专利名称：具复合式铁心的扼流圈的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种扼流圈，尤指一种具复合式铁心的扼流圈。
背景技术：
扼流圈(CHOKE)是一种非常普遍的电感元件。主要是由线圈绕组与铁心所组成，由于空心线圈每匝产生的电感值很小，为了获得一定的电感值必须增加绕组匝数，因而往往造成电感的体积过大。为了以较小的体积获得较大的电感值，经常采用导磁系数较高的材料作为铁心，当铁心的导磁系数越高，每匝的电感值越大。目前经常采用的铁心有下列两种铁粉铁心(Iron Powder)是外表带氧化层的铁粉制成，由于铁粉颗粒间相互隔开，形成了大量分布的间隙，因此不易饱和。但其缺点是导磁系数低，由于导磁系数较低，需要较多的匝数才能获得需要的电感值，因而导致较大的寄生电容。
陶铁磁体(Ferrite)是目前普遍使用的一种铁心，其中锰锌材料的导磁系数较高，电阻较小，镍锌材料的导磁系数较低，电阻较大。
由上述可知，不管是铁粉铁心或陶铁磁体，在特性上互有优劣，在扼流圈的典型BH曲线中(如第八图所示)，当扼流圈通过较大的电流I1时，扼流圈就会发生饱和，导致电感值的下降，而陶铁磁体虽然具备较高的导磁系数，但其散热效果极差，故由上述可知，既有铁心在特性上仍有不足之处，有待进一步检讨，并谋求可行的解决方案。
实用新型内容基于前述理由，本实用新型的目的在于提供一种具复合式铁心的扼流圈，可有效提高饱和点且兼具较佳的散热效果。
为达成前述目的，本实用新型提供一种具复合式铁心的扼流圈，其特征在于其包括有一复合式铁心，是由一第一铁心部及一第二铁心部组成，该第一铁心部是于两相对且平行的垂直臂之间形成有一水平臂而呈一H形，该第一铁心部是由陶铁磁体构成；该第二铁心部是呈片状，该第二铁心部两端是分别与第一铁心部的两垂直臂上端连结，该第二铁心部是由不锈钢构成；
一线圈，是绕设于前述第一铁心部的水平臂上，该线圈两端并分别设有一接脚。
所述的具复合式铁心的扼流圈，其特征在于该第二铁心部是呈一字形，该第二铁心部跨设于第一铁心部的两垂直臂上。
所述的具复合式铁心的扼流圈，其特征在于该第二铁心部是呈ㄇ字形，该第二铁心部具有一水平臂是跨设于第一铁心部的两垂直臂上，该第二铁心部的水平臂两端设有垂直部，该垂直部是包覆于第一铁心部的两垂直臂外侧面上。
所述的具复合式铁心的扼流圈，其特征在于该复合式铁心的第一铁心部与第二铁心部的接合处具有气隙。
本实用新型的具复合式铁心的扼流圈，藉前述复合式的铁心设计不仅可降低铁心的导磁系数而相对提高扼流圈的饱和点，同时由不锈钢构成的第二铁心部可使铁心产生良好的散热效果，而具备非当理想的信赖度。
图1是本实用新型一较佳实施例的外观图。
图2是本实用新型一较佳实施例的分解图。
图3是本实用新型一较佳实施例的前视图。
图4是本实用新型一较佳实施例的BH曲线图。
图5是一种非复合式铁心的前视图。
图6是本实用新型复合式铁心与陶铁磁体、铁粉等构成非复合铁心的LI曲线比较图。
图7是本实用新型又一较佳实施例的前视图。
图8是习用扼流圈的BH曲线图。
具体实施方式有关本实用新型的一较佳实施例，请参阅图1、2所示，其包括有一复合式铁心(10)，是由一第一铁心部(11)及一第二铁心部(12)组成，其中，该第一铁心部(11)是于两相对且平行的垂直臂(111)之间形成有一水平臂(112)而呈一H形，该第一铁心部(11)是由陶铁磁体(Ferrite)构成；又第二铁心部(12)为一字形的片体，其两端是分别与第一铁心部(11)的两垂直臂(111)上端连结，该第二铁心部(12)是由不锈钢构成；于本实施例中，该第一/第二铁心部(11)/(12)之间并形成气隙；一线圈(20)，是绕设于前述第一铁心部(11)的水平臂(112)上(请配合参阅图3所示)，其两端并分别构成一接脚(21)。
由上述说明可了解本实用新型是由一复合式铁心(10)与一线圈(20)所组成，特别之处在于该铁心(10)的复合式设计，与完全由陶铁磁体或铁粉构成的传统铁心相较，本实用新型提供了一种迥异于该等单一材质铁心的复合式铁心，利用该等设计将使扼流圈的饱和点得以大幅提高，且同时更可有效解决传统陶铁磁体铁心所存在的散热不佳问题，有关提高饱和点的原理分析如下首先，我们知道，NI＝HL，其中N是指线圈匝数，I为电流，H为磁场强度，L则指铁心长度。由于本实用新型是采用一复合式铁心，故包含两种特性，而根据上式可延伸为下式Hferrite×Lferrite+Hsteel×Lsteel=Beqμeq×L,]]>其中Hferrite为陶铁磁体(第一铁心部)的磁场强度。
Hsteel为不锈钢(第二铁心部)的磁场强度。
Lferrite为第一铁心部的长度。
Lsteel为第二铁心部的长度。
Beq为等效磁通密度。
μeq为等效导磁系数。
L为铁心的总长度。
