专利名称：电感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电感器。
背景技术：
在背景技术中，已知一种称为电感器的电子部件，其中导线被缠绕在磁性物质周围以获得所需的电感值，或者导线被缠绕在空气芯(诸如非磁性线轴或用作芯的任何材料)周围以获得所需的电感值。图4A和4B示出背景技术电感器的结构示例。图4A是俯视图，而图4B是侧视图。例如，背景技术电感器50被构造成通过在磁性物质55周围缠绕导线来形成绕组。 该磁性物质55具有图4A和4B中所示示例中的环形形状。磁性物质55可被认为是所谓的 “环形芯”的示例。此外，在图4A和4B中所示的结构示例中，绕组由两条导线(示为两条导线53和54)形成。以下将描述该结构。首先，当高频电流在导线中流动时，由于趋肤效应，电流一般仅在导线表面附近流过，从而增加了损耗。因此，通过使用多条平行导线形成绕组以增大导线的表面积。例如， 当使用如图4A和4B中所示的两条导线53和M时，导线53和M在电感器的引线51和52 之间并联连接，并缠绕在磁性物质55周围。引线51和52可被认为是在两条导线53和M之间共享的端子，或可被认为是用于将电感器50连接至一些电路的端子。可使用任意数量的导线，只要是复数形式即可。导线数量不限于如示例所示的两条，而可以是三条、四条、五条等。当导线数量增加从而表面积增加时，高频电流可流过的横截面积也增大，从而与导线数量为1时相比，对尤其是高频电流在导线中流动情况下的损耗的抑制效果更加增强。虽然此处示出了使用磁性物质55作为芯的示例，但可替代地使用其中导线缠绕在线轴或类似物周围的空气芯线圈以固定导线，而不使用任何磁性物质。同样，在该情况下，无须赘述，可使用多条导线。已知在JP-A-62-7101中公开的另一背景技术。JP-A-62-7101中公开的发明涉及用于对付共模噪声的共模扼流线圈。如 JP-A-62-7101的图4和5所示，共模扼流线圈典型地如下设计。S卩，设置一对绕组2和3， 从而磁芯1中响应于往复电流(正常模式电流)而产生的磁通量能相互抵消。因此，共模扼流线圈可用作用于共模噪声的电感器。另一方面，图4A和4B中所示的上述电感器可被认为是用于对付正常模式噪声的结构。在一些情况下，该电感器被称为正常模式扼流线圈。此外，图4A和4B中所示的电感器具有两端子结构，而JP-A-62-7101中的共模扼流线圈具有其中电感器分别插入两条AC线路导线的四端子结构。图4A和4B中作为示例示出的电感器(正常模式扼流线圈)具有如下所述的关于寄生电容问题。需要该问题的解决方案。
这里，图5示出图4A和4B中所示的背景技术电感器50的等效电路。该等效电路具有寄生电容在电路中与取决于电感器50的电感L并联连接的结构， 如图5所示。导线绕组之间的寄生电容一般众所周知。图5所示的寄生电容a-Ι到a-N对应于这些寄生电容。如图4A所示，寄生电容a-Ι到a-N是绕组中的毗邻导线之间产生的静态电容。即，寄生电容a-Ι至a-N中的每一个是在每一匝导线(53和中的毗邻导线之间产生的寄生电容。因此，在绕组的N匝中产生了串联连接的N个寄生电容。因此，寄生电容a-Ι到a-N在等效电路中串联连接，如图5所示。附图标记N表示绕组的匝数(绕数)。 寄生电容也称为导线间电容、绕组电容等。在如图4A和4B所示那样构造的电感器中，寄生电容也在引线51与引线52之间产生。图4A中所示的寄生电容h对应于该寄生电容。如图5所示，制造结构以使寄生电容 b与其中寄生电容a-Ι到a-N串联连接的上述结构并联连接。在如图4A和4B所示那样构造的电感器中，形成绕组以制造环状磁性物质的圆周。 因此，引线51与引线52之间的距离易于足够小以在引线51与52之间产生寄生电容h。如图5中的等效电路所示，寄生电容h未与寄生电容a-Ι到a-N串联连接，而是与之并联连接， 以对电感器的总寄生电容产生大的影响。因此，总寄生电容显著增大。以下将描述该情况。这里，基于寄生电容a-Ι到a-N和寄生电容h的值全都相同( = C)的假设来进行描述(即基于相互毗邻的导线具有相同面积和相同距离的假设)。