共模电感器的制作方法

1.本实用新型属于电感技术领域，尤其涉及一种共模电感器。


背景技术：

2.现有技术中的共模电感器，磁心和骨架一般都是环形的，通常采用漆包铜圆线进行人工绕制，结构的缺陷使得自动化绕制难度系数大，生产效率比较低，无法进行大批量生产；同时，人工绕制无法精确控制拉力和线圈排布，两组线圈分布对称性差，影响阻抗平衡性精度，降低电磁兼容效果。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种共模电感器，旨在提高共模电感器的阻抗平衡性精度和电磁兼容效果。
4.本实用新型实施例的第一方面提了一种共模电感器，包括：
5.e型磁芯，所述e型磁芯包括连接部、垂直设置于连接部中心点的圆形磁芯柱和通过所述连接部与所述圆形磁芯柱分别连接的第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板与所述圆形磁芯柱朝向相同且相对所述圆形磁芯柱对称设置；
6.与所述e型磁芯相对设置的i型磁芯，所述i型磁芯与所述e型磁芯形成用于容置线圈的腔体，所述腔体具有用于进出线的第一开口和第二开口；
7.依次对称绕制在所述e型磁芯的圆形磁芯柱的第一扁平线圈和第二扁平线圈，所述第一扁平线圈的两端从所述第一开口引出形成端电极且构成所述共模电感器的第一信号输入端和第一信号输出端，所述第二扁平线圈的两端从所述第二开口引出形成端电极且构成所述共模电感器的第二信号输入端和第二信号输出端，其中，所述第一扁平线圈和所述第二扁平线圈均为单层线圈且圈数相等。
8.在一个实施例中，所述i型磁芯包括朝向所述e型磁芯的第一侧面和背向所述e型磁芯的第二侧面；
9.所述第一扁平线圈的两端从所述第一开口引出弯折至所述i型磁芯的第二侧面上形成端电极且构成所述共模电感器的第一信号输入端和第一信号输出端；
10.所述第二扁平线圈的两端从所述第二开口引出弯折至所述i型磁芯的第二侧面上形成端电极且构成所述共模电感器的第二信号输入端和第二信号输出端。
11.在一个实施例中，所述第一扁平线圈包括第一引线端和第二引线端；
12.所述第二扁平线圈包括第三引线端和第四引线端；
13.所述第一扁平线圈靠近所述i型磁芯设置，所述第二扁平线圈远离所述i型磁芯设置，所述第一扁平线圈的绕制方向与所述第二扁平线圈的绕制方向相反；
14.所述第一引线端和所述第三引线端构成所述共模电感器的第一信号输入端和第二信号输入端，所述第二引线端和所述第四引线端构成所述共模电感器的第一信号输出端和第二信号输出端；
15.或者所述第一引线端和所述第三引线端构成所述共模电感器的第一信号输出端和第二信号输出端，所述第二引线端和所述第四引线端构成所述共模电感器的第一信号输入端和第二信号输入端。
16.在一个实施例中，所述第一引线端与所述第三引线端齐平对称设置于所述i型磁芯的第二侧面上，所述第二引线端和所述第四引线端齐平对称设置于所述i型磁芯的第二侧面上。
17.在一个实施例中，所述i型磁芯的第二侧面设有四个固定槽，所述第一扁平线圈的两端和所述第二扁平线圈的两端分别部分嵌于四个所述固定槽中。
18.在一个实施例中，所述i型磁芯沿所述腔体方向的尺寸与所述第一侧板和所述第二侧板沿所述腔体的方向的尺寸相等；
19.所述i型磁芯卡设于所述第一侧板和所述第二侧板之间；
20.或者，所述i型磁芯沿所述第一侧板和所述第二侧板设置的方向与所述第一侧板和所述第二侧板边缘齐平设置。
21.在一个实施例中，所述共模电感器还包括设置于所述第一扁平线圈和所述第二扁平线圈之间的第一绝缘垫片，所述第一绝缘垫片套设于所述圆形磁芯柱上。
22.在一个实施例中，共模电感器还包括第二绝缘垫片，所述第二绝缘垫片设置于所述圆形磁芯柱和所述i型磁芯之间。
23.在一个实施例中，所述e型磁芯和i型磁芯均为锰锌铁氧体磁芯。
24.在一个实施例中，所述第一扁平线圈和所述第二扁平线圈为漆包铜扁线。
25.本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的共模电感器通过采用两个相同的扁平线圈对称绕制在e型磁芯上，扁平线圈可通过自动化绕线设备绕制，同时扁平线圈两端引出端形成端电极且构成共模电感器的信号输入输出端，实现表面贴装，扁平线圈单层绕制，线圈分布均匀、整齐且对称，阻抗平衡性精度高，漏感小，且由于为单层绕制，匝间分布电容小，提高了电磁兼容的效果。
