡”。
在本发明的第四个方面，公开了通过使用电感装置提供受控电感的一种改进的方法。该方法通常包含提供一个具有线芯和受控饱和度部件的电感器；选择受控饱和度部件的参数以提供(i)在无电流状态期间比较高的电感；(ii)在非零且在给定的电流阈值之上电流状态期间比较低的电感；并且在能够产生通过该装置的无电流和非零电流状态的电路之内操作该装置。在一个示例性实施例中，选择参数的行为包含选择材料、厚度，和为了控制其磁饱和度的受控饱和度部件的形状。
在本发明的第五个方面，公开了制造电感部件的方法。在一个示例性实施例中，该方法通常包含提供适合于匹配的第一芯部件和第二芯部件；将形成在第一和第二部件之间的缝隙的第一部分配置为第一宽度；将缝隙的第二部分配置为第二宽度；用导线缠绕所述线芯；并且装配第一和第二部件。在第二示例性实施例中，该方法通常包含提供具有第一和第二终端部件和线圈区域的鼓芯；在线圈区域上缠绕至少一条导线；并且使用受控饱和度部件桥接第一和第二终端部件。在第三个示例性实施例中，该方法包含提供具有第一和第二终端部件的鼓芯，一个中心部件和至少一个线圈区域；在至少一个线圈区域上缠绕至少一条导线；并且使用至少一个受控饱和度部件桥接第一第二终端部件和中心部件。
在本发明的第六个方面，公开了一个改进的受控电感装置(与制造方法相关的)。该装置通常包含一个磁渗透芯部件；置于上述芯部件上的至少一个绕组；基本上置于在上述至少一个绕组大部分周围的帽部件；和置于靠近上述帽的一个电感控制部件，芯部件，和上述至少一个绕组。在一个示例性实施例中，该装置包含垂直方向鼓型线芯，在其上有至少一个双股绕组。该鼓包含一个基本部分，该基本部分接收用于装于一个母设备上的多个传导终端(例如PCB)，该母设备与双股绕组的各自一个电连接。受控的电感部件包含一个镍(Ni)合金条，该条基本上置于帽卷之中并且在帽和基本部分之间捕获，从而在该装置之内提供了一个附加的电感路径。通过示例装置提供的电感特性(也就是多个陷波频率)满足或超过了相关的性能标准，例如ETSI TS 101 952-1-5分布滤波器规范。
在本发明的第七个方面，公开了一个改进的缝隙环面(与制造方法相关)。该装置通常包含磁渗透缝隙环面芯部件；置于芯部件上的至少一个绕组；和桥接芯部件缝隙配置的非环面磁渗透部件。在一个示例性实施例中，所述磁渗透部件包含透磁合金和被部分地用绝缘部件置于缝隙之内。在操作期间，缝隙用电流“旋转”环面电感；透磁合金部件饱和，从而有效移除该装置的电感。在另一个实施例中，所述芯缝隙由透磁合金带横越，其中所述芯和条基本上围在外覆盖物(例如热缩管道)之内。
在另一个实施例中，环面缝隙装置与基本上包含环面金属板或“垫圈”的饱和度控制部件匹配。为了提供磁耦合通过芯缝隙的的期望度，垫圈与装置的顶面和/或底面匹配。可以控制垫圈的厚度和接近线芯程度以提供装置的期望的电器和电感特性，并且提供非常低成本的解决方案。
附图简述结合附图从下面提出的详细描述中，本发明的特点，目的和优点将变的更明显，其中图1是在家用或小型商用环境中安装的典型现有技术的DSL的方框图，包括现有技术的安装在多电话扩展上的微滤波器。
图1a是图1所示的现有技术DSL微滤波器的原理图。
图2a是相对于典型固定电感现有技术装置的dc电流特性(“电感特性”)的电感的图解。
图2b是典型的可变电感(线性和“软步进”)现有技术装置的电感特性的图解。
图3是具有可变电感特性的示例性现有技术电感装置(Coilcraft)的顶部俯视图。
图4是按照本发明改进的具有受控饱和度的壶芯电感装置的第一实施例的透视图。
图4a是图4电感装置沿着线4-4的侧剖面图。
图4b是图4电感装置的第一线芯部件的底部俯视图，图示了可变形状的缝隙。
图4c是对于图4的电感装置来说相对于dc电流的电感的示意曲线图。
图4d-4f展示了本发明的电感装置可变形状缝隙的另一替换实施例，分别展示了(i)三层缝隙；(ii)同中心的双层缝隙；和(iii)间歇的同中心双层缝隙的使用。
图5是按照本发明的具有受控饱和度的改进鼓芯电感装置(单线圈)的第一实施例的透视图。
图5a是本发明具有多个受控饱和度部件的鼓芯装置的第一可替换实施例的透视图。
图5b是本发明具有用于受控饱和度部件基本上连续的片的鼓芯装置的第二可替换实施例的的剖面图。
图5c是本发明的附着在鼓芯内的具有L-型终端的鼓芯装置的第三可替换实施例的透视图。
图6是按照本发明具有受控饱和度的改进鼓芯电感装置(多线圈)的第一实施例的透视图。
图7是使用本发明改进电感装置的第一实施例滤波器电路的原理图。
图8是使用本发明改进的电感装置，利用了图6的双线圈鼓芯装置的第二实施例滤波器电路的原理图。
图9是图8滤波器电路的原理图，包括可选的第三阶滤波器。
图10a是图示了制造图4-4f的壶芯电感装置的示例方法的逻辑流程图。
图10b是图示了制造图5-6鼓芯电感装置的逻辑流程图。
图11是按照本发明受控电感装置的第一示例性实施例的顶部透视，部分分解图。
图11a是图11装置的侧剖视分解图。
图11b本发明的受控电感部件的另一实施例的顶部俯视图，展示了可变条宽。
图11c是受控电感装置的另一实施例的分解透视图，具有多个电感部件。
图12是图示了图11装置制造方法的示例性实施例的逻辑流程图。
图13是本发明环面缝隙的一个实施例的顶部正视图。
图14是图13示例性环面缝隙的分解图(没有绕组)，展示其中的缝隙和在其中放置的部件。
图14a图14环面缝隙装置的侧俯视图。
图14b是环面缝隙(无绕组)的第二示例性实施例的分解图，其中使用了“V”型缝隙。
图14c是环面缝隙(无绕组)的第三示例性实施例的分解图，其中使用了切去顶端的“V”型缝隙。
图15是图示了图13-14c装置制造方法的一个示例性实施例的逻辑流程图。
图16是本发明环面缝隙装置的另一实施例的侧分解图。
图16a是本发明环面缝隙装置的另一实施例的侧分解图，其中使用了热收缩涂层。
图17a是本发明的另一实施例的透视分解图，其中平面环行控制部件用于与环面缝隙芯连接。
图17b是沿着线17a-17a的图17a装置的剖面图，展示了其中的结构。
图17c是该装置的另一实施例的剖面图，展示了曲线(半球形)垫圈和互补线芯的使用。
图17d是本发明的另一实施例的剖面图，其中两个平面控制部件置于环面的相反面上。
图17e是本发明另一实施例的透视分解图，其中非平面控制部件用于与环面缝隙芯连接。
图17f是本发明的另一实施例的顶部透视分解图。
优选实施例的详细描述现在参考附图，其中所有相同的数字指代相同的部分。
正如在这里所使用的，术语“信号条件”或“条件”应理解为包括，而不是限定，信号电压变换，滤波和噪声消除，信号分离，阻抗控制和修正，电流限制，电容控制，和时间延迟。
正如在这里所使用，术语“数字用户线(或“DSL”)应理解为DSL结构或服务的任一形式，无论对称的或是其它的，这些形式包括无限制的所谓“G.lite”ADSL(例如符合ITU G.992.2)，RADSL(自适应速率DSL)，VDSL(甚高比特速率DSL)，SDSL(对称DSL)，SHDSL或超高比特速率DSL，也称为G.shdsl(例如符合ITU建议G.991.2，由ITU-T在2001年2月通过的)，HDSL(高数据速率DSL)，HDSL2(第二代HDSL)，和IDSL(综合业务数字网DSL)，还有In-Premises电话线网络(例如HPN)。
将进一步认识到虽然术语“家庭”和“用户”在这里可以用在与本发明的示例性实施例的一个或多个方面相关，但是本发明决不限定这些应用。本发明同样可以成功地应用在，小或大商业、工业，和如果需要，甚至应用在军事中，等等。
应该注意的是虽然根据在电信领域众所周知的RJ-型连接器和型号的相关的标准插塞来安排的下述描述的部分，但是本发明可以与任一数量的不同型号连接器结合使用。因此，下面的讨论仅仅是较宽概念的示例。
此外，在这里使用的术语“网站”和“用户站点”应当包括具有提供到那里的电信线业务的任何位置(或位置组)，并不局限于居住房屋，公寓，办公室，和商行。
最后，正如在这里所使用，术语“扩展装置”意味着包括与现有的电信线兼容的任何型号的电信装置，而并不局限于传统电话，电话应答机，传真机，无线或卫星接收器，和多线电话。
概述本发明有效的解决了能够高效成本地编制电感装置的电感特性以提供作为dc电流函数的两个或多个基本上离散的电感值的问题，在家庭或用户DSL滤波器电路的示例性环境中，这个基本上离散的特性准许较高输入阻抗用于在挂机状态时的滤波器。当与动态开关滤波器电路耦合时，低并联电容和期望的高阻带损耗有利地提供在单个电路中。本发明的改进电感装置制造成本效率高而且空间上也紧凑。