在该情况下，引线51与引线52之间的总寄生电容可表示为"C+C/N"。当寄生电容h不存在时，总寄生电容表示为“C/N”。因此，如果匝数N增大，则总寄生电容将是非常小的值。然而，实际上，由于如上所述的寄生电容h的存在，电感器中产生了大寄生电容。即使毗邻导线之间的距离不固定而是可变的，平均距离也将是固定的，从而总寄生电容将保持不变。此外，彼此不毗邻的导线之间产生的寄生电容由于不毗邻的导线之间的长距离而取小值。因此，此类寄生电容是可忽略的。此外，当毗邻导体具有相同电位时， 能量不能储存于毗邻导体之间产生的寄生电容中。因此，此类寄生电容相对于引线51与引线52之间的寄生电容被忽略。当具有此类大寄生电容的电感器被应用于转换电路等时，产生了用于对寄生电容充电/放电的电流增大从而损耗或高频噪声增大的问题。将以具有大寄生电容的电感器50 应用于图6所示的功率因数校正电路的情况下的操作为例进行描述。图6中所示的功率因数校正电路包括AC电源61、二极管桥62、电感器50、二极管 66、开关器件65以及电容器67。电感器50是如图4A和4B所示那样构造的电感器。电感器50通过引线51和52 (端子)连接至功率因素校正电路。如图6所示，引线51连接至二极管桥62侧，而引线52连接至二极管66侧。在电感器50中，在获得电感L的同时，产生了设置成与电感L并联的寄生电容68 (上述总寄生电容=C+C/N)。在如图6所示的功率因数校正电路中，当开关器件65断开且二极管66导通时，电流在从AC电源61经过二极管桥62、电感器50、二极管66、电容器67以及二极管桥62返回交流电源61的路径中流动。交流电源电压与输出电压之差被施加于电感器50。此处，当开关器件65接通时，电流路径变为从交流电源61经过二极管桥62、电感器50、开关器件65以及二极管桥62返回交流电源61的路径。因此，只要开关器件65接通，电感器50的电压就突然变为交流电源电压。此时，寄生电容68的电压也突然改变。因此，当开关器件65接通时，用于对寄生电容68充电的尖峰状电流在从交流电源61经过二极管桥62、寄生电容68、开关器件65以及二极管桥62返回交流电源61的路径中流动。只要开关器件65接通，该电流就流动。因此，该电流以开关频率重复，从而增大了开关器件65 的开关损耗。此外，当电感器50中存在大寄生电容时，由于开关器件65或二极管66中的开关而产生的高频导通噪声通过寄生电容68泄漏至功率系统侧。为衰减该噪声，必须增强噪声滤波器(未在此处示出)。因此，使得该装置尺寸更大且成本更高。已在此描述了功率因数校正电路为例。然而，当即使在任何其他电路中使用具有大寄生电容的电感器时，该电感器引起相似问题(诸如损耗增大、导通噪声增大等)。此类问题仅仅是示例。虽然此类问题不限于该示例，但无论如何，电感器50中存在大寄生电容是不合需要的。然而，尤其在两条引线(端子)之间的距离短的结构中的正常模式扼流线圈等的情况下，总寄生电容增大。为了解决上述问题，例如，可考虑导线53和M未缠绕成圆周而是成半圆(180度) 或3/4圆周O70度)，以增大引线51与引线52之间的距离。然而，在该情况下，形成了未在磁性物质55上形成绕组的部分(死区)。因此，产生了无法获得期望匝数的问题、绕组无法被加厚至所需厚度、导通损耗增大的问题等。该电感器的结构不限于图4A和4B中所示的示例。图4A和4B中所示的示例具有其中导线缠绕在磁性物质周围的结构。作为电感器的另一结构，可使用所谓的“空气芯线圈”或类似物。如上所述，空气芯线圈具有其中导线缠绕在线轴周围以固定导线而不使用任何磁性物质的结构。不一定限于该结构，且可使用未使用线轴的另一结构(没有用来缠绕导线的芯)。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种电感器。具体而言，本发明是为了提供一种电感器或类似物，其中可消除绕组的相对端子之间的寄生电容，以减小大尺度下的总寄生电容，从而可减小损耗或导通噪声。根据本发明的一种电感器包括环状芯部；以及缠绕在该环状芯部周围的多条导线；其中每条导线一端连接至第一端子，而另一端连接至第二端子；且导线缠绕在环状芯部的所需区域周围，以分别形成多个绕组，使得能够将流过各个绕组的电流产生的磁通量调整至相同的方向，且第一端子与第二端子之间的距离被设置成防止寄生电容在第一端子与第二端子之间产生。