附图说明
26.图1为本实用新型实施例提供的共模电感器的第一种结构示意图；
27.图2为本实用新型实施例提供的共模电感器的左视结构示意图；
28.图3为本实用新型实施例提供的共模电感器的等效电路示意图；
29.图4为本实用新型实施例提供的共模电感器的底部结构示意图；
30.图5为本实用新型实施例提供的共模电感器的第二种结构示意图。
具体实施方式
31.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
32.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
33.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
34.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
35.本实用新型实施例的第一方面提了一种共模电感器。
36.如图1所示，图1为本实用新型实施例提供的共模电感器的第一种结构示意图，本实施例中，共模电感器包括e型磁芯10、i型磁芯20和依次对称绕制在e型磁芯10的的第一扁平线圈30和第二扁平线圈40。
37.其中，如图1和图2所示，e型磁芯10包括连接部13、垂直设置于连接部13中心点的圆形磁芯柱14和通过连接部13与圆形磁芯柱14分别连接的第一侧板11和第二侧板12，第一侧板11和第二侧板12与圆形磁芯柱14朝向相同且相对圆形磁芯柱14对称设置，第一侧板11、圆形磁芯柱14和第二侧板12依次设置于连接部13上形成e型磁芯10。
38.i型磁芯20与e型磁芯10相对设置，i型磁芯20与e型磁芯10形成用于容置线圈的腔体，腔体具有用于进出线的第一开口和第二开口，即第一侧板11、i型磁芯20、第二侧板12和连接部13形成一矩形腔体，第一侧板11的一侧、i型磁芯20的一侧、第二侧板12的一侧和连接部13的一侧围成第一开口，第一侧板11的另一侧、i型磁芯20的另一侧、第二侧板12的另一侧和连接部13的另一侧围成第二开口。
39.第一扁平线圈30和第二扁平线圈40依次对称在圆形磁芯柱14上绕制并从对应开口引出形成用于表面封装的电极结构，同时，作为共模电感器的信号输入端和输出端与其他元器件连接，从而形成如图3所示的等效电路结构，实现共模滤波的功能。
40.具体地，第一扁平线圈30的两端从第一开口引出形成端电极且构成共模电感器的第一信号输入端和第一信号输出端，第二扁平线圈40的两端从第二开口引出形成端电极且构成共模电感器的第二信号输入端和第二信号输出端，即同一线圈的两个引线端从同一开口引出，其中，第一扁平线圈30和第二扁平线圈40均为单层线圈且圈数相等，采用单层绕制，线圈分布均匀、整齐且对称，阻抗平衡性精度高，漏感小，同时，匝间分布电容小，提高了电容兼容效果。
41.同时，采用扁平线圈，线圈的横截面接大，散热效果，单位电流密度大，可降低共模电感器的直流电阻和提高共模电感器的额定电流，满足共模电感器低直流电阻、大额定电流的应用要求。
42.通过采用扁平线圈，充分利用e型磁芯10的内部空间，相对于环形共模电感器，在相同的电感量、额定电流条件下，体积更小，同时，共模电感器直接采用线圈引出线形成端电极，实现了共模电感器的表面贴装，减少了二次焊接对共模电感器可靠性的影响。
43.磁芯材料可根据需求对应选择，在一个实施例中，e型磁芯10和i型磁芯20均为锰锌铁氧体磁芯。
44.第一扁平线圈30和第二扁平线圈40的材料同样可根据需求进行选择，在一个实施
例中，第一扁平线圈30和第二扁平线圈40为漆包铜扁线，根据共模电感器的电感量选择合适厚度的漆包铜扁线，充分利用磁芯内部空间，同时，漆包扁线的横截面积大，散热效果好，单位电流密度可以达到漆包铜圆线的1.5～2.0倍，可大幅度降低电感器的直流电阻和提高电感器的额定电流，同时相对于环形共模电感器，在相同的电感量、额定电流条件下，体积下降至少40％。