可以认识到虽然主要根据在DSL电路中的使用对本发明的改进电感装置进行了描述，但是这样的电感装置的应用可以超出DSL电路包括字面意义上的任何需要具有在这里描述的特性电感装置的电路。因此，本发明的范围应该由权利要求确定，并不是通过在这里所阐述的示例性实施例。
改进的电感装置现在参考图4-4f，详细描述本发明改进的电感装置的各种示例性实施例。普通技术人员将会认识到在这里描述的实施例仅仅是提供受控饱和度电感装置较宽概念的示例，该装置对制造是高效成本的，并能产生期望的电感特性。许多不同的物理结构的变化(在这里描述了一些)可以与本发明一致进行应用。
正如图4和4a所示，图示了电感装置400的第一实施例，在这个实施例中，装置400通常包含电位器或具有设计用来相互匹配的两个部件402a，402b的“壶”型芯402。当接合时这两个部件402a，402b在本实施例中形状基本上是圆柱型的，并且每一个包括在其周围形成信道或槽408a，408b的放置于中心的柱406a，406b。应该认识到，然而，其它的芯型(包括例如周知的“E”芯型，其在镜像部署中是有效的双“E”型，或者“U”芯设计)可以与本发明一致地使用。槽408提供内体积，在其中安排装置410的绕组。每一部件402由磁透材料形成，例如Mn-Zn，正如在电子领域所周知的。孔径409在芯部件的侧面中形成(在两个部件402a，402b的交接点处)以允许导线的进/出。明显地，可以使用其它的用于导线进/出的机制，包括穿过芯表面顶部或底部等等。此外，某些芯型(例如前述的“E”型芯)通过设计打开，从而固有地提供导线的出口点。
电感装置400还包括通过在芯402的中心柱406缠绕所需形状的导线来形成一个或多个导电绕组413。在该示例性实施例中，使用了在电子领域周知的型号所谓的“磁线”，因为它既有相对低的成本也具有良好的电子和机械性能。磁线通常缠绕变压器和电感装置，并且包括通过薄聚合物绝缘层或聚合物层化合物例如，聚亚安酯，聚酯，聚酰亚胺(aka“KaptonTM”)等等覆盖的铜或其它电感材料组成的线。覆盖层的厚度和化合物决定了线的介质强度能力。在31到42AWG范围内的大多数磁线通常用在微电子变压器或电感器应用中，尽管其它尺寸可能用在某些应用中。
图4的电感装置400也可能可选地包括终端矩阵425，其用于连接前述绕组到外部装置例如，PCB垫或痕迹。在这里公开的型号的电感装置通常置于在诸如PCB基片上并置于其表面上，方便地提供低外形和低安装成本。终端矩阵425包括非电感矩阵结构427和多个各自的基本上扁平的横截面终端429，该终端通过矩阵结构427互相之间分离开。对于每一或各自终端来说，终止于电感装置绕组413的自由端，例如通过软焊和/或线缠绕在终端429(没有示出)的末端上形成的槽上。每一终端429的底端部分431适合于表面安装(例如软焊)到相应的PCB触点垫(没有示出)或其它类似的电感类似物。电感装置400的芯402位于结构427的顶上，并且可以通过使用在第二芯部件402b的底部表面上的胶粘剂或其它数量的不同任何公知方法安装在其上。
正如另一可替换的，终端429可以直接安装芯402(没有示出)之内或之上，这样通过摩擦地和/或胶粘地把它们嵌入进芯部件402a，402b内的孔径中，并且然后在那里终止绕组413的自由端。用于终端及将其安装(或直接或间接)到芯402上的众多其它结构存在于，例如在公知的球形网格阵列方法中，或多引脚(例如用在引脚格栅阵列中)，这样可替代结构可以很容易地被普通技术人员认识到。
在各个芯部件柱406a，406b，的相对表面之间的区域414包括“可变的”形状，后者的设计是为了提供所需的电感特性(下面关于图4c所描述的)。特别地，在图4a中很好展示了的图示实施例中，该可变形状包括两个置于柱406之间的区域416、418，每一区域具有不同缝隙宽度(“双层”)。而第一区域416大约有0.010英寸(0.254毫米)的第一缝隙宽度W1，而第二区域418有大约0.001英寸(0.0254毫米)的缝隙宽度W2，W2小于W1。当按平面图观看时(图4b)，该两个区域416，418包含大体上形成于整个柱406剖面区域的两个邻接部件。在本实施例中，第一区域416包含柱406截面的整个表面面积的大约90％，这个区域通过弦边419从第二区域中分离出来。第二区域418大约包含截面面积剩余的10％。在该示例性实施例中，该缝隙(多个缝隙)被充满空气；然而，将会意识到可以使用具有所需特性的一种或多种其它材料。例如，所述缝隙可以填满高磁性的磁阻化合物以便进一步控制芯的电感曲线。
通常，在DSL滤波器应用中，为了阻止芯被在电话线中的摘机dc环路电流饱和，串联电感器芯(多个芯)必须具有一个有空隙。然而，在挂机状态中没有dc环路电流。通过实现上述的多区域空隙形状，图4的电感装置提供期望的“步进”电感特性。特别地，电感器的挂机电感值相类似的变得比摘机值大2-10倍(依赖于所选择的参数，正如下面所讨论的)。当个别电话或其它与滤波器电路相关的扩展装置摘机时，上述的第二区域418的宽度W2是足够小以便能够允许具有主要摘机dc环路电流的芯的饱和度。这就导致了该装置的电感落入所期望的摘机值。正如将会理解到的，W1和W2的值，以及第一和第二区域416，418截面面积的相对分配有助于决定特定的摘机电感值，以及“步进”电感特性的形状。在当前环境中，提供两步特性以产生两个期望的电感值(也就是说对于挂机和摘机状态)。
图4c图示了与图4示例装置相关的电感特性450。正如在图4c中所示，该特性有一个具有相对较高并基本上恒定的电感值(在低dc电流通过装置时)的第一部分452，一个具有随着dc电流升高降低电感的基本上垂直的第二部分454，具有在较高dc电流(也基本上恒定)时相对低的电感的第三部分456，和一个第四部分458，其中装置芯完全饱和。第一部分452代表了产生很小或没有芯饱和的dc电流值，和在示例性DSL滤波器电路中相应于挂机状态时的较高电感。在曲线450的第二部分454期间，芯开始饱和，并且随着dc电流的增高电感有一个急剧(陡峭的)下落。这个急剧下落与随着饱和这部分的电流的增高而增加的通过小缝隙的磁通量密度相关，等等，这部分有效的从电路中把它进行电移除。甚至随着dc电流的进一步增高，芯饱和度，以及装置进一步进入到曲线450的第三部分456。这里，随着电流的增高，电感基本恒定，直达到饱和区域458。与在第一，第二，和第三区域452，454，456达到的电感比较，一旦芯达到完全饱和，电感再次快速跌落到很小的值。
应该注意的是，虽然图4的实施例使用了中心柱的两-区域排列，但是为了产生期望的电于性能也可以使用其它的排列。例如，在一个可替换实施例中(图4d)，加入第三区域470到芯柱406的啮合面，从而在电感特性中增加了第三阶(“三层”)。在另一个替换实施例中(图4e)，缝隙面积的两层或区域416，418彼此同心构成，这样具有较小缝隙W2的第二区域418围绕具有较大缝隙W1的第一区域416周围。控制与第二区域418相关的墙或环面474的厚度D1以提供期望的电感特性。此外，所述墙或环面474作为垂直高度的函数可以逐渐减少，如此例如较接近于缝隙W2的其宽度D1小于在较高于缝隙之上的点的宽度。另外能(或者可替换的)制造非连续环面474；例如，用沿着它的圆周的一个或多个区域不时打断，在它的圆周上缝隙是增高的，例如如图4f中所示的在这些区域中通过材料的移除来实现。
前述的同中心排列也便于了中心调整装置的使用，例如在于1999年9月14日公布的题为“盲孔壶形铁芯变压器装置”的并转让给Pulse Engineering，Inc的美国专利号5,952,907中详细描述的开口销通孔排列，在此全部包含在这里作为参考。该排列使用了形成在第一和第二芯部件的每一个的中心柱中的一套中心孔径，和在转配芯之前在孔径之一中接收的开口摩擦销。当组合芯部件时，在其它芯部件中的不被阻塞的孔径之内接收开口销的自由端，从而准确的调整两个芯部件。
对于中心柱406来说许多其它不同结构是可能的，许多产生了不同的电感性能特性。此外，正如先前说讨论的，图示实施例的不同形状的缝隙排列可以很容易地应用到其它芯结构中，包括例如“E”和“U”芯。
应该认识到图4a-4f的实施例可以低成本进行制造，这是由于(正如在下面更详细描述的)它们很容易地能使用有用的或“不用定制的”低成本壶状铁芯，该芯正如在这里所述能简单的修改以提供期望的电感特性。由于不同形状的缝隙完全包含在装置内体积之内，因此，这些装置有利的是不再要求比传统壶状铁芯更多的空间。