在该电感器中，例如，其结构可制造为导线分成两个部分，即第一导线和第二导线；环状芯部被分成两个区域，即第一区域和第二区域；以及第一导线缠绕在第一区域周围以形成第一绕组，且第二导线缠绕在第二区域周围以形成第二绕组。在该电感器中，例如，其结构可制造为第一区域和第二区域相互部分重叠，从而其中存在第一绕组和第二绕组相互部分重叠的部分。例如，在该电感器中，其结构可制造为导线包括三条或更多条导线；环状芯部分成三个或更多个区域；且三条或更多条导线中的每一条缠绕在三个或更多个区域中的任一个周围，以形成三个或更多个绕组作为绕组。根据本发明，电感器中的总寄生电容可减小。因此，当该电感器应用于转换电路等时，减小开关器件中的损耗是可能的。替代地，减少泄漏至功率系统等的导通噪声，从而使噪声滤波器的尺寸更小、成本更低以及效率更高是可能的。
图IA和IB是分别示出根据本发明的电感器的结构示例的俯视图和侧视图；图2是示出图IA和IB中所示的电感器的等效电路的示图；图3是示出根据本发明的电感器的另一结构示例(第二实施例)的示图；图4A和4B分别是示出背景技术电感器的结构示例的俯视图和侧视图；图5是示出图4A和4B中所示的背景技术电感器的等效电路的示图；以及图6是应用了图4A和4B中的电感器的功率因数校正电路的电路图。
具体实施例方式
以下将参照附图描述本发明的实施例。图IA和IB是示出根据本发明的电感器的结构示例(第一实施例)的示图。图IA 是俯视图，而图IB是侧视图。图2是示出图IA和IB中所示的电感器的等效电路的示图。在本实施例中，基本上按照与图4A和4B中所示的背景技术电感器中相同的方式使用了其中多条导线缠绕在磁性物质5周围的结构。在图IA和IB中所示的电感器10中， 使用了两条导线3和4来形成绕组。每条导线3、4的两端连接至共用端子(引线1和2)， 且导线3和4在引线(端子)1与引线(端子)2之间并联连接。使用多条导线(本实施例中为两条导线3和4)的原因为了增大高频电流能流过的表面积并增大其横截面积从而抑制损耗出现，如上所述。本实施例中的两条导线3和4被设置成以与导线53和M相同的方式在引线1和 2附近相互平行。然而，本实施例中的导线3和4是分离开的，并且如图IA和IB所示分别地缠绕在磁性物质5周围，而保持相互平行的导线53和M缠绕在磁性物质55周围。导线3和4中的一条或两条可由多条导线组成。例如，导线3可由两条导线组成， 而导线4可由单条导线组成。在该情况下，电感器10基本由三条导线组成。顺便提及的是， 在本示例的情况下，形成导线3的两条导线缠绕在磁性物质5周围，同时保持相互平行。引线1和2可被认为是用于将电感器10连接至一些类型的电路的端子。即，电感器10是如上所述的具有两条引线(端子)的两端子电感器，与例如JP-A-62-7101中公开的四端子电感器不同。就缠绕导线3和4的方式从而引线1和2之间的位置关系而言，本实施例的该结构与图4A和4B中所示的背景技术结构不同。即，首先，在背景技术中，保持成对且相互平行的导线53和M —起缠绕在磁性物质55周围，几乎形成磁性物质55的圆周。因为导线53和M几乎形成圆周而返回它们的原始位置附近，所以导线53和M的一端(引线51)接近导线53和讨的另一端(引线52)。 因此，如上所述，寄生电容也在由多条导线共享的端子(引线51和52)之间产生。该寄生电容增大了总寄生电容。在图4A和4B中所示的背景技术结构的情况下，引线51与引线52 之间的位置关系可被认为是约360度的关系。另一方面，在图IA和IB所示的电感器中，导线3和4在引线1和2附近相互平行地排列，但相互分离开并在不同位置缠绕在磁性物质 5周围。S卩，如图IA中所示，导线3缠绕在磁性物质5的下半区周围以形成一个绕组，同时导线4缠绕在磁性物质5的上半区周围以形成另一绕组。即，导线3和4在磁性物质5中在相互不同的位置(区域)中缠绕在磁性物质5周围，从而导线3和4中的每一条形成磁性物质5的半圆周。以此方式，形成两个绕组。