线圈组件及其制造方法与流程

技术领域

本公开涉及一种线圈组件及制造该线圈组件的方法。

背景技术：

对于显示装置，除了电源转换器切换方案之外，图像处理板、半导体元件等也会产生大量电磁波噪声，为了抑制这样的噪声，通常使用电磁干扰(EMI)滤波器或线圈组件。

产生的噪声可大致分为辐射发射(RE)噪声和传导发射(CE)噪声。就这一点而言，CE噪声被分为共模(CM)噪声和差模(DM)噪声。

各个共模线圈组件(例如，共模扼流圈(CM chock))需要与火线电源输入线和零线电源输入线一起使用来去除共模电磁干扰(EMI)，并需要另外使用至少一个差模线圈组件(例如，差模扼流圈(DM chock)来去除差分EMI。

然而，装置的体积会由于用于去除上述EMI的扼流圈而被增大，从而可能不能满足消费者对于电子装置的纤薄和轻便的需求。

【现有技术文献】

(专利文献1)第2013-0006019号韩国实用新型特许公开

技术实现要素：

本公开的一方面可提供一种具有新颖结构的线圈组件。

本公开的一方面还可提供一种作为单个线圈组件能够降低共模噪声和差模噪声两者的线圈组件及其制造方法。

根据本公开的一方面，一种线圈组件可包括：线圈架，形成为环形形状，具有形成在所述线圈架中的芯容纳空间，并包括形成在所述线圈架中同时横 穿中空部分的芯容纳部；主芯，被容纳在所述芯容纳空间中；多个线圈，缠绕在所述线圈架上；辅芯，结合到所述芯容纳部。

这里，辅芯可将所述线圈架的中空部分分为两部分。

根据本公开的另一方面，一种线圈组件可包括：芯；两个线圈架，彼此平行地结合到所述芯并包括缠绕在所述两个线圈架上的线圈；基座，所述芯安放在所述基座上，所述芯结合到所述基座，外部连接端子设置在所述基座上；辅芯部，设置在所述两个线圈架之间。

根据本公开的另一方面，一种线圈组件的制造方法可包括：将具有环形形状的主芯设置在线圈架中；将辅芯设置在主芯的中空部分中。

这里，在设置辅芯的步骤中，所述辅芯可被设置为使得在辅芯的两端和主芯之间形成间隙。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本公开的上述和其他方面、特点及其他优点将会被更加清楚地理解，在附图中：

图1是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的线圈组件的透视图；

图2是图1中示出的线圈组件中的辅芯的部分分解透视图；

图3是示出图1中示出的线圈组件的线圈架的透视图；

图4是图1中示出的线圈架的分解透视图；

图5是仅示出根据本示例性实施例的线圈组件的主芯和辅芯的透视图；

图6是根据本公开的示例性实施例的包括线圈组件的电源装置的示意性电路结构图；

图7是示意性地示出根据本公开的另一示例性实施例的线圈组件的透视图；

图8是图7中示出的线圈组件中的辅芯部的部分分解透视图；

图9是仅示出图7的主芯和线圈架的分解透视图；

图10是仅示出图7的基座和辅芯部的分解透视图。

具体实施方式

现在将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。

然而，本公开可以以多种不同的形式实施并且不应被解释为局限于在此 阐述的实施例。更确切地说，提供这些实施例是为了使本公开将是彻底的和完整的，并向本领域的技术人员充分地传达本公开的范围。

在附图中，为了清晰起见，可夸大元件的形状和尺寸，并且相同的标号将始终用于指示相同或相似的元件。

图1是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的线圈组件的透视图，图2是图1中示出的线圈组件中的辅芯的部分分解透视图，图3是示出图1中示出的线圈组件的线圈架的透视图。图4是图1中示出的线圈架的分解透视图。

参照图1至图4，根据本公开的示例性实施例的线圈组件100可以是为去除电磁干扰而设置的线路滤波器，并可包括线圈架20、线圈70、主芯80和辅芯85。

线圈架20可包括：主体部22，呈环形形状，其内部的中部形成中空部分21；芯容纳部30；端子部23，从主体部22的一部分沿着主体部22的外径方向突出(如图3中所示)。