现在参考图5，描述了本发明的改进电感装置的第二示例性实施例，在这个实施例中，结合受控饱和度部件508使用了典型的在本领域中公知的鼓(或线轴)芯502。鼓芯502包括中心线轴区域504和分配在线轴区域504末端上的两个终端部件(例如凸缘)506a，506b。线轴区域504包含绕组510，该绕组同中心地缠绕在线轴周围。如同在图4实施例中那样，芯502由磁透材料构成。尽管可以理解可能被替换为多件芯，但是为了减少成本，或，其它原因，图示实施例的芯502在构造上是单件的。图示装置的受控饱和度部件508包含镍-铁(Ni-Fe)合金的薄(大约0.001英寸，或0.0254毫米，厚)细长带，该合金沿着芯502纵向排列，以便它能桥接两个终端部件506a，506b。在本实施例中，部件508是通过胶粘剂胶合或粘结到两个终端部件506上的。由于(i)因为铁含量它是磁透(并且导电的)，并且(ii)因为镍含量而物理加固并足够硬，所以选择Ni-Fe用作受控饱和度部件508。尽管基于期望的特性可以替代为其它合金，但是图示部件508具有有80％的镍和20％的铁。例如，可以使用不同百分比的镍和铁。可替换的，不同类型的合金例如Ni-Fe-Cr(通常认为是Inconel)或所谓的“不锈钢”(主要是Fe-C-Cr，或者是马氏体的或其它的)可能被单独或结合使用。含有铬的一个优点是部件508的钝化，从而极大的消除了包括铁氧化物形态(“铁锈”)和腐蚀状态的铁降解机制的影响。
受控饱和度部件508可能有利地构造成在较大薄片中的带，包括正如在下面更详细描述中的胶结到那里的先前应用，因为它们现有的有用性从而便于容易并成本有效地制造。
将会认识到受控饱和度部件508的横断面图和厚度能影响装置发生饱和的点，也能影响对于不同电流的相对电感值。因此，虽然在图示实施例中使用大约0.001英寸(0.0254毫米)厚的平带，，但是也可以使用其它的厚度和/或横断面图。例如，可以期望去利用一个或多个基本上圆截面合金线(没有示出)作为受控饱和度部件。
还应该理解到，在给定装置上使用的一个或多个受控饱和度部件508中可以使用材料的组合物。例如，装置500可以用置于装置周围的两个或多个较小直径带508来装备，从而在多个位置桥接两个终端部件506(见图5a)。
正如另一可替换的，可以用合金“带”561的一个或多个连续片替换在图5中所示的带508，该合金“带”部分延伸或完全围绕在每一终端部件506的周围(图5b)。本领域中的公知型号(例如由the Raychem Corporation of Menlo Park，CA制造)的热收缩管563可以可选地使用代替或加上前述的胶合剂来高效成本并持久压焊饱和部件508到鼓芯末端506。其它联结方案是可以的，包括铜焊/定位焊接，锡焊，夹钳等等。
正如另一可替换的，可以使用合成的饱和度部件508，其中两个或多个不同的合金可以互相结合使用，例如组成了基本上离散的，并行或上下折叠的带。
没有适当的受控饱和度部件508，芯502(和整个装置)的电感主要由在终端部件506之间的空隙决定。然而通过使用适当的饱和度部件508，在终端506之间的空隙被桥接，从而在低或无电流状态(例如挂机)时基本上提高装置500的电感。然而，当连接电感装置500的扩展装置摘机时，dc电流升高，从而增高了在较薄部件508的通量密度。这导致了部件508快速饱和，从而基本上减少了装置的电感(“步进”)。
图5的电感装置500也可以可选地包括例如用于上述的关于图4描述的前述绕组连接到诸如PCB垫或痕迹的外部装置的终端阵列。可选地，终端529可以直接安装到芯的内部或外部(正如所示)，这样通过摩擦和/或胶结地把它们嵌入进芯部件502的孔径535中，并且在那里终止绕组413的自由端。再参见图5c的可代替实施例，其中鼓芯包含适合于接收L-型终端586的凹口588。终端绕组513的自由端580被置于凹口588之内以准许电终止于终端586。用于终端和它们安装(或直接或间接)到芯502的许多其它结构是存在的，例如公知的球形栅阵列方法，或引脚(例如用在引脚格栅阵列中)。普通技术人员很容易地认识到这样可替换的结构。
正如图4的实施例，由于大部分使用来控制装置电感曲线的装置的简单化，制造图5-5c的电感装置的成本是很有效率的。这个区别于用来提供定制电感特性的较复杂(并高成本)现有技术装置。
现在参考图6，描述了本发明的改进电感装置的另一实施例。在这个实施例中，装置600包含具有第一和第二部件602a，602b的双鼓芯602和置于两个终端部件602之间的中心部件(例如凸缘)605。两个线轴区域604的每一个提供给包含一或多套同中心的缠绕绕组610。沿着装置的轴611的纵向放置一个单一受控饱和度部件608并且与三个部件602a，602b，605的每一个连接，从而桥接形成在那里之间的两个空隙。
然而，应该认识到，两个离散的饱和度部件608(没有示出)可以被用来桥接双线轴芯602的两个空隙。此外，上面描述的关于图5的单线轴鼓芯可以有各种的可替代结构，例如使用不同合金，连续带，多饱和度部件等等，可以相同地应用到图6的双线轴芯。
滤波器电路描述现在参考图7-9，公开了利用上述电感装置的改进滤波器电路。正如先前所讨论的，本发明的电感装置解决了能够高效成本编制电感装置的电感特性以提供作为dc电流函数的两个或多个基本上离散的电感值的问题。在家庭或用户DSL滤波器电路的示例性环境中，该基本上离散的特性虑及了用于在挂机状态时的滤波器的明显较高输入电感。当与动态开关滤波器电路耦合时，例如图7所描述的那样，低并联电容和期望的高阻带损耗有利地提供在单个电路中。换句话说，本发明的改进电感器，当与图7的动态滤波器电路结合时，提供了一个在摘机状态提供低阻抗滤波器和在挂机状态提供高阻抗滤波器的单个滤波器电路，也有利地维持了相同(或类似)的频率截止性能。因此，通过这两个部件(也就是说，“步进”电感装置和动态开关滤波器电路)的结合创造了协同作用。当本发明的电感装置与图8和9滤波器电路结合时，通过在其它图6的结合或双线轴电感器的使用，以极低的成本提供了极好的阻带性能。
现在参考图7，描述了具有改进电感装置的动态微滤波器结构的第一实施例。应该理解到，虽然图7的实施例包含适合于满足在多个具有某些性能要求的国家里使用要求的示例性设计，例如英国(UK)，但是通过正确的构件选择和配置，本发明的动态滤波器同样可以适合于精确地用在任何应用中。基于现有的公开内容对于普通技术人员来说，很容易决定出这样的可替代的应用和配合，因此，在这里没有进一步描述。
还应当意识到，虽然根据用来组成电路的多个离散电子部件(也就是说，电阻器，电感器，电容器，开关，等等)引出下面的讨论时，但是电路的部分可以以综集成部件(例如集成电路)或者具有期望函数和电特性的其它型号部件的形式来实施。
正如在图7中所示，滤波器电路700通常包含具有多个输入终端(线路侧插口)704和两个输入电感器706，708的输入部分702。在本实施例中这两个输入电感器706，708每一个在这里都包含一个先前描述型号的受控饱和度电感器。这就提供了具有先前讨论的具有期望输入电感特性的电路。一个输出部分720包含两个附加电感器724，726(L3，L4)三个电容727，228，730(C4，C9，C6)。滤波器的输入“步进”电感器(L1，L2)706，708被连接到线路侧插口704，而滤波器的电容输入部分720被连接到滤波器的电话侧插口740。线路和电话侧插口704、740，虽然是在电信应用中使用的普通类型的模块化插口，但是还应该认识到可以替代为其它类型的模块化插塞和连接器。滤波器700进一步包括DSL插口750，在图示实施例中，该插口包括一个RJ-11型DSL插口，尽管其他的也可以被替代。DSL插口750直接由电子通路752通到线路侧插口704(插塞)以提供便利DSL或家用电话网络(HPN)插口。
通过图7电路提供的基本滤波器是由两个输入电感器706，708(L1，L2)、两个输出部分电感器724，726(L3，L4)、和三个桥接电容727，728，730(C4，C9和C6，分别的)组成的四级椭圆低通滤波器。输入电感器706，708提供了期望的输入电感特性并防止了在DSL电路上的负载，虽然在输入部分720中的两个电容734，736(C1，C7)被添加到输出电感器724，726(L3，L4)以产生在30KHz级别上的谐振，但是还应该理解到，为了获得其它谐振频率可以选择其它电抗和电容值。相应地，图7的实施例是一个产生急剧30KHz分离点的四级椭圆滤波器。该椭圆阻带特征准许这样的设计以最小化整体电容到通常的＜40nF摘机和5nF挂机(也就是说＜40E-09法拉摘机，和5E-09法拉挂机)，这最小化了在电话语音频带性能上的电容影响。