因为导线3和4被缠绕成没有如背景技术一样一起形成圆周，而是分别形成半圆周，所以在引线1与引线2之间建立了约180度的位置关系。即，引线1和引线2相对于磁性物质5位于不同侧，如图IA和IB所示。因此，引线1与引线2之间的距离可被增大，以防止在引线1与引线2之间产生寄生电容(即使产生了寄生电容，寄生电容的值将小到可忽略)。因此，与背景技术相比，电感器10的总寄生电容取非常小的值。此外，在图IA和IB中所示结构中，可防止在磁性物质5中出现未形成绕组的部分 (死区)，从而可防止由死区引起的上述问题出现。同样原理可应用于将在稍后描述的变型或图3的结构。根据本发明的结构表征为可防止死区形成。此外，导线3和4的两个绕组被形成为当电流从引线1到引线2流入导线3和4 的绕组时，导线3的绕组所产生的磁通量的方向与导线4的绕组所产生的磁通量的方向一致。换言之，导线3和4的绕组被形成为当电流从引线1流向引线2时，当导线3的绕组所产生的磁通量的方向是如图IA中的虚线箭头所示的“顺时针”方向时，导线4所产生的磁通量的方向也是如图IA中的虚线箭头所示的“顺时针”方向。因此，当电流从引线1流向引线2时，电流按照图IA中所示的箭头方向(从环状的外圆周侧到其内圆周侧)流过相应的导线3和4的绕组。因此，导线3和4所产生的磁通量具有如图IA中的虚线箭头所示的“顺时针”方向。这里，在JP-A-62-7101中公开的背景技术中，多条导线分别在不同位置缠绕在磁芯周围。然而，该技术并未涉及正常模式电感器，而是涉及共模电感器。因此，根据背景技术，由流入相应绕组的电流(正常模式电流)所产生的磁通量的方向彼此相反，以在正常模式下相互抵消，从而无法获得大电感值。另一方面，在根据本发明的结构中，磁通量具有相同方向，以防止它们如上述那样相互抵消。此外，JP-A-62-7101中公开的背景技术提供其中电感器分别被插入AC线路的两条导线的四端子结构。该结构与其中寄生电容可通过两端子电感器进一步减小的实施例的结构不同。此外，如上所述，当高频电流流入导线中时，由于趋肤效应，电流仅在导线表面附近流过，从而增加了损耗。在根据本发明的结构中，使用了平行的多条导线以形成绕组，因此当高频电流流入导线中时，还有可能获得抑制损耗增加的效果。此外，如上所述，相比于JP-A-62-7101中的共模扼流线圈，图4A和4B中所示的背景技术电感器可被称为正常模式扼流线圈。根据图IA和IB或图3的实施例的电感器可被称为正常模式扼流线圈。因为根据本实施例的电感器具有如上所述的两个端子，所以该电感器可被称为“二端子正常模式扼流线圈”。
此外，共模扼流线圈通常典型地具有“一个芯上两个绕组(单相情况)或三个绕组 (三相情况)”的线圈结构，而正常模式扼流线圈通常典型地具有“一个芯上一个绕组”的线圈结构。如图IA和IB等所示的根据本实施例的电感器的线圈结构可被认为是“正常模式扼流线圈”，但其在一个芯上具有“多个(在图IA和IB中为两个，且在图3中为四个，等等)”绕组。需要缠绕导线3和4以使导线3的匝数与导线4的匝数一致。这里，将基于导线 3和4中的每一条的匝数为N的假设来进行描述。此外，磁性物质5是形成根据本发明的电感器的芯的示例。这里，磁性物质5可被认为与磁性物质55相同。虽然使用所谓的“环形芯”的示例作为环状磁性物质，但是具有绕组可缠绕以形成圆周的形状的任何芯将不会失去本发明的效果。此处，图2示出图IA和IB所示电感器10中的引线1与引线2之间等效电路。如图2所示，电感器10的等效电路被构造成涉及导线3的寄生电容组和涉及导线 4的寄生电容组与电感L并联连接。涉及导线3的寄生电容组包括在如图IA所示的导线3的每匝中的毗邻导线之间产生的寄生电容P-I到P-N。如图2所示，寄生电容P-I到P-N串联连接。以相同的方式，涉及导线4的寄生电容组包括在如图IA所示的导线4的每匝中的毗邻导线之间产生的寄生电容Q-I到Q-N。如图2所示，寄生电容Q-I到Q-N串联连接。在该结构中，在引线1与引线2之间并未产生寄生电容(或所产生的寄生电容足够小，从而可认为为零)。因此，本实施例中的电感器10的总寄生电容比背景技术中的总寄生电容小，如下文将描述的。