主体部22可按照其角部被完全倒成圆角的矩形环形形状形成。此外，缠绕部28(即，线圈70所缠绕的区域)可分别形成在由主体部22形成的四个侧边之中的两个彼此相对的侧边上。

芯容纳部30可按照横穿形成在主体部22中的中空部分21的分隔壁形状形成。这里，芯容纳部30可穿过两个缠绕部28之间而形成。因此，芯容纳部30可被设置为与两个缠绕部28平行并与每个缠绕部分开相同的距离。辅芯85(下面将描述)可结合到芯容纳部30。为此，可在芯容纳部30中形成具有与辅芯85的外部形状对应的形状的插入槽32。

插入槽32可沿着具有分隔壁形状的芯容纳部30按照长线性槽形成。然而，插入槽32的形状不限于此，而是可以进行各种变形，以与辅芯85的形状对应。

插入槽32可形成为与主体部22分开预定距离。更详细地讲，插入槽32可设置在芯容纳部30的中部并形成为具有比芯容纳部30的总长度小的长度的槽。

因此，插入槽32的两端可不与主体部22接触或不连接到主体部22，而是可以分别与主体部22隔开预定距离。这里，与主体部22的两端的每端隔开的距离可被设置为彼此相等。然而，本公开不限于此。如果需要，插入槽 32的两端可与主体部22隔开不同的距离。

端子部23可按照端子部23从主体部22向外突出的形状形成并包括端子引脚25。线圈70的引线可线连接到端子引脚25，从而彼此电连接。同时，在端子引脚25直接紧固到主体部22的情况下，端子引脚25可被限定为端子部23。

在本示例性实施例中，端子部23可分别形成在线圈70所缠绕的区域的外部。然而，本公开不限于此，而是可以进行各种变型。例如，端子部23可形成在芯容纳部30上。

如上所述构造的根据本示例性实施例的线圈架20可基于主芯80结合在主芯80的两侧，使得主芯80被容纳在其中(如图4中所示)。为此，线圈架20可分成第一线圈架20a和第二线圈架20b。

第一线圈架20a和第二线圈架20b中的每个可指的是通过水平切割线圈架20而形成的线圈架20的一半部分。因此，当第一线圈架20a和第二线圈架20b彼此结合时，可形成完整的单个线圈架20。

此外，第一线圈架20a和第二线圈架20b可包括用于将主芯80容纳在其中的芯容纳空间29。因此，当第一线圈架20a和第二线圈架20b彼此结合时，具有与主芯80的形状相对应的环形形状的芯容纳空间29可形成在线圈架20中。

主芯80被容纳在芯容纳空间29中。因此，第一线圈架20a和第二线圈架20b可在将主芯80容纳在芯容纳空间29中的同时而彼此结合。

线圈架20被构造为制造成第一线圈架20a和第二线圈架20b并彼此结合，使得根据本示例性实施例的线圈组件100的主芯80可按照不具有切割部分的连续的环形形状形成。

如上所述的线圈架20可通过注射成型而被容易地制造，但不限于此，而是可以通过各种方法制造。此外，根据本示例性实施例的线圈架20可由具有高耐热和高耐电压的绝缘树脂材料形成。然而，本公开不限于此，而是可根据需要在线圈架20中使用诸如陶瓷、绝缘的金属材料等各种材料。

作为形成线圈架20的材料的示例，可使用聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、酚醛树脂等。

如图1和图2中所示，线圈70可缠绕在形成在线圈架20上的缠绕部28 上。

可使用单股线作为线圈70或者可使用通过将多股线绞结到一起而形成的李兹线作为线圈70。此外，也可使用通过使片状导体缠绕在缠绕部28上而获得的片型线圈。

引线(线圈70的末端)可线连接到线圈架的端子引脚25，从而电连接和物理连接到端子引脚25。

根据本示例性实施例的线圈70可包括初级线圈71和次级线圈72。初级线圈71和次级线圈72可分别缠绕在形成在线圈架20上的两个缠绕部28上。初级线圈71和次级线圈72可通过结合到线圈架20的主芯80而彼此电磁耦合。