为了使滤波器700动态化并虑及由用户对于每一电话的多滤波器进行自安装，所以增加两个簧片开关762，764(K1，K2)以移除对于挂机(空闲)电话的大部分滤波器电容。在图7的实施例中，簧片开关762，764都磁性地耦合到双电感器770(L5A)，正如在分别于2001年1月30日和2001年4月3日公布的题为“阻抗模块化滤波器电路”并且关于此点转让给受让人的美国专利号6,181,777和6,212,259中分别所描述的。特别地，簧片开关762，764依靠它们物理接近于电感器的绕组耦合到电感器770，并因此而产生了磁场。
本实施例中的电感器/簧片开关766由圆柱的框架组成并且包含双电感器和两个簧片开关762，764。对本领域的技术人员来说，很显然，双电感器/簧片开关装置766可以用两个单个电感器/开关单元(没有示出)来代替以便实施相同的功能。在图示实施例中，簧片开关762，764沿着它们实质上与装置的线轴纵轴平行的纵轴水平配置。这个结构提供了在电感器770的绕组和开关之间的前述的磁耦合以操作后者。装置766被选择在预定环路电路阈值上(例如大约6-16mA)激励。如果环路电路阈值太低，簧片开关可以在电路操作期间振动，并且可以因此而缩短开关的使用寿命。另一方面，如果环路电流阈值太高，环路电流量可能不够在坏的状况条件中激励开关。
当没有环路电流流过(因为电话挂机)时，就没有来自双电感770的磁场并且簧片开关762，764是打开的，该开关从电路中断开了电容727，730(C4和C6)。在这个实施例中，对于每一挂机滤波器来说，这把总的电容从大约37.7nF减少到4.7nF。这个4.7nF的值是迫使任一挂机电话谐振低于30KHz的电容所需的最小值。此外，为了保护簧片开关262，264免于振铃电压、功率交叉电压和极快的瞬时电压的损害，正如在图7中所示那样，包括越过簧片开关762，764一个或两个稳压二极管776，778(D1，D2)以限制峰值电压到低于12V。由于电容与二极管串联，图示实施例的单一二极管776，778可以令人满意的工作，并且当AC信号出现时将使单个二极管自偏。可替换地，然而，前述的二极管布置可替代为双背对背6-12V稳压二极管，单个稳压二极管，或甚至是低电容变阻器。这样的部件的构造和选择，是与在装置中提供最小电容这个当前目的一致的，也是在电子领域公知的，因此，在这里没有进一步相应地描述。
当簧片开关关闭时，为了防止簧片开关762，764切换电流的尖峰信号通过C9电容器728和C4电容器727(并且C1，C7电容器734。736)，增加两个电阻器780，782(R5，R6)与C4和C6电容器726，730串联以限制开关电流低于开关的最小电流定额。为了不影响滤波器的阻带性能选择足够低的R5，R6的电阻器值。
前述的滤波器700的动态部件对提供足够的回波损耗改进以满足先前讨论(例如欧洲/英国规范的那些)的迫切要求还不完全够。为了解决该问题，由双电感器770(L5A，L5B)，平行的网络电容器790，792(C2，C3)，和平行的网络电阻器794，796(R4和R1)构成的谐振阻抗纠正电路通过在2-3KHz频带中增加正相阻抗来提高语音频带回波损耗到10db。双电感器770(L5A，L5B)实现双用途；正如先前所述除了驱动在摘机期间的簧片开关，双电感器770(与网络电容器C2，C3 790，792结合)还组成了与线路输入串联的微分谐振阻抗。平行网络电阻器794，796(R3，R4)把这个阻抗限制到大约在700欧姆谐振，这也把最大插入损耗限制到了可接收的水平(也就是说，在2db级上)。
图7的电路700在电话插孔的引脚4和5上进一步提供了1微法拉的振铃电容791(C10)。在某些(例如英国)应用中需要使用这样的滤波器来振铃某些三线电话装置。然而，应该认识到，这个电容可选的依赖于本发明所使用的滤波器电路特定的应用。
进一步注意到图7实施例的电路700有利地用分离电感线圈来形成各种电路的电感器706，708，724，726(L1，L2，L3，L4)而不是，例如，在许多现有技术设计中通常使用的双EP13型电感器。该装置提供了纵向模块化阻抗和微分阻抗，这是某些应用(包括例如欧洲电信标准)中都要求这样。传统的基于EP的设计没有有效的纵向阻抗，因此需要额外的线圈。附加线圈增加了额外dc电阻，并且为了补偿增加的阻抗，经常要求较大的线圈，因而提高了与滤波器有关的成本和空间要求。相反的，用本发明的分离线圈设计，没有必要增加纵向线圈或提高滤波器电感的尺寸。在图示实施例中，通过使用受控饱和度电感器和/或双线轴，以及诸如受让人所制造的双屏蔽电感器可以提供前述纵向阻抗并提供磁场以驱动簧片开关(正如可适用的)。
这里公开的动态滤波器电路700意味着在电信线路上通过提供(i)能依靠相关的扩展装置的操作条件改变状态的“动态”滤波器结构；和(ii)提供增强的回波损耗性能等等的阻抗纠正电路来解决不足够的阻带和语音频带性能。特别地，在具有语音和DSL信号成分的电信线路情况中，当在线路上的电话之一摘机时(通常仅仅是在任一时间时电话之一摘机)，摘机滤波器的动态电路就提高了它的电容，而所有在同一线路上的其它挂机电话相对于摘机电路保持一个低电容。由于对于增强的DSL阻带的主要需要与摘机电话，和电话的极性保护二极管电桥的存在相应，因此，这个动态电容特征是可接受的并且与现有的应用兼容，。DSL高电平向上流能量的能过驱动在摘机电话中这个二极管电桥，从而产生不需要的调制间失真。因此，需要增强的DSL阻带阻止这样的过驱动状态。当电话或其它扩展装置挂机时，二极管电桥从电路中移除，并且需要较小的滤波器DSL阻带衰减。因此在与挂机电话相关的滤波器电路中可以应用很小的电容。这就准许了摘机电话具有一个比较大的电容，并且因此动态的滤波器能有接近的分路器性能。
然而，应该认识到，移除在挂机状态期间的大部分电容也能减少阻带损耗，对某些需要增高的挂机阻带损耗(例如呼叫ID)的操作状态来说这会出现问题。在本发明的受控饱和度电感装置400，500的电路700中的合并有利地解决了这个问题，然而，仅仅通过提高在挂机状态中滤波器的输入电感值；也就是说，通过提供相对于dc电流特性的“步进”电感。因此，动态开关滤波器电路和受控饱和度输入侧电感器的结合以很低的成本提供了在大范围应用中(包括具有呼叫ID或类似功能的多扩展应用)接近理想的性能。
现在参考图8和9，描述了具有改进电感装置的滤波器电路的其它实施例。图8的电路包含具有连接到两个各自输入电感器840，842的输入866，868的线或输入侧。图8的示例性电路800利用了诸如图6这里的双线轴电感装置以提供这两个电感840，842，尽管不同的结构(例如两个单线轴鼓芯装置500)可以被替换。由双线轴电感装置600提供的较高电感有利地为多于10个的滤波器产生了足够的电感以准许滤波器800通过挂机阻带损耗，并同时允许较大的摘机电容来改善阻带(例如为了呼叫ID或其它要求这样较高阻带的功能)，还仍然满足返回损耗的要求。替换了电感器840，842的双线轴装置600的使用同样提供了重要的成本利益，这是因为与制造两个单线轴部件相比，双线轴装置的制造成本通常是极低的。此外，图8的电路的制造也极简单，仅仅需要两个电感器840，842(也就是说，一个双线轴电感器)，从而考虑到了具有极好阻带和滤波器性能的的高有效成本电路。
图9的电路900，与上述的图8相似，包含具有连接到两个各自输入电感器940，942的输入966，968的线路或输入侧，还包括分配的与外侧面插口960，972通信的可选的三级滤波器电路。在某些环境中是期望这样的三级滤波器部件的。
制造方法现在参考图10a和10b，用于制造先前所描述的电感装置的方法在这里会详细讨论并且以逻辑流程图的形式图示。
应当认识到虽然根据先前所述实施例(也就是说，壶芯和鼓芯装置)在这里引出下面的描述，但是本发明的方法通常通过合适的修改可以应用到各种在此所公开的的其它结构和实施例中，这种改变在电子装置制造域中是处于普通技术人员的知识范围之内的。
首先参考图10a，描述了制造图4改进的壶芯装置的方法1000。在方法1000的第一步1002中，获得或制造壶芯的第二部件402b。图4的示例性装置的芯402优先使用许多适当熟悉的方法例如材料预备，压制，和烧结由磁透材料来形成。芯402被制造以具有特定的性能，这些性能包括磁通量性能，截面型和面积，高度，和柱直径，由于是本领域所熟知的因而在这里没有进一步相应描述。
第一芯部件402a在这里可以由先前所述可变形状缝隙结构直接构成(步骤1004)，例如通过制造用来装配包括期望缝隙特征的第一芯部件402a的模子或造型。可替换的，经过步骤1006能有效地构成第一芯部件402a作为第二部件402b的镜象(步骤1007)，并且处理(步骤1008)以产生期望的各种形状缝隙。经过步骤1008这样的处理包括在机械加工至少第一芯部件402a的中心柱406的一部分到期望的结构(例如具有缝隙宽度W1和W2的90％/10％的结构)的一个实施例中。这样的机械加工包含例如准确的磨光芯柱406的所需部分。可替换地，作为例子这样的处理可以包含微切割或磨碎，或甚至是由激光能量切割或烧蚀。