首先，假定导线3、4中的每一条的匝数N等于如图4A和4B中所示的背景技术电感器50中的匝数N。在本实施例中，导线3、4中的每一条在半圆周中达到匝数N，而在背景技术中，每条导线在完整圆周中达到匝数N。因此，在图IA和IB中所示的电感器10中，与背景技术相同的匝数N被设置在背景技术的空间大小一半的空间中。因此，啦邻导线之间的距离为背景技术中的该距离的约“1/2”(约一半)。因此每个寄生电容为两倍。在背景技术的描述中，每个寄生电容的值由“C”表示。因此，寄生电容P-I到P-N 以及寄生电容Ql到Q-N的每个值可由“2C”表示。因此，涉及导线3的总寄生电容可由“2C/ N”表示，因为各具有“2C”值的寄生电容P-I到P-N串联连接。以相同的方式，涉及导线4 的总寄生电容可由“2C/N”表示，因为各具有“2C”值的寄生电容Q-I到Q-N串联连接。因此，引线1与2之间的总寄生电容可由“4C/N” ( = 2C/N+2C/N)表示。另一方面，如之前在背景技术中所描述地，引线51与52之间的总寄生电容由“C+C/N”表示。因此， 在根据本发明的结构中，可使总寄生电容比背景技术中的寄生电容小。随着值N的增大，该效果增强。例如，当N = 40时，背景技术中的寄生电容为41C/40 OC)，而本发明中的寄生电容为C/10。因此，寄生电容可被减小至约1/10。进一步，当N = 80时，背景技术中的寄生电容为81C/80 (sC)，而本发明中的寄生电容为C/20。因此，寄生电容可被减小至约1/20。因此，获得了其总寄生电容远小于背景技术中的总寄生电容的电感器10，从而当将电感器10应用于转换电路等时，开关器件或类似物中的损耗可减小。例如，当使用根据
8本实施例的电感器10代替上述图6的功率因数校正电路中的电感器50时，减小当开关器件65接通时流过的强烈电流是可能的，从而减小开关损耗是可能的。此外，在功率系统中流过寄生电容的导通噪声也减小，从而可使噪声滤波器的尺寸更小且成本更低。图IA和IB中所示的结构是一示例。本发明不限于该示例，而是基本构造成使用于减少趋肤效应的多条导线(在此为两条导线3和4)分离开并分别缠绕在磁性物质5中的不同位置上。即，磁性物质5被分成多个区域，且导线中的任一条缠绕在每个区域周围。 当导线包括两条导线3和4时，磁性物质5被分成两个区域，且两条导线3和4分别缠绕在这两个区域周围。例如，这两个区域是磁性物质5的下半区和上半区。在此，如背景技术和问题的描述中所描述地，在绕组的导线之间产生的寄生电容 a-Ι到a-Ν中的每一个是在绕组的毗邻导线之间产生电容，而在不相互毗邻的导线之间产生的寄生电容的值由于不相互毗邻的导线之间的距离长而足够小从而可忽略。只要引线 1与2之间产生的寄生电容的值由于同样的原因也小，从而防止电感器的总寄生电容增大， 则引线1与引线2之间的位置关系可按需设置。也就是说，本发明不限于其中在引线1与 2之间设置非常长距离的结构示例，诸如图IA和IB的“180度结构”。此外，用作绕组的导线数量不限于两条，而可使用三条或更多条导线。这将在稍后参照示出结构示例的图3 (第二实施例)进行描述。此处，将在下文中描述其中使用了两条导线的情况下的变型。以下将描述第一变型。首先，如前所述，当使用两条导线时，建立基本结构，以使磁性物质5被分成两个区域，且两条导线分别缠绕在这两个区域周围。图IA和IB示出其中这两个区域组成磁性物质5的上半区和下半区的示例。如上所述，在该示例中，在引线1与引线2之间建立了如图IA和IB所示的约180度的位置关系。然而，该结构不限于磁性物质5以此方式分成两半的示例。例如，两个区域分别可以是磁性物质5的3/4区域和1/4区域。S卩，可在引线1与引线2之间建立约90度(或约 270度)的位置关系。在此，假设在约90度的位置关系中，引线2位于图IA中所示的位置“A”中。因此， 在该定义中，在约270度的位置关系中，引线2位于图IA中所示的位置“B”中。该说明基于引线1的位置如图IA中所示不变的假设。在图IA和IB的示例中，导线3缠绕在磁性物质5的1/2区域(下半区)周围，而导线4缠绕在磁性物质5的1/2区域(上半区)周围。