在根据本示例性实施例的线圈组件100中，缠绕在两个缠绕部28的每个缠绕部上的线圈70可分别沿着彼此不同的方向(即，彼此相反的方向)缠绕。例如，在初级线圈71沿着顺时针方向缠绕在任意一个缠绕部28上的情况下，次级线圈72可沿着逆时针方向缠绕在另一缠绕部28上。然而，本公开不限于此，如果需要，线圈的缠绕可多样化地应用。例如，两个线圈70可沿着与如上所述相反的方向缠绕，或者沿着彼此相同的方向缠绕。

主芯80可被容纳在形成在线圈架20的芯容纳空间29(见图4)中。

如上所述，第一线圈架20a和第二线圈架20b彼此结合，使得根据本示例性实施例的线圈架20可结合到主芯80。因此，根据本示例性实施例的主芯80可按照不具有切割部分的一体的单体形式形成。

主芯80可按照其角部被倒成圆角的矩形环形形状形成，以与芯容纳空间29的形状对应。然而，主芯80的形状不限于此，而是可以根据线圈架20的主体部22的形状而不同地改变。

当主芯80被完全容纳在线圈架29中时，根据本示例性实施例的主芯80不暴露到外部。因此，缠绕在线圈架20上的线圈70或端子引脚25与主芯80可容易地彼此绝缘。

主芯80可由Mn-Zn基铁氧体形成，与其他材料相比，Mn-Zn基铁氧体具有较高的磁导率、较低的损耗、较高的饱和磁通密度、较高的稳定性以及较低的生产成本。然而，在本公开的示例性实施例中，主芯80的形状或材料不限于此。

辅芯85可插入到如上所述的芯容纳部30的插入槽32中。因此，辅芯 85可形成为具有适合被插入到插入槽32中的尺寸和形状。在本示例性实施例中，辅芯85可按照平薄板状形成。然而，本公开不限于此。

可设置辅芯85来调节线圈70和主芯80之间产生的磁饱和以及共模(CM)漏电感。

这里，可根据主芯80和辅芯85之间的距离来调节磁饱和。

图5是仅示出根据本示例性实施例的线圈组件的主芯和辅芯的透视图。参照图5，在根据本示例性实施例的线圈组件中，辅芯85可设置在主芯80的中空部分81中，辅芯85的两端不可连接到主芯80，而是与主芯80分开。

这里，为了调节磁饱和，可调节从辅芯85的两端到主芯80的距离D，使得辅芯85的两端和主芯80被设置为彼此相邻或彼此分开。也就是说，可基于由辅芯85产生的漏电感的大小来设置辅芯85和主芯80之间的间隙距离D。

此外，可通过辅芯85的截面尺寸来调节共模漏电感。这里，辅芯85的截面面积可被限定为辅芯85的被设置为靠近主芯80的两端的面积。

如上所述的辅芯85可以可拆卸地结合到芯容纳部30的插入槽32。例如，在利用根据本示例性实施例的线圈组件100仅作为共模滤波器的情况下，可从芯容纳部30中移除辅芯85。

如上所述构造的根据本示例性实施例的线圈组件100可通过利用辅芯85显著地增大共模滤波器的漏电感而被用作差模滤波器(或差模扼流圈)。

下面将提供对其详细的描述。

从输入电源供应的交流电可在初级线圈71中流动，相应地，可产生磁通。由于磁通在互交链时沿着主芯80改变，因此可沿着抑制磁通改变的方向产生反电动势。

另外，磁通与次级线圈72侧互交链，从而可在次级线圈侧中产生与在初级线圈侧中的电动势相同的电动势。因此，电流可在次级线圈72中流动。

在这种情况下，除了有效地作用在初级线圈71和次级线圈72之间的电磁感应上的磁通，可在主芯80中形成仅与任意一个线圈70互交链的漏磁通。此外，漏磁通可感应产生漏电感，可通过辅芯85形成漏电感的路径。

辅芯85不直接与主芯80接触，而是可按照预定距离与主芯80分开，如图5中所示。因此，辅芯85和主芯80之间可形成间隙距离D。

如上所述，由于辅芯85形成由主芯80形成的漏磁通的路径，因此可基 于预设漏磁通的量来确定辅芯85和主芯80之间形成的间隙距离。因此，可通过调节间隙距离D来增大或减小取决于漏磁通的量的漏电感。