接下来，经过步骤1010，芯部件402a，402b可以可选地在一些或所有表面上涂上一层聚合物绝缘材料(例如聚对二甲苯基)或其它材料，以便保护绕组避免损坏或绝缘。当使用很规范的绕组或具有很薄的在缠绕期间很容易磨损的薄膜覆盖层的绕组时，该覆盖层特别有用。
接下来，经过步骤1012，所述芯被用期望的导线形状缠绕。这样的导线形状可以包含例如以基本上环形“环形室”方式把薄规格磁线同中心地缠绕在芯的中心柱406上，尽管可以使用其它类型的导线(绝缘或其它)和缠绕方式。
接下来装配两个芯部件402并且使用，例如，如胶粘混合进行匹配在它们期望的调整中(步骤1014)。把绕组捕获在形成在芯402内的凹口内，用他们的自由端路由通过形成在芯部件402(或其它类似穿透)一侧内的孔径409。
接下来经过步骤1016，提供或制造终端阵列425和/或终端429。终端阵列结构427理想地使用从合适的聚合物中注入或转移模子过程来形成，尽管可以用其它材料和方法代替。终端429可以包括期望的特征，例如用于饶接的凹口和在它们底端上的基片接触衰减器，并且被压模进或随后嵌入到框架427中。这样终端阵列的制造在电子领域是公知的，所以在这里没有进一步描述。
接下来经过步骤1018，把线束铁芯置入或安装到先前所述型号的终端阵列425中。例如，在示例性实施例中，使用合适胶合剂的磁珠或落线，例如环氧树脂，将芯402黏着到终端阵列的框架427上。
接下来绕组端接到终端429上，，例如使用通过绕接进形成在终端末端内的凹口的焊接过程(步骤1020)。
组装的电感装置400然后可选地经过步骤1022检测，从而完成了制造过程。
接下来参考图10b，描述了用于制造图5和6改进鼓芯装置的方法，为了简单起见，特别参考图5的单线轴芯。在该方法1050的第一步骤1052中，获得或制造鼓芯。图5的示例性装置的芯502优选地从使用了许多很熟悉过程，例如材料预备，压制，和烧结的磁透材料中形成。产生具有包括磁通量特性、截面型和面积、高度和柱直径特定性质的芯502，由于在本领域内是已知的，因此在此没有进一步描述。
接下来，经过步骤1054，为了保护绕组避免损坏或磨损，在一些或所有表面上可以可选地用一层合金绝缘材料(例如聚对二甲苯基)或者其它材料覆盖芯502。
接下来，用期望的导线形状经过步骤1056缠绕芯。这样的导线形状可以包含例如以基本上螺旋形绞方式把薄磁线同中心地缠绕在芯的线轴区域，尽管可以使用其它类型的导线(绝缘或其它)和缠绕方式。
接下来经过步骤1058提供或构造终端529。正如先前所表明的，终端429可以包括期望的特征，例如在它们的底端上用于绕接的凹口和基片接触衰减器。这种终端的构造在电子领域是公知的，因此在这里没有进一步描述。
接下来经过步骤1060把终端529嵌入或焊接到线束铁芯502上。例如，在示例性实施例中，用一滴或株例如环氧树脂的合适胶合剂将终端529黏着到芯502的槽535中。在步骤1060期间通过路由它们的自由端在槽535内和终端529之下把绕组终结到终端529上，因而与其形成了电连接。此外或作为替换可以使用其它方法例如绕接和焊接(与选择的终端结构一致)。
接下来，经过步骤1062，构造一个或多个受控饱和度部件508。在图5的示例性实施例中，部件508包含Ni-Fe带。这个带是通过首先形成的所需厚度的Ni-Fe合金片来制造的(步骤1064)。经过步骤1066，在所述片的一侧随后用合适的侵蚀性胶合剂(或可替换地一种基于环氧树脂胶合剂)浸渗，并且经过步骤1068使用切割机将所述片切割成合适尺寸的带。
接下来在步骤1070中把从上述的步骤1062中获得的一个或多个带508沿着它的轴的纵向固定到芯502上以便桥接在两个终端部件502a，502b之间的空隙。这样的连接可以通过自动装置(例如适合于把部件508准确放置到芯502上机器)，或人工来完成。
组装的电感装置500随后可选地经过步骤1072检测，从而完成制造过程。
可选地，在使用Ni-Fe连续带或类似合金的鼓芯装置的实施例中，可以修改前述过程以便可以切割合适尺寸的带并应用到芯502上。然后应用热收缩轴套或管道(如果使用)至少到芯的末端凸缘的外围区域，覆盖受控饱和度带508，并且然后曝光到足够热以收缩轴套紧紧的把带508结合到鼓芯凸缘。
现在参考图11和11a，公开了根据本发明的受控电感装置的另一实施例。在图11和11a的实施例中，装置1100基本上包含“鼓”型磁透芯部件1102和在电子部件领域公知型号的双股绕组1104，绕组置于(缠绕到)后者中心部分1106周围的芯部件1102上。从上芯凸缘1110直径不同于(这里，小于)基体部分凸缘1112直径的立场来看，图示实施例的芯部件基本上是不对称的。在这个实施例中，上凸缘1110的直径大约是0.256英寸(6.52毫米)，然而下凸缘1112，在唇缘1124内部，直径大约0.346英寸(8.79毫米)，尽管可以选择其它值。本实施例中的芯部件1102用铁氧体材料组成，尽管应该认识到可以使用其它材料(MN-Zn等等)。多个孔径1110或孔洞也在基片凸缘中形成，从而允许在装置1100的内体积外面路由所述双股电感器来最终绑定(例如焊接)置于芯部件1102基片之内的电感终端1119。电感终端1119焊接进形成于基片凸缘1112下面的凹口中(没有示出)，例如使用胶合剂(例如铁氧体胶合剂)或灌注混合物。也可以使用用于这些终端的其它结构，正如普通技术人员应该认识到并可以实现那样的。路由于内体积外面的引线使装置更容易制造，尽管应该认识到如果期望与本发明一致可以使用其它结构(包括在装置1100的内体积内的终端)。
一个基本上圆柱形帽(屏)部件1120基本上被置于在多数绕组1104和芯部件1102附近，定制帽1120的大小以与形成在基片部分凸缘1112的上表面上的唇缘或边缘1124相配。因此，当组合两个部件时帽1120实际上依靠在凸缘1112的唇缘上。在图示实施例中斜切帽匹配面1127的内边缘1123以便在基片凸缘1112的外围附近形成一个逐渐变窄的缝隙，尽管这样的斜切在实践本发明中是不要求的。
在防护层方面，帽1120进一步提供了极大的好处，例如，防护最接近装置1100的外部电子部件免于在操作期间在装置1100内产生的EMI。该防护层效果的作用大部分来自于由帽1120引导或强迫在帽的内体积之内的空隙。在图示的实施例中，帽大约0.067英寸(1.7毫米)厚，尽管可以使用其它值。
帽1120最终连接到基片凸缘1112上，例如使用，胶合剂或甚至焊接。然而，在帽1120联结到芯部件1102上之前，受控电感部件1130被置于帽1120和芯部件1102的基片之间以便能在基体凸缘1112外围的至少两个不同位置的两个部件之间“夹紧”受控电感部件1130；也就是说，在前述渐窄缝隙之内。
在图示实施例中，受控电感部件1130包含具有预定厚度的镍(Ni)合金带(例如，在0.001-0.005英寸的范围之内，尽管可以使用其它值)。尽管应该认识到可以使用不同带宽和带厚的结合以提供对于装置1100期望的电气和电感特性，带1130的宽度也控制到一个期望值(这里，大约5.08纳米(0.200英寸))。正如将会明白的，在饱和之前升高的宽度和/或厚度提高了带1130的载流电容。此外，作为它的长度的函数，带1130可以具有不统一或变化的宽度和/或厚度，正如在图11b中所示。这样的型可以在带的电流/饱和特性中提供期望的优点，这是因为，例如，在材料内产生的涡电流或表面效果。它也可以包含多个较小带1130a，1130b，例如在图11c中所示。可以使用用于提供许多不同结构受控电感(是基于“带”或其它)来与本发明一致。在图11的实施例中所示的单个统一的带，然而，对此已经由受让人发现去提供期望特征的汇合；也就是说，低成本，好的电气性能，和制造的简易性(整体上带和装置都有)，特别地由于带的原因。
在制造期间，带1130对称地置于芯部件(并按照要求变形的)上凸缘1110的顶部，以便它沿着芯部件中心部分的一侧下垂到基片至少凸缘1112的水平面。可选地也可以使用一滴硅树脂或胶合剂以相对于芯部件1102固定带1130的位置。因此，当放置帽部件1120在芯1102的顶部之上时，带1130下垂部分在它们末端被部分地捕获在帽1120的内边缘和基体凸缘1112之间，从而当帽1120陷入它的最后制动位置时，易于把张力增加到带1130上。为了方便在组装时容易地匹配凸缘1112和帽1120，可选地可以在带1130的末端部分放置两组弯曲物1180。