于本实施例中，是假设Beq＝Bferrite＝Bsteel因此延伸出下式Bferriteμferrite×Lferrite+Bsteelμsteel×Lsteel=B×(Lferriteμferrite+Lsteelμsteel),]]>其中μferrite为第一铁心部的导磁系数μteel为第二铁心部的导磁系数，且μferrite＞＞μsteel
因此，K/μferrite＜＜1/μsteelK/μferrite+1/μsteel≅1/μsteel]]>因此，μep＝(1+K)μsteel＜＜μferrite假设Lferrite＝K Lsteel，Lsteel＝Lferrite/KLferrite＝KL/1+K，Lsteel＝L/1+KL＝Lferrite+Lsteel＝(1+K)Lsteel＝1+K/K Lferrite=B×(K1+KLμferrite+11+KLμsteel)=B×LK+1(Kμferrite+1μsteel)]]>=B×L1+K×11Kμferrite+1μsteel]]>≅B×L1+K×111μsteel=B×L1+K×1μsteel]]>由于μ是BH曲线的斜率(μ＝B/H)，当导磁系数B大幅降低，即意味着饱和点将可大幅提高。因而前述复合式铁心(10)的BH曲线是如图4所示，纵轴上的导磁系数Bsat降低，但电流I2亦提高，从而电感值亦可提高。由于导磁系数下降可能导致电感值的下降，此部分可透过增加线圈的匝数以获得解决，特别是在前述第一铁心部(31)是呈H形状，于该实施例中，在原有的空间下，线圈(20)匝数由两圈变成三圈，即可有效维持其电感值，且在体积上亦无扩大之虞。
如图5所示，如令一扼流圈采取相同构造的铁心(30)，惟其第一、第二铁心部(31)、(32)均由陶铁磁体构成，其与本实用新型采用复合式铁心的扼流圈进行LI曲线的测试，可得如图6所示的结果，由图中曲线可以看出，陶铁磁体铁心在通过电流大于20A后，其电感值(uH)即开始下降，而图中同时揭示铁粉铁心的曲线，其在电流超过5A后，其电感值(uH)即出现递降现象。反观本实用新型采用复合式铁心，电流直至40A，其电感值(uH)依然不变，换言之，本实用新型采用复合式铁心的扼流圈不因电流提高而使电感值下降，故具备理想的特性，且可证明饱和点非常高而不易饱和。
除前述可提高扼流圈的饱和点与信赖度外，由于复合式铁心(10)中的第二铁心部(12)是由不锈钢构成，相较于陶铁磁体具有较高的导热系数，换言之，当扼流圈工作时，其产生的热能较容易由第二铁心部(12)表面挥散，亦即具备理想的散热效果。
又如图7所示，是本实用新型又一较佳实施例，仍由一复合式铁心(10)与一线圈(20)组成，该复合式铁心(10)仍由一陶铁磁体构成的第一铁心部(11)及不锈钢构成的第二铁心部(12)所组成，不同处在于该第二铁心部(12)是呈弯折成ㄇ形的片体构成，该第二铁心部具有水平臂及设于该水平臂两端的垂直部，该第二铁心部的水平臂的两端仍与第一铁心部(11)的两垂直臂(111)上端连接，该第二铁心部的水平臂两端的垂直部则包覆于第一铁心部(11)两垂直臂(111)的外侧面上。藉此，该复合式铁心(10)将可进一步提升其散热效率。
权利要求1.一种具复合式铁心的扼流圈，其特征在于其包括有一复合式铁心，是由一第一铁心部及一第二铁心部组成，该第一铁心部是于两相对且平行的垂直臂之间形成有一水平臂而呈一H形，该第一铁心部是由陶铁磁体构成；该第二铁心部是呈片状，该第二铁心部两端是分别与第一铁心部的两垂直臂上端连结，该第二铁心部是由不锈钢构成；一线圈，是绕设于前述第一铁心部的水平臂上，该线圈两端并分别设有一接脚。
2.如权利要求1所述的具复合式铁心的扼流圈，其特征在于该第二铁心部是呈一字形，该第二铁心部跨设于第一铁心部的两垂直臂上。
3.如权利要求1所述的具复合式铁心的扼流圈，其特征在于该第二铁心部是呈ㄇ字形，该第二铁心部具有一水平臂是跨设于第一铁心部的两垂直臂上，该第二铁心部的水平臂两端设有垂直部，该垂直部是包覆于第一铁心部的两垂直臂外侧面上。
4.如权利要求1或2或3所述的具复合式铁心的扼流圈，其特征在于该复合式铁心的第一铁心部与第二铁心部的接合处具有气隙。
专利摘要本实用新型提供一种具复合式铁心的扼流圈，其包括有一复合式铁心，是由一第一铁心部及一第二铁心部组成，该第一铁心部是于两相对且平行的垂直臂之间形成有一水平臂而呈一H形，该第一铁心部是由陶铁磁体构成；该第二铁心部是呈片状，该第二铁心部两端是分别与第一铁心部的两垂直臂上端连结，该第二铁心部是由不锈钢构成；一线圈，是绕设于前述第一铁心部的水平臂上，该线圈两端并分别设有一接脚。本实用新型可有效提高饱和点且兼具较佳的散热效果。
文档编号H01F17/04GK2750430SQ20042011742
公开日2006年1月4日 申请日期2004年11月25日 优先权日2004年11月25日
发明者陈宏池, 朱武雄 申请人:见华科技股份有限公司