类似地，可根据间隙距离D改变辅芯85的长度。

此外，可基于预设漏电感和预设磁电感来确定该间隙距离D。也就是说，可通过调节间隙距离D来增大通过辅芯85形成的漏电感，可利用如上所述增大的漏电感代替差模滤波器(例如，差模扼流圈)来抑制差模噪声。

如上所述，在根据本示例性实施例的线圈组件100中，主芯80和线圈70可用作共模滤波器，由辅芯85产生的漏电感可用作差模滤波器。因此，可通过单个线圈组件100提供共模滤波器和差模滤波器两者的功能。

此外，在根据本示例性实施例的线圈组件100中，由于主芯80被完全包围在线圈架20中，因此主芯80和线圈70可容易地彼此绝缘。因此，由于会显著地减少用于绝缘的另外的工艺，因此会非常容易制造线圈组件。

图6是根据本公开的示例性实施例的包括线圈组件的电源装置的示意性电路结构图。

参照图6，根据本示例性实施例的电源装置可包括根据本示例性实施例的线圈组件100(以下，称为扼流圈)、差模扼流圈DC以及多个电容器Cx1、Cx2、Cy1、Cy2、Cy3和Cy4。

第一X电容器Cx1可并联地连接在输入电源的两个电源线(火线和零线)之间，可使从输入电源传输的交流电(AC)平滑、并可将平滑后的电力供应到扼流圈100(根据本示例性实施例的线圈组件)。

扼流圈100可改变通过第一Y电容器Cy1、第二Y电容器Cy2和第一X电容器Cx1平滑后的电力，并将改变后的电力供应到第二X电容器Cx2。

扼流圈100可具有电感。这里，电感可包括磁电感Lm(第一电感)和漏电感L1(第二电感)。

磁电感Lm(或互感)可指示通过线圈70和主芯80之间的电磁耦合而储存在主芯80中的能量。在电路等效模型中，磁电感Lm表示为并联连接在绕组之间。如上所述的磁电感可执行抑制共模噪声的共模扼流圈的功能。

漏电感L1可指示由辅芯85产生的储存能量。在电路等效模型中，漏电感L1表示为串联连接到绕组。如上所述的漏电感可执行抑制差模噪声的差模扼流圈的功能。

第三Y电容器Cy3、第四Y电容器Cy4以及第二X电容器Cx2可并联 连接到扼流圈100，使在扼流圈100中改变的电力再次平滑，并供应被再次平滑后的电力。

根据现有技术，为了构造该电路，应设置两个DM扼流圈和一个CM扼流圈。然而，根据本示例性实施例的线圈组件100可执行共模滤波器和差模滤波器两者的功能。因此，如图6中所示，该电路可仅由根据本示例性实施例的线圈组件100和一个差模扼流圈DC构造而成。

因此，由于可降低电路中的差模扼流圈的数量，因此可降低制造成本和制造时间。此外，由于还可降低线圈组件的数量，因此也可降低产品的整体尺寸。

同时，根据需要，根据本示例性实施例的线圈组件100可仅执行共模扼流圈的功能。例如，在从芯容纳部30中移除辅芯85的状态下使用线圈组件100的情况下，差模扼流圈的功能被移除，使得线圈组件100仅可用作共模扼流圈。

因此，在制备根据本示例性实施例的线圈组件100之后，随着芯80被插入到芯容纳部30中或从芯容纳部30中移除，可将差模扼流圈的功能添加到线圈组件100中或将其从线圈组件100中移除。

下面，将描述根据本示例性实施例的线圈组件的制造方法。通过接下来的描述，上述线圈组件100的构造也将被清楚地描述。

参照图1至图4，在根据本示例性实施例的线圈组件100的制造方法中，首先，可将按照单体形式形成的主芯80和线圈架20彼此结合。

如上所述，第一线圈架20a和第二线圈架20b彼此装配到一起，主芯80位于第一线圈架20a和第二线圈架20b之间，使得线圈架20可结合到主芯80。此时，主芯80可在被完全容纳在线圈架20中的情况下结合到线圈架20。