在另一个可选实施例中，电感部件1130可以预先形成和胶合或另外置于在覆盖物或帽1120之内，以便当帽1120分配在线束铁心部件1102之上时它可以被正确放置。
应该认识到，图11的电感装置1100可以具有多种不同的用途，包括例如提供升高的电感和降低在诸如在此先前所述的椭圆形滤波器的已调谐部分的凹口频率。这样的性能允许改进的装置1100遵守更严格或苛求的规定，现有技术装置不能符合该规定(至少在由本发明提供的相同的性能水平，简单性，和低成本方面)，例如前述的ETSI TS 952-1-5标准。
现在参考图12，描述了制造图11装置1100的方法的一个示例性实施例。正如在图12中所示，方法1200包含首先提供的芯部件1102和帽1120(步骤1202)，两者都由相同(或类似)磁透材料例如铁氧体组成。这些类型部件的构成是公知的，因此不再进一步描述。作为构造过程的一部分，正如先前所讨论的，在基片凸缘1112内形成两个或多个孔径1117，和用于终端1119四凹口。
接下来，在步骤1204，提供传导终端1119并置于前述凹口内。这个可以使用环氧树脂或胶质物摩擦地接收，黏合，或另外的如果期望去提高机械刚性则联结到芯部件。
接下来，在步骤1206中，用分层的方式把(双股)绕组缠绕在芯部件1102的中心部分附近到期望的深度/长度。作为这个步骤的一部分，剥去在绕组的自由端外面的任何绝缘材料，从而方便绕组随后端接到它们各自的终端1119。
绕组的自由(被剥去的)端接着路由通过孔径并向下到终端1119，在此它们电终接(步骤1208)。这样的终接可以包含焊接，环氧树脂联结，绕接，钎接或类似的，或由此的任一结合。
接下来，经过步骤1210，提供电感部件(带)1130并在芯部件1102的上凸缘1110上成形，如在图11中所示的，以便末端沿着芯的纵向倾斜。正如上面所讨论的，可以可选地使用胶合剂或硅树脂来固定带1130的位置。
接下来帽1120装配在装置1100的顶部上，并且向下滑以啮合基片凸缘1112，正如先前所述那样(步骤1212)。用实际上“停留”在形成在这些部件之间的缝隙上的带的剩余长度，这就在两个部件1120，1112之间捕获了带1130的末端。如果期望用来辅助固定部件位置，也可以将帽(例如使用所谓的“铁氧体胶合”)胶合或联结到芯部件1102，尽管也可以用其它技术替代，例如用足够地严格容限来设计部件以便摩擦接合足以将部件1120，1102保持在一起。
最后，经过步骤1214，用帽的侧壁有效冲洗来修整带1130的末端。如果需要，该装置也可以可选地进行检测(步骤1216)。
有间隙的环面现在参考图13-14b，公开了改进有间隙的环面装置。图13展示了有间隙环面的第一实施例的顶部正视图。在这个实施例中，装置1300通常包含具有环面形状的磁透芯1302。缝隙1304从外部半径延伸通过芯1302的一段直到内半径，尽管应认识到为了提供期望的磁和/或电的性能可以在某些应用中使用整个或部分间隙。缝隙使环面部件的电感作为负载电流的函数变化。在芯1302从缝隙的第一侧开始大约30度并且从缝隙的第二侧大约30度结束的周围放置一个或多个导电绕组1313，尽管将会估计到可以使用其它的角度关系(无论对于缝隙是对称还是非对称)。在芯剩余粗略的300度圆周周围平均分布绕组，尽管为了提供在装置中的变化的特性也可以利用不统一的绕组空间(密度)。在示例性实施例中，绕组由所谓的在电子领域公知类型的“磁线”组成；既因其相对低的成本也因其具有优良的电气和机械性能所以使用这种线。为了允许终接到外部装置绕组引线1306从芯延伸出去。
现在参考图4，展示了有间隙环面装置1300的第一实施例的截面图(在这里缝隙区域稍微放大以能更清楚的展示细节)。在缝隙1304内放置的是至少部分延伸进缝隙1304的磁透部件1308。可以控制部件1308的深度以提供期望的磁特性和电性能；在图示实施例中使用了在环面芯外边缘上使部件1308顶部大约0.08英寸快速延伸的深度。
可透部件1308由通常选择比芯稍微大的透磁合金片或带构成(见图14a)，在本图示实施例中较大(最大)，粗略的是0.06英寸宽。应该认识到同样可以选择具有本领域公知型号的合适电和磁特性的其它材料(或与在这里描述的透磁合金结合使用，例如在双金属或分层的复合物装置中，没有示出)。这种材料可以包括，例如，镍，铜镍，铬镍铁合金，或精确的磁透的任何一种其它金属或传导材料。也应该认识到尽管图4展示了“U型”磁透部件1308的截面，部件1308也可以由具有其它截面形状组成，例如“V型”(见图14b)或甚至是截去尖端的V型(图14c)。这种结构提供了穿过芯缝隙的磁“桥”。在一个实施例中，使用同时分配在芯部件外半径表面和连接到上述外半径表面的部件的一侧的环氧树脂1312把部件1308绑到芯部件上。为了把部件1308绑到芯部件1302上也可以使用其它方法，而并不局限于其它胶合剂、凸起的表面特征、或摩擦接触的限制。
绝缘垫片1310把磁透部件1308的内侧分离开。在一个实施例中，垫片1310包含MylarTM部件，尽管将会认识到可以想像地到使用其它绝缘材料(聚合物或其它的)，而并不局限于聚酰胺(KaptonTM)，含氟聚合物(例如，TefzelTM)，陶瓷和甚至是浸粉磁带或牛皮纸和它们的组合物。垫片1310避免了磁透部件1308的缩短，这将另外极大地减小不稳定间隙环面的能力以维持在低电流时的高电感和在高电流时的低电感。除了分离磁透部件1308的内侧，垫片1310还确保了在部件1308和邻接的缝隙壁之间的物理接触。在一个实施例中，使用摩擦，尽管也可以使用其它诸如胶合剂绑定方法，把垫片1310绑到部件1308上。
现在参考图15，描述了图13和14间隙环面的制造方法。正如在图15中所示，概括的方法1500包括首先提供在这里所述型号的无缝环面(步骤1502)。应该注意的是可以预先缠绕芯，或可替换地，完成在此所述方法之后缠绕。
接下来，经过步骤1504，根据期望的尺寸来构造有缝隙的环面(或者可选地，把在环面之内的现有的缝隙配置为期望的尺寸)。这可以通过使用任何数量公知的机械技术来完成。可选地，应该理解到在它的制造过程期间可以使用期望的缝隙构成环面，从而除去了分离，随后的机械加工或缝隙组成步骤。
在选择合适的材料(例如，坡莫合金)用于可透部件1308和绝缘部件1310之后，为了符合(当组装时)在步骤1504形成的缝隙，经过步骤1506把这些物件构造成期望的形状和尺寸。至少透磁合金部件1308的一部分与缝隙的各个内(侧)表面直接物理接触是必要的，从而允许形成一个从缝隙一侧通过可透材料到达缝隙另一侧的传导路径。正确选择部件1308的厚度(例如，在图示实施例总是0.0005英寸)和绝缘部件1310的厚度/形状有助于实施这个要求，尽管同样可以通过其它方法实现这样的连接。
接下来，把可透部件1308和绝缘部件1310嵌入进缝隙(步骤1508)达期望的深度，并在适当的位置使用环氧树脂1312联结。应该理解到虽然图14仅仅展示在缝隙1304的外围周围放置环氧树脂1312，但是为了在彼此的相对位置上紧紧固定不同的部件可以使用环氧树脂或密封剂覆盖整个缝隙/可透部件/绝缘部件或它的任一部分。
现在参考图16和16a，描述了本发明间隙环面装置的另一实施例。在这个实施例中，使用最接近与图13的插入部件相对的缝隙1604放置的透磁合金带1602横越装置1600的芯缝隙。在该图示实施例中，为了产生8.4mH的整体电感，选择大约6千分(0.006英寸)的芯缝隙1604，尽管无疑地能使用其它值(和缝隙结构)，下面仅仅示范。
在它的最基本结构中，装置1600包含与在缝隙1604的对立侧上的芯材料直接匹配的透磁合金带1602，从而由带1602来维持在两侧之间的传导路径。在一个变形中(图16)，带仅仅粘结或搭接到最接近缝隙的芯的外围区域。如果需要可以覆盖组装的芯和带(使用例如硅树脂或聚对二甲苯基密封剂)，并且缠绕。可替换地，可以预缠绕芯，并且随后增加带1602(并且如果需要覆盖)。
在装置1650的另一个变形中(图16a)，使用具有透磁合金带4652和热收缩管道1656的短圆筒或部分的未缠绕和有间隙的芯1654。在图示实施例中使用聚烯烃照射的热收缩，尽管将会认识到可以使用其它材料和材料结构。例如，可以使用对其它类型曝光敏感或起反应的材料(例如，UV或电磁或特定辐射，化学/催化剂，等等的其它形式)。