例如，在约90度的位置关系中，导线3缠绕在磁性物质5的3/4区域(下半区和上半区的右边一半)周围，而导线4缠绕在磁性物质5的1/4区域(上半区的左边一半)周围。同样，在该情况下，需要使导线3的匝数等于导线4的匝数，但它们不需要总是彼此相等。在180度的结构的情况下，需要使导线3与导线4 一样厚。另一方面，在约90度或270度的情况下，需要使导线3和4具有不同厚度。也就是说，需要使缠绕在宽区域周围的导线厚，同时使缠绕在窄区域周围的导线薄。例如，在约90度的情况下，使导线3厚，同时使导线4薄(在该情况下，当使导线3和4的厚度彼此相等且导线3和4的匝数彼此相等时，导线3的绕组变得稀疏，而导线4的绕组变得密集)。这里，将描述在引线1与引线2之间至少应保持多长距离。首先，在背景技术中的图4A和4B中，在不相互毗邻的导线之间产生的寄生电容由于不相互毗邻的导线之间的长距离而足够小从而可忽略。因此，可设想条件如下。即，当图4A和4B中的毗邻导线之间的距离为α时，引线1与2之间的距离比α长。此外，如上所述，在不相互毗邻的导线之间产生的寄生电容迄今被认为可忽略(非常小)。这意味着在距离不小于2α的导线之间产生的寄生电容可被认为是可忽略的。根据该事实，因此可考虑使引线1与2之间的距离不小于2α。显然，上述180度、90度以及270度的示例满足该条件(不小于2α)。根据另一方法，应当使引线1与2之间的寄生电容至少比背景技术中的寄生电容小一定程度。例如，可考虑背景技术中的约“C”的寄生电容应被减小为“C/2”或更低。无论如何，必须使电感器的总寄生电容小于背景技术中的寄生电容。因此必须制造满足该要求的结构。在此将不具体提供总寄生电容应当减少的程度。此外，在图IA和IB所示结构或第一变型中，导线3应当缠绕的区域和导线4应当缠绕的区域在磁性物质5中完美地分离开。然而，本发明不限于那些示例。两条导线3和4 缠绕的位置可相互重叠到一定程度。例如，即使两条导线3和4缠绕的位置由于对绕组直径或匝数的调节而相互重叠到一定程度以确保绕组间隙，也能毫无问题地获得与图IA和 IB等的结构下相似的效果。例如，在图IA和IB中，导线3缠绕在磁性物质5的下半区周围，而导线4缠绕在磁性物质5的上半区周围。例如，替代地，可形成结构，以使导线3缠绕在磁性物质5的“下半区以及上半区的一部分”周围，而导线4缠绕在磁性物质5的“上半区以及下半区的一部分”周围。也就是说，这两个区域可以不设置为完全分离开的区域，而可设置为相互部分地重叠。因此，那些区域中的绕组不一定缠绕在完全分离开的位置周围，而可具有相互部分重叠的部分。例如，可形成结构，以使导线3在图IA中的位置F处开始缠绕在“下半区”周围， 而导线4在图IA中的位置G处开始缠绕在“上半区”周围。在该情况下，在图IA中的位置 F与G之间存在一个部分，在该部分中两条导线3和4的绕组相互重叠。第二变型具有绕组相互重叠的结构。图IA和1Β、第一变型等的结构示例可被认为是其中导线应当缠绕在磁性物质上的位置(应当形成绕组的区域)一分为二的结构示例。也就是说，这些结构示例可认为是该区域在图IA和IB中“一分为二，即上一半和下一半”，而该区域在第一变型中例如“一分为二，S卩1/4部分和3/4部分”。本发明不限于此类两个部分的结构，也可具有例如四个部分的结构等。图3示出此类结构的示例。换言之，这些两部分和四部分结构可被认为是形成两个绕组的结构和形成四个绕组的结构。图3是示出根据本发明的电感器的另一结构示例(第二实施例)的示图。在图3 中仅示出俯视图。因此，图3中缺少侧视图。图3可被认为是其中使用四条导线作为绕组的示例。如图3所示，使用了四条导线，即导线13、13'、14以及14'。在图3中，附图标记标注于四条导线中的每一条的相反两端。以导线13为例，附图标记“13”标注于导线13的一端和另一端。以此方式，将参照图3理解每条导线缠绕在磁性物质5中的部分。也就是说，根据本实施例，使用了四条导线。因此，磁性物质5被分成四个区域。这四条导线分别缠绕在四个区域周围而总共形成四个绕组。在图3中所示示例中，导线13缠绕在磁性物质5的“下半区的左半区”周围以形成一个绕组。以相同方式，导线13'缠绕在