45.其中，第一扁平线圈30和第二扁平线圈40从开口引出，可延伸至i型磁芯20的背面，或者沿i型磁芯20设置的方向向外延伸，具体不做限制，在一个实施例中，为了减小共模电感器的体积和提高共模电感器的贴装便捷性，第一扁平线圈30和第二扁平线圈40从开口引出并延伸至i型磁芯20的背面，如图1和图4所示，即i型磁芯20包括朝向e型磁芯10的第一侧面和背向e型磁芯10的第二侧面，第一扁平线圈30的两端从第一开口引出弯折至i型磁芯20的第二侧面上形成端电极且构成共模电感器的第一信号输入端和第一信号输出端，第二扁平线圈40的两端从第二开口引出弯折至i型磁芯20的第二侧面上形成端电极且构成共模电感器的第二信号输入端和第二信号输出端。
46.通过将端电极设置在i型磁芯20的第二侧面即背面，共模电感器体积减小，且端电极不易与外物直接接触，从而提高共模电感器的稳定性，避免出现磕碰、挤压导致端电极断裂的危险，同时，方便共模电感器与电路板的表面贴装。
47.其中，为了避免磁芯饱和，第一扁平线圈30和第二扁平线圈40的绕制方向相反。
48.同时，第一扁平线圈30的两端可互为输入端和输出端，第二扁平线圈40的两端可互为输入端和输出端，即如图1和图2所示，在一可选实施例中，第一扁平线圈30包括第一引线端31和第二引线端32；
49.第二扁平线圈40包括第三引线端41和第四引线端42；
50.第一扁平线圈30靠近i型磁芯20设置，第二扁平线圈40远离i型磁芯20设置；
51.第一引线端31和第三引线端41构成共模电感器的第一信号输入端和第二信号输入端，第二引线端32和第四引线端42构成共模电感器的第一信号输出端和第二信号输出端；
52.或者第一引线端31和第三引线端41构成共模电感器的第一信号输出端和第二信号输出端，第二引线端32和第四引线端42构成共模电感器的第一信号输入端和第二信号输入端，即形成图3所示的共模电感器的等效电路结构，共模电感器形成双向输入输出结构，输入的共模电流可从第一引线端31和第三引线端41输入或者输出，并从第二引线端32和第四引线端42输出或者输入。
53.同时，为了方便表面贴装同时适配第一扁平线圈30和第二扁平线圈40的结构，如图4所示，在一个实施例中，第一引线端31与第三引线端41齐平对称设置于i型磁芯20的第二侧面上，第二引线端32和第四引线端42齐平对称设置于i型磁芯20的第二侧面上。
54.进一步地，为了提高引线端的稳定性，在一个实施例中，i型磁芯20的第二侧面设有四个固定槽60，第一扁平线圈30的两端和第二扁平线圈40的两端分别部分嵌于四个固定槽60中，引线端的表面用于与电路板贴装，同时，部分嵌设于固定槽60中，提高稳定性。
55.i型磁芯20的平面尺寸可大于、等于或者小于e型磁芯10，具体根据需求对应设置，为了减少共模电感器的体积，在一可选实施例中，i型磁芯20沿腔体方向的尺寸与第一侧板11和第二侧板12沿腔体的方向的尺寸相等，如图5所示，i型磁芯20卡设于第一侧板11和第
二侧板12之间，即i型磁芯20沿腔体的反方向的尺寸与第一侧板11和第二侧板12的之间的距离相等，与连接部13平行设置。
56.或者，如图2所示，在另一可选实施例中，i型磁芯20沿腔体的反方向的尺寸与第一侧板11和第二侧板12边缘齐平设置，即沿腔体的反方向，第一侧板11的厚度、第二侧板12的厚度加上第一侧板11和第二侧板12之间的距离等于i型磁芯20的侧面的尺寸。
57.如图1所示，在一个实施例中，为了提高线圈之间的绝缘性，共模电感器还包括设置于第一扁平线圈30和第二扁平线圈40之间的第一绝缘垫片50，第一绝缘垫片50套设于圆形磁芯柱14上，通过绝缘垫片物理隔离，提高了第一扁平线圈30和第二扁平线圈40之间的绝缘性，两组线圈之间的介质耐电压可达到1000v以上，同时，通过控制第一绝缘垫片50的厚度，可保证第一扁平线圈30和第二扁平线圈40充分填充磁芯内部空间，起到机械固定的作用，提高了共模电感器的机械性能。
58.在另一个实施例中，共模电感器还包括第二绝缘垫片(图未示出)，第二绝缘垫片设置于圆形磁芯柱14和i型磁芯20之间，在圆形磁芯柱14与i型磁芯20之间垫有第二绝缘垫片，使得e型磁芯10与i型磁芯20之间形成气隙，气隙分布在圆形磁芯柱14、第一侧板11和第二侧板12下，提高了饱和电流，气隙分散后，降低了磁芯损耗。
59.以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。