在图示实施例中，把薄透磁合金带的滚筒分割成正确尺寸的部分以横越缝隙并缠绕于缝隙的每一侧上的外围的至少一部分。可选地利用具有期望厚度的带状滚筒，从而有利于最小数量的分割。在热收缩圆筒1656内放置该带，并且把芯嵌入其中以便芯的缝隙直接与透磁合金带1652符合。然后该组装被加热到正确的温度(或另外的在芯1654周围引起收缩)。正如热收缩材料收缩那样，它靠着芯的外围紧紧的把带的边缘1652压制在缝隙区域内，从而完成了通过缝隙的“桥”，并且在芯的适当位置上持久的固定该带。该组装然后被缠绕。
在另一实施例中(没有示出)，透磁合金(或其它的)被连接到芯并跨过缝隙以便电/磁连接于其上，例如通过在配合连接点的顶部上面使用微量胶合剂(或可替换地在适当位置上固定它的一些其它装置例如边缘带)。整个组装随后倾斜，雾化，或真空/汽化覆盖在聚合物内，例如聚对二甲苯基的沉积物。这个覆盖物实际上在适当位置上“凝固”了带，并且提供了装置绕组可以缠绕上面的座。先前讨论的并且整体引用在这里作为参考的于2000年9月13日公开的，题为“高级电子超小型线圈及其制造方法”的美国专利申请号09/661,628，现在是美国专利号6,642,847，公开了把这种覆盖物应用到环面装置的示例性方法。
现在参考图17a-17d，公开了本发明改进电感装置的其它实施例。整体看来，为了提供期望的电感特性和饱和度控制，这些实施例每一个都利用了结合与芯配对的外部控制部件的有间隙的芯(例如，环面)。这些实施例的其它期望特征与成本和制造简易性有关；正如在下面段落中详细讨论的，为了产生电感装置，外部控制部件可以包含低成本预制造部件，例如简单搭接到芯、并用一个或多个绕组缠绕的垫圈。
正如在图17a-17b中所示，前述装置1700的第一实施例包括在此先前所述型号的间隙环面芯1701。所示的芯1701有略似矩形的截面(见图17b)，尽管应该理解到可以使用与本发明一致的精确地任一截面形状。使用胶合剂或其它粘合剂，例如环氧树脂、丙烯酸脂胶合剂、硅有机树脂胶，或甚至是熔化(焊接或钎接)过程，将受控饱和度部件1703匹配于芯1701。可选地，部件1703可以被机械地搭接到芯上(例如通过铆钉、柱、摩擦装配、夹板，或其它固定器装置)，尽管这些后面的解决方案往往增加成本和装置制造过程的复杂度。正如另一可选的，仅仅能把部件1703定位在最接近芯的一个期望位置和方向上，并且为了固定这些部件的相对位置，整个组装(芯1701和部件1703)接着被外涂或外铸模(例如用硅树脂或基于聚对二甲苯基的密封剂或其它材料)。然而甚至其它方法也是可以的，因此前面的描述述仅仅作为示范。
在图17a-17b的实施例中，部件1703包含在机械领域普遍存在型号的标准金属“扁平”垫圈。垫圈1703有一个有利于绕组1702缠绕的中心孔径1704(无论是通过手工或自动方法)。这种垫圈通常由依赖于其机械要求的不同百分比的金属合金制造并且以过剩的不同形状和尺寸出现，并且因此展现了一个重要属性；也就是说，直径、厚度、孔径尺寸、材料等等以低成本宽排列的的商业可用性。因此，电感装置1700的制造者仅仅能以实验发现垫圈的用于期望的应用理想尺寸、形状，等等，并且然后以低成本在商业上获得它们。可选地，垫圈能由与芯1701相同的材料组成，例如通过横向的切断芯以产生一系列的成叠的“垫圈”。同样也能使用许多其它来源的垫圈部件1703。
正如所理解到那样，厚度(和垫圈1703的较小程度的其它物理参数)决定了芯1701的饱和度特性，然而渗透性突出的贡献了它的电感性能。特别地，依靠本申请图示实施例具有一个从每米？？？？？？？(H/m)大约1k到10k Henrys变化的导磁率。部件1703渗透性越高，在无电流(例如挂机)和操作电流(例如摘机)值之间的区别就越大。例如，选择垫圈的厚度1705大约是垫圈1703和环面芯1701总厚度的20％；当通过装置1700的电流升高时这个比率能变化以调整饱和率。垫圈越厚，需要饱和装置的电流就越大。垫圈1703的厚度1705变化用于特定的用途；从总厚度(芯加垫圈)的5％到40％应该围绕了大部分任何申请。
还应该理解到部件1703的厚度，形状(包括宽度)，或甚至是材料混合物不需要统一，而是可以随着期望获得的特定性能或特征变化。例如，在一个变形中，可以使用多层的垫圈排列(没有示出)，其中为了提供关于芯的分层的磁通量图形在芯1701的一侧上变化厚度和/或渗透性的两个或多个垫圈实际上被夹在一起。正如另一可选地，在部件的径向和/或轴向位置上能制造不同种类的垫圈1703厚度和/或渗透性，例如由部件1703的不同厚度和/或渗透性的剩余部分构成垫圈1701的“嵌入”部分，并且这个嵌入部分配置在最近芯内缝隙的地方。因此，如果需要，可以制作部件1703以提供期望的特征和性能。
在制造方面，通过首先提供先前所述型号的有间隙的芯来制造图17a-17b的示例性装置1700。选择一个或多个部件1703(例如垫圈)，然后使用胶合剂、搭接过程或其他所述的机械装置连接到芯的一个或两个面上(见下面图17d所讨论的)。如果需要，这两个部件也可以保持不连接直到外铸模为止。
接下来，如果需要，经过任意数量的包括浸涂、喷雾、真空/汽化沉积等等多个标准过程外铸模芯和垫圈部件。这个步骤在部件上产生(绝缘)覆盖层，绕组最终缠绕在部件顶上。
图17c是装置1710另一实施例的截面图，展示了弯曲的(半球形)垫圈部件1713和互补芯1711的使用。在这个实施例中，选择垫圈部件1713的曲率以接近于芯1711部分的曲率，至少在它的内表面上。这个实施例在使用具有更多圆形(和较少矩形)的截面时是有用的。在一个变形中，为了避免不得不提供扁平垫圈的常规机械加工，应用了公知的Belleville垫圈；也就是说，装配器仅仅选择预制的Belleville垫圈并使用例如先前所述的胶合剂1716连接到芯。正如在图17a-17b的实施例那样，如果需要，装配可以被外铸模，并且最后以期望型号和数量的绕组1712缠绕。正如先前实施例所述的那样，垫圈1713的厚度1715也影响装置1710的饱和度和电感特性；然而，由于垫圈的曲率，磁致弹性是稍微不同的。
图17d是电感装置1720的另一实施例的透视图，其中两个平面控制部件1723a，1723b被分配在环面芯1721的对立面上。正如可以理解到的，可以使用具有任一形状芯的这种结构(包括例如图17c的芯1711和圆形部件1713)。这两个部件1723在物理特性上(尺寸，厚度，渗透性，等)可以完全类似，或者为了把不对称性引入装置的磁通量图形中，可选择地在一个多个特性上类似。例如，与另一部分相比，希望早于电流升高期间饱和第一部件1723a和/或芯1721的第一部分；在这种情况下，可以使用较薄的垫圈1723a作为第一部件1723a，而使用相对较厚的垫圈作为第二部件1723b。与图17d的安排一致，可以使用许多其它这样的变化(包括那些先前所述的关于图17a-17b的单垫圈实施例)。
正如另一个可替换的，使用在机械领域公知型号的弹簧垫圈，正如在图17e中所示。弹簧垫圈基本上是非平面的，但没有缝隙。因此，垫圈在高度上作为极角的函数在表面上进行变化。相应地，当置于最接近芯时，弹簧垫圈在垫圈1733和芯1731之间提供一系列的断续接触点1737。然后以基本上连续的方式，或可选地以孤立的方式(例如，与前述的接触点1737一致，其中最高密度绕组发生在垫圈1733的“穴”1738中)在芯和垫圈上缠绕绕组(没有示出)。
还应该理解到，与前述实施例一致，可以使用平面间隙或裂开的垫圈。该缝隙可以置于最接近芯中缝隙的位置，或可选地，在远离缝隙的另一极角。
此外，在某些应用中可以使用非平面裂开的缝隙，其中在垫圈缝隙的第一侧的垫圈材料和另外一侧上的垫圈材料之间在高度上有不同，正如在机械领域中公知的。因此，当这样的垫圈置于芯的一个面上时，它出现了不平的表面，因而在装置上引起了在作为极角的函数的磁通量图形中的梯度。绕组仅仅选择性地缠绕在某些区域上，并且甚至在垫圈下面的某些区域中缠绕(也就是说，垫圈平面与芯的面不邻接)。
在另一实施例中(图17f)，在环面芯的部分之间使用一个或多个垫圈或类似垫圈的结构。在图17f的示例性实施例中，芯1750包含两个芯部分1751，1752。在图示的实施例中，芯部分包括整个芯1750的一半，尽管可以使用其它关系，例如在此，两个部分是整体的不等片断。垫圈1753包含高渗透性铁氧体垫圈，并且基本上置于两个部分1751，1752之间。然而在铁氧体的适当位置上可以使用具有合适渗透性和物理特性的其它材料。
为了提供期望的磁耦合度，可以调整垫圈1753的内和/或外径和/或芯部分1751，1752。而且，例如在成叠的结构中，通过使用多垫圈1753可以改变装置的磁特性。在这样的结构中，垫圈是类似的(也就是说，相同的型号，尺寸，渗透性和材料)，或可替换的可以是不同种类的，例如在厚度，渗透度，或材料上变化。