然后，线圈70可缠绕到线圈架20的主体部上。线圈70可分别缠绕到主体部22的缠绕部28上。此外，线圈70的引线可线连接到端子引脚25，从而电连接到端子引脚25。在这种情况下，线圈70的引线和端子引脚25可通过诸如焊料的导电粘合剂而彼此稳固地结合。

当完成线圈70的缠绕后，辅芯85可结合到芯容纳部30，从而完成根据本示例性实施例的线圈组件100。

这里，可在线圈70的缠绕之前执行辅芯85的结合。例如，在主芯80和线圈架20彼此结合之后，辅芯85结合到芯容纳部30，然后，线圈70可 缠绕到线圈架20上。

同时，如上所述的根据本公开的线圈组件及其制造方法不限于上面描述的示例性实施例，而是可以不同地实施。

图7是示意性地示出根据本公开的另一示例性实施例的线圈组件的透视图，图8是图7中示出的线圈组件中的辅芯部的局部分解透视图。此外，图9是仅示出图7的主芯和线圈架的分解透视图，图10是仅示出图7的基座和辅芯部的分解透视图。

参照图7至图10，根据本示例性实施例的线圈组件200可以是设置用于去除电磁干扰的线路滤波器并包括线圈架120、线圈170、主芯180、基座150和辅芯部190。

线圈架120可包括：主体部122，呈其内部的中心形成通孔121的管状；凸缘部123，沿主体部122的外径方向从主体部122的两端竖直地延伸，如图9中所示。

形成在主体部122中的通孔121可用作将主芯180(下面将描述)的一部分插入到其中的路径。本示例性实施例以示例的方式描述通孔121具有圆形截面的情况。该构造是根据插入到通孔121中的主芯180的形状的构造，但本公开不限于此。也就是说，通孔121可按照各种形状形成，只要对应于插入到通孔121中的主芯180的形状即可。

根据凸缘部123的形成位置，可将其分为第一凸缘部123a和第二凸缘部123b。此外，主体部122的外周表面以及第一凸缘部123a和第二凸缘部123b之间形成的空间用作缠绕部128，线圈170(下面将描述)缠绕到缠绕部128上。因此，凸缘部123用于保护线圈170免受外部环境影响，并使线圈170与外部绝缘，同时在其两侧支撑缠绕在缠绕部128上的线圈170。

此外，根据本示例性实施例的线圈组件200包括形成在凸缘部123的外表面上的齿轮127。齿轮127可按照从凸缘部123的外表面向外突出的突起形状形成并按照圆形齿轮形状形成。

如上所述的齿轮27可被设置为使线圈170(下面将描述)自动地缠绕到线圈架120上。

此外，根据本示例性实施例的线圈组件200包括与第二凸缘部123b相邻的分隔壁124。此外，可在分隔壁124中形成至少一个插入槽125。

如上所述的分隔壁124和插入槽125可被设置为在缠绕线圈170时将线 圈的一端固定到线圈架120。

如上所述构造的根据本示例性实施例的线圈架120可基于主芯180在两侧结合，使得主芯180插入到通孔121中(如图9中所示)。

为此，线圈架120可被分为第一线圈架120和第二线圈架120b。第一线圈架120a和第二线圈架120b中的每个可指的是通过沿长度方向切割线圈架120而形成的线圈架120的一半部分。因此，当第一线圈架120a和第二线圈架120b彼此结合时，可形成完整的单个线圈架120。

线圈架120被构造为制造为第一线圈架120a和第二线圈架120b，然后彼此结合，使得根据本示例性实施例的线圈组件200的主芯180可按照不具有结合表面的一体的单体式形式形成。

此外，根据本示例性实施例的两个线圈架120可分别被设置并结合到主芯180。在这种情况下，两个线圈架120可结合到主芯180，并彼此平行地设置。

线圈170可缠绕在形成在线圈架120上的缠绕部128上并被构造为与上述示例性实施例的构造相同。因此，将省略对其的详细描述。

主芯180可插入到形成在线圈架120中的通孔121中。

如上所述，第一线圈架120a和第二线圈架120b可彼此结合，使得根据本示例性实施例的线圈架120可结合到主芯180。因此，根据本示例性实施例的主芯180可按照不具有切割部分的一体的单体式形式形成。