10磁性物质5的“下半区的右半区”周围以形成一个绕组，导线14缠绕在磁性物质5的“上半区的左半区”周围以形成一个绕组，且导线14'缠绕在磁性物质5的“上半区的右半区”周围以形成一个绕组。四条导线中的每一条的一端连接至图3中所示的连接构件11，且通过连接构件11 连接至引线1，而其另一端连接至图3中所示的连接构件12，且通过连接构件12连接至引线2。缠绕四条导线的方法的条件与图IA和IB的结构中的条件相同。即，如上所述， 形成结构以使流过导线的绕组的电流所产生的磁通量的所有方向相互一致(例如为“顺时针”)从而不会相互抵消。图3中所示的结构满足此条件。在图3中，初看上去，连接构件11看起来与导线14和14'接触或接近。实际上， 连接构件11未与导线14、14'接触或接近(而是设计成与其相距至少某个裕度)。因此，导线应当缠绕的区域可不被划分成两个，而是划分成三个或更多个(上述示例中为四个)，以形成三个或更多个绕组，以藉此在电流流入绕组中使绕组中的所有磁通量的方向相互一致。即使不说明，在该情况下，形成结构以使引线(端子)1和2彼此相距足够距离，以防止寄生电容在引线(端子)1与2之间产生，如图3所示。因此，可获得与图 IA和IB等的结构中相似的效果。此外，图IA和IB或图3中所示的结构示例可被认为是所谓的“环形芯”的示例，其中导线缠绕在磁性物质周围。然而，根据本实施例的电感器的结构不限于此类示例。例如， 可替代地使用“空气芯线圈”等。如背景技术及其问题的描述中所描述，空气芯线圈具有其中导线缠绕在用于固定导线的线轴(非磁性物质等)周围而未使用任何磁性物质的结构。此外，图IA和IB或图3中所示的磁性物质5具有基本圆形的环状形状。本发明不限于此类示例。例如，虽然未具体示出，但磁性物质5可具有三角形形状、四边形形状、六边形形状、八边形形状等(例如UU芯或类似物)。替代地，磁性物质5可具有缺少环的一部分的环状形状。如果导线能缠绕而几乎形成该形状的圆周(约360度)，则可使用任何形状。此处，该形状被称为“环状/环形”。因此，“环状/环形芯”不限于上述环状芯(基本圆形)，而可包括三角形芯、四边形芯、六边形芯、八边形芯等。此外，导线应当缠绕于其上以形成电感器的主体被称为“芯部”。单词“芯”一般表示磁性物质。然而，在此，“芯部”不仅包括磁性物质，且包括非磁性物质(诸如线轴)。此外，“芯部”可包括用线轴或类似物覆盖的磁性物质(在该情况下，导线缠绕在线轴或类似物周围)。根据上述描述，根据本实施例的电感器基本可被认为是具有导线缠绕在“环状/ 环形”的“芯部”周围的结构的电感器。导线以与图IA和IB或图3相同的方式缠绕。艮口， 每条导线被插入“环状/环形”的“芯部”的孔中与预定匝数一样多的次数。换言之，每条导线插入环状孔的次数与匝数一致。根据本实施例的电感器是具有“导线缠绕在‘环状/环形’的‘芯部’周围”的上述结构。为解决背景技术中的电感器的总寄生电容由于缠绕在芯部周围的导线的相反两端 (端子)之间的寄生电容而增大的背景技术问题，根据本实施例的电感器被设计成在导线的相反两端(端子)之间不产生寄生电容。此处，“不产生寄生电容”不限于不存在寄生电容的情况，而可定义为也包括寄生电容具有小到可忽略的值的情况。这基本意味着缠绕在芯部周围的导线两端(引线端子)之间的距离被分离开某个距离或更远。在图IA和IB所示示例中，建立了相对于芯部的180度的位置关系。本发明不限于该示例。例如，如上所述，可建立90度或270度的位置关系。图IA和IB的结构可被认为是当导线数量为两条时，芯部被分成两个区域，且导线分别缠绕在这些区域周围的结构。关于这一观点，同样原理可应用于建立90度或270度位置关系的结构。此外，缠绕在芯部周围的两条导线之间共享的两个端子(引线1和2，也可表示为第一和第二端子)可具有如上所述的180度、90度、270度等位置关系，只要第一和第二端子之间的距离满足如上所述无寄生电容在第一和第二端子之间产生的条件(不仅包括无寄生电容产生的情况，也包括寄生电容足够小而可忽略的情况)。这两个端子基本分别位于这两个区域之间的边界附近。在图IA的结构中，导线3缠绕在芯部(磁性物质5)的下半区周围，而导线4缠绕在芯部的上半区周围。