而且，填充缝隙的材料被插入在垫圈1753单独两个之间，或垫圈表面和芯部分之间，以便控制这些缝隙的磁特性。可以使用带和/或胶合剂以固定不同部件之间的空间关系，可以是在电子领域公知型号的外密封剂。然而因为它的机械强度，通常优选地使用胶合剂。
此外，应该理解到，可选地可以对图17f的装置产生裂隙，正如在图17f中所示的那样，在两个芯部分1751，1752的一个或两者上都形成缝隙。虽然可以在芯1750被切断之后或者在之前形成缝隙，但是在单件芯形成两个芯部件1751，1752之前最容易形成。由于芯部分实际上是彼此自由的，对于彼此来说能旋转该部分(并且因他们的缝隙)，因而如果需要，可以在彼此之间具有缝隙偏移。可选地，为了获得渴望的磁/电性能，如果需要，缝隙可以在垫圈部件1753中形成。通过给定的当前公开，普通技术人员将会认识到缝隙和缝隙布置的许多不同组合。
应该认识到虽然通过一种方法的特定顺序步骤描述了本发明的某些方面，这些描述仅仅是本发明较宽方法的示范，并且可以根据特定应用的需求进行修改。在某些环境下某些步骤可以不必要或可选地来实施。此外，某些步骤或功能可以添加到公开的实施例中，或者可以改变两个或多个步骤的执行顺序。所有这样的变化在这里都被认为是包括在此所公开和要求的本发明权利之内。
正如应用到不同的实施例中一样，虽然上述详细描述显示、描述并指出了的本发明的新颖性特征，应该理解，在不脱离本发明的情况下，本领域技术人员可以对图示装置或处理在形式和细节上做出各种省略、替换、和改变。前面的描述是执行当前预期的本发明的最好模式。这个描述决不意味着受限制，而是应该作为本发明概括原理的示范。本发明的范围应该参考权利要求来确定。
权利要求
1.一种电感装置，包含具有在其中形成有缝隙的磁透芯；至少一个置于最接近所述芯位置上的绕组；和至少一个置于最接近所述缝隙位置上的基本上平面的磁透部件；其中所述至少一个可透性部件和芯合作来提供作为电流函数的期望电感特性。
2.根据权利要求1的电感装置，其中所述至少一个磁透部件包含金属合金。
3.根据权利要求1的电感装置，其中在离所述缝隙的规定距离上放置所述绕组。
4.根据权利要求1的电感装置，其中所述缝隙包含基本上的“V”型。
5.根据权利要求1的电感装置，其中所述电感特性包含与第一状态相关的电感值，该电感值基本上大于与第二状态相关的电感值。
6.根据权利要求5的电感装置，其中所述装置适合于用在电信电路中，并且所述第一状态包含“挂机”电流，和上述第二状态包含“摘机”电流。
7.根据权利要求1的电感装置，其中放置所述至少一个基本上平面的部件以便与所述部件平面垂直的向量基本上平行于所述芯的中心轴。
8.根据权利要求7的电感装置，其中所述的至少一个基本上平面的部件包含扁平且基本上环形的垫圈。
9.根据权利要求1的电感装置，其中所述至少一个基本上平面的部件包含具有弯曲内表面的基本上环形的垫圈，所述内表面置于最接近所述芯的至少一个面的位置上。
10.根据权利要求9的电感装置，其中所述实质上环形的垫圈包含Belleville垫圈。
11.根据权利要求1的电感装置，其中所述至少一个基本上平面的磁透部件包含置于最接近所述缝隙并且在所述芯部件各自对立面上的两个部件。
12.根据权利要求11的电感装置，其中所述两个基本上平面的部件的每一个包含扁平且基本上环形的垫圈，所述垫圈在至少一个方面彼此不相同。
13.根据权利要求12的电感装置，其中所述至少一个方面包含厚度。
14.根据权利要求12的电感装置，其中所述至少一个方面包含导磁率。
15.根据权利要求1的电感装置，其中所述基本上平面的部件包含具有至少第一和第二层的多层装置，所述第一层具有不同于第二层的至少一个特性。
16.一种制造受控电感装置的方法，包含提供具有延伸通过其至少一部分的缝隙的磁透环形芯；在最接近所述缝隙和芯的位置上放置磁透部件；和在所述芯和所述部件的周围缠绕多个传导线匝。
17.根据权利要求16的方法，其中所述放置步骤包含在至少(i)所述芯的面(ii)所述部件的配对面之一上放置胶合剂；和把所述可透性部件置于最接近所述芯的位置上以便所述胶合剂把上述部件搭接到所述芯上。
18.根据权利要求17的方法，进一步包含在所述缠绕动作之前在聚合物之内密封所述芯的至少一部分。
19.根据权利要求18的方法，进一步包含在所述缠绕动作之前在聚合物之内密封所述部件的至少一部分。
20.根据权利要求16的方法，进一步包含在最靠近所述缝隙和所述芯的位置上放置第二磁透部件，所述缠绕多个线匝的动作还包围所述第二部件的至少一部分。
21.一种适合于用在电信电路中的电感装置，所述装置具有受控电感特性，包含具有一个在其内形成有缝隙的磁透环形芯；适用于磁桥接至少所述缝隙一部分的至少一个磁透部件；和至少一个缠绕在所述芯和所述至少一个可透部件上的绕组；其中所述电感特性包含与“挂机”电流相关的电感值基本上大于与“摘机”电流相关的电感值。
22.根据权利要求21的装置，其中所述至少一个部件由磁透材料且以第一预定结构形成；和所述缝隙形成在第二预定结构内；所述第一和第二预定结构和所述材料合作来提供所述电感特性。
23.根据权利要求22的装置，其中所述第一预定结构包含基本上环型的部件，并且所述第二预定结构包含特定的缝隙宽度和形状。
24.一种电信装置，具有用于与外部电话线接口的第一端口；用于在所述第一端口和第一用户装置之间传送第一信号的第二端口；用于在所述第一端口和第二用户装置之间传送第二信号的第三端口；和滤波器电路，所述滤波器电路适合于选择性地阻塞所述第一信号被传送到所述第二端口，所述滤波器电路包含具有电感特性的至少一个环型芯装置，该电感特性至少部分由置于靠近所述至少一个环型芯位置上的磁透部件的厚度决定，其中上述电感特性包含与“挂机”电流相关的电感值基本上大于与“摘机”电流相关的电感值。
25.一种电感装置，包含具有在其内形成有缝隙的磁透芯；在最靠近所述芯的位置上放置的至少一个绕组；和在最靠近所述缝隙位置上放置的至少一个磁透部件；其中所述至少一个可透性部件和芯合作以提供作为电流函数的期望电感特性，所述电感特性包括所述至少一个部件在其饱和的比率，该比率至少部分地与所述至少一个部件的厚度有关。
26.一种低成本电感装置，包含具有在其内形成有缝隙的磁透且基本上环型的芯；至少一个在最靠近所述缝隙的位置上放置且使用胶合剂与所述芯的至少一个面搭接的基本上平面的垫圈，所述至少一个垫圈具有磁可透性且具有选择的厚度，所述选择的厚度至少部分地在挂机和摘机状态之间的电流变化期间决定饱和比率；和其中所述至少一个可透性部件和芯合作以提供作为上述电流函数的期望电感特性。
27.一种电感装置，包含具有在其内形成有缝隙的磁可透性芯，所述芯具有一截面，该截面在其外围至少部分地成圆形靠近于所述芯的至少第一侧；在最靠近所述第一面和所述缝隙的位置上放置至少一个磁透部件，所述部件具有含至少一个弯曲区域的内表面，所述弯曲区域基本上适合与所述芯的至少部分成圆形的外围合作以提供它们之间的封闭耦合；和缠绕所述芯和所述部件的至少一部分的多个绕组线匝；其中所述至少一个可透性部件和芯合作以提供作为电流函数的期望电感特性。
28.一种电感装置，包含包含第一和第二基本上分离的芯部分的磁透芯；和至少部分置于所述第一和第二芯部分之间的至少一个磁透部件；其中所述至少一个可透性部件和芯合作以提供作为电流函数的期望电感特性。
29.根据权利要求28的装置，其中所述芯的形状基本上是环型的，并且所述第一和第二部分包含由平行于所述芯的主要面的相交所述芯的面决定的部分。
30.根据权利要求29的装置，其中所述至少一个部件包含基本上置于所述芯的所述第一和第二部分之间位置上的至少一个类似垫圈的环型部件。
31.根据权利要求30的装置，其中所述芯部分和所述类似垫圈部件中至少之一包含基本上在径向上在其内形成的缝隙。
全文摘要
用低成本制造的具有受控芯饱和度的改进电感装置提供了期望的电感特性。在一个实施例中，提供了具有可变形状的缝隙的壶形芯。所述可变形状的缝隙虑及了在低dc电流时的高电感和在较高dc电流时的较低电感的“步进”电感图形，例如相应于在普通电信线路中呼叫ID功能的挂机和摘机状态。在其它实施例中，公开了用于受控饱和度装置以顾及可选择地控制芯的饱和度的单一和多线轴鼓形铁芯装置。公开了使用前述电感装置的示例性信号状态电路(例如，动态受控低－电容DSL滤波器)，和制造电感装置的有效成本方法。还公开了改进的有间隙环形装置和制造的相关方法的各种实施例。
文档编号H01F37/00GK1641805SQ20041009516
公开日2005年7月20日 申请日期2004年9月17日 优先权日2003年9月17日
发明者C·沃斯, L·斯克里朴卡 申请人:美商·帕斯脉冲工程有限公司