在本示例性实施例中以示例的方式描述了主芯180按照四边环形形状形成的情况。因此，结合到主芯180的两个线圈架120可被设置为彼此平行。在这种情况下，线圈架120可被设置使得其形成有齿轮127的部分彼此沿着相同的方向设置。

此外，根据本示例性实施例的主芯180的插入到线圈架120的通孔121中的部分可用作线圈架120的旋转轴。因此，主芯180的插入到线圈架120的通孔121中的部分的外表面可按照弯曲的形状或圆柱形形状形成，使得线圈架120可容易地旋转。

此外，当两个线圈架120如上所述彼此结合时，主芯180的连接两个线圈架120之间的部分可暴露到外部。

因此，在根据本示例性实施例的主芯180中，主芯180的这些暴露的部分可被容纳在基座150中。

线圈架120结合到其的主芯180可安放在基座150中。因此，基座150可具有这样的结构：主芯180可稳固地固定地安放在其中，同时，线圈架120可部分地暴露到外部，以进行自动缠绕。

更具体地讲，根据本示例性实施例的基座150可包括线圈架容纳部154、芯容纳槽155、端子连接部152和外部连接端子160。

如图10中所示，线圈架容纳部154可根据结合到主芯180的线圈架120的形状而按照槽状或通孔形状形成。在本示例性实施例中，可设置两个线圈架120。因此，线圈架容纳部154也可包括两个槽。

这里，辅芯部190(下面将描述)可设置在两个线圈架容纳部154之间。辅芯部190可防止缠绕在两个线圈架120上的线圈170之间的干扰并确保线圈170之间的绝缘。

线圈架120结合到其的主芯180可安放在芯容纳槽155中。在这种情况下，主芯180不是完全地安放在芯容纳槽155中，而是可部分地安放在芯容纳槽155中。

端子连接部152可形成在基座150的最外边缘部处，至少一个外部连接端子160可连接到端子连接部152。

外部连接端子160可按照外部连接端子160从端子连接部152向外突出的形状连接到端子连接部152。在本示例性实施例中，外部连接端子160可分别形成在基座150的端部。然而，本公开不限于此。

辅芯部190可按照辅芯部横穿容纳在线圈架容纳槽154中的线圈架120之间的空间的形状设置并可包括辅芯195和盖子192。

辅芯195可按照类似于上述示例性实施例的薄板形状形成。此外，盖子192可被构造为将辅芯195完全容纳在其中。为此，盖子192可被分为第一盖192a和第二盖192b。

第一盖192a和第二盖192b可彼此结合同时将辅芯195容纳在其中。因此，第一盖192a和第二盖192b可具有各种形状，只要它们可彼此结合，同时将辅芯195容纳在其中即可。

可在盖子192的下部形成至少一个结合突起194。结合突起可被安装在形成在基座150中的结合槽157中。因此，盖子192的结合突起194被安装在基座150的结合槽157中，使得辅芯部190可以可拆卸地结合到基座150。

与根据上述示例性实施例的线圈组件类似，在根据如上所述构造的本示 例性实施例的线圈组件中，主芯和线圈可用作共模滤波器，由辅芯产生的漏电感可用作差模滤波器。因此，可通过单个线圈组件提供共模滤波器和差模滤波器两者的功能。

此外，在根据本示例性实施例的线圈组件中，主芯不是完全被线圈架包围而是可部分地暴露。然而，主芯和线圈可通过线圈架彼此绝缘，可通过盖子确保辅芯和主芯之间的间隔。

同时，虽然在本示例性实施例中以示例的方式描述了线路滤波器用于电源装置中，但本公开不限于此，而是线圈组件可广泛地应用在各种电子组件和电子装置中，只要线圈组件通过将线圈缠绕在线圈架上制造即可。

如上所述，在根据本公开的示例性实施例的线圈组件中，主芯和线圈可用作共模滤波器，由辅芯产生的漏电感可用作差模滤波器。因此，可由单个线圈组件提供共模滤波器和差模滤波器两者的功能。

此外，在根据本公开的线圈组件中，芯和线圈可通过线圈架而容易地彼此绝缘。因此，由于可显著地减少用于绝缘的另外的工艺，因此会非常容易制造线圈组件。

尽管上面已经示出并描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员来说将显而易见的是，在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以进行修改和变型。