如图IA所示，引线1和2(第一和第二端子)位于上半区和下半区的之间的边界附近。此外，如上所述，绕组不是总在完全相互分离开的区域中形成，而是可相互重叠至某种程度。此外，如示例中所示，导线的数量不限于两条，它也可以是三条或更多条。例如，当导线数量为四条时，这四条导线中的每两条可被分为在图IA和IB的结构中的一组，以使两条导线缠绕在磁性物质5的上半区周围，而另两条导线缠绕在磁性物质5的下半区周围，或芯部可被分成如图3所示的四个区域，以使导线分别缠绕在这四个区域周围。基于上述定义，将描述根据本发明的电感器。根据本发明的电感器可被认为是“一种包括环状芯部和缠绕在环状芯部周围的多条导线的电感器，其中每条导线一端连接至第一端子，而另一端连接至第二端子；且导线缠绕在环状芯部的所需区域周围，以分别形成多个绕组，使得能够将流过各个绕组的电流产生的磁通量调整至相同的方向，且第一端子与第二端子之间的距离被设置成防止寄生电容在第一端子与第二端子之间产生”。根据本发明的上述电感器可被认为是一种电感器，其中“导线被分成两部分，即第一导线和第二导线。例如，当使用两条导线时，一条被认为是第一导线，而另一条被认为是第二导线。替代地，当使用四条导线时，这四条导线中的每两条被分为一组，两条导线被认为是第一导线，而另两条导线被认为是第二导线。环状芯部被分为两个区域，即第一区域和第二区域。第一导线缠绕在第一区域周围以形成第一绕组，且第二导线缠绕在第二区域周围以形成第二绕组。第一端子位于两个区域之间的两个边界之一处，而第二端子位于另一边界处”。根据本发明的上述电感器可被构造为“第一区域和第二区域彼此部分重叠，以使第一绕组和第二绕组能彼此部分重叠”。此外，根据本发明的上述电感器可被构造为“导线包括三条或更多条导线；环状芯部分成三个或更多个区域；且三条或更多条导线中的每一条缠绕在三个或更多个区域中的任一个周围，以分别形成三个或更多个绕组作为绕组。此外，如上所述，相比于JP-A-62-7101中的共模扼流线圈，图4A和4B中所示的背景技术电感器可被称为正常模式扼流线圈。根据图IA和IB或图3的实施例的电感器可被称为正常模式扼流线圈。
权利要求
1.一种电感器，包括环状芯部；以及缠绕在所述环状芯部周围的多条导线；其特征在于所述导线中的每一条导线的一端连接至第一端子，且另一端连接至第二端子；以及所述导线缠绕在所述环状芯部的所需区域周围以分别形成多个绕组，使得能够将由流过所述各个绕组的电流产生的磁通量调整至相同的方向，且能防止寄生电容在所述第一端子与所述第二端子之间产生。
2.如权利要求1所述的电感器，其特征在于所述导线分为两部分，即第一导线和第二导线；所述环状芯部分为两个区域，即第一区域和第二区域；以及所述第一导线缠绕在所述第一区域周围以形成第一绕组，且所述第二导线缠绕在所述第二区域周围以形成第二绕组。
3.如权利要求2所述的电感器，其特征在于所述第一区域和所述第二区域可彼此部分重叠，以使所述第一绕组和所述第二绕组能彼此部分重叠。
4.如权利要求1所述的电感器，其特征在于所述导线包括三条或更多条导线；所述环状芯部分成三个或更多个区域；以及所述三条或更多条导线分别缠绕在所述三个或更多个区域周围，以形成三个或更多个绕组作为所述绕组。
5.如权利要求1到4中的任一项所述的电感器，其特征在于，所述电感器是双端子正常模式扼流线圈。
全文摘要
一种电感器使用了两条导线。每一条导线的两端连接至由导线共用的引线(端子)。每一条导线缠绕以形成环状磁性物质的半圆周。一条导线缠绕在磁性物质的下半区周围以形成一个绕组，而另一条导线缠绕在磁性物质的上半区周围以形成另一个绕组。以此方式，引线之间的距离可被增大以消除引线之间的寄生电容。因此，有可能解决电感器的寄生电容由于引线之间的寄生电容而增大的背景技术问题。此外，形成了结构，以使能够将由流过两个绕组的电流所产生的磁通量调整至相同的方向。因此，有可能提供总寄生电容减小的电感器。
文档编号H01F17/06GK102208243SQ201110037200
公开日2011年10月5日 申请日期2011年1月31日 优先权日2010年2月12日
发明者三野和明 申请人:富士电机控股株式会社