专利名称:电子控制的线圈组件的制作方法
本发明一般地说是关于电气和电子学各种应用中的线圈，更特殊地说是关于其中若干个单独绕组的供电能被电子控制的一种线圈组件。
线圈或电感器在电气和电子学应用中得到极其广泛的使用，例如用于调谐电路、变压器和其它需用稳定或运动磁场的一些装置。典型情况下，这些线圈的组成是用连续的长的导电线或其它合适的材料绕在一个芯子或其它适当的架子上。有些线圈还有几个抽头或把一个或多个绕组两端接出来的接头，以便允许对线圈的不同部分有选择地加电或接入到一个电路中。还有些线圈具有可调整的调谐芯子或可调整的抽头以提供不同的电感器。这些线圈相当笨重和不灵活，对于某些应用并不乐意适用。
一般地说，本发明的目的是为电气和电子学的许多应用提供一种新颖和改进的线圈组件。
本发明另一个目的是提供一种有以上特征的线圈组件，其中若干个单独绕组的供电可被电子控制的，以便提供不同的电感、不同的圈数比、以及/或者加电的次序。
本发明再有一个目的是提供一种有以上特征的线圈组件，它们可以用于例如调谐电路、变压器和需要或利用运动磁场的一些装置的许多不同应用中。
本发明再有一个目的是提供一种能以超小型化形式构成的有以上特征的线圈组件。
按照由本发明提供的电子控制的线圈组件，以上这些和其它的目的都能达到，本发明的线圈组件是由一块基板组成，基板上有第一和第二根导电总线与电源相联，基板上还有若干根在总线之间电气上并联的导体，形成一个线圈的几个绕组。载在基板上的各个控制元件在电气上分别与各个绕组串联，以便有选择地控制对导体的供电。在一种具体设备中，这种线圈组件能以超小型化形式在半导体基板上构成，在另一种具体设备中，这种线圈组件可在电路板上构成。
图1是根据本发明的一个电子控制线圈组件具体设备的电路图。
图2是体现本发明的线圈组件的一种具体设备的立体示意图。
图3是体现本发明的线圈组件的第二种具体设备的立体示意图。
图4是体现本发明的线圈组件的一个变压器具体设备的分解立体示意图。
正如图1所表明的那样，线圈组件含有一对导电总线11和12，它们与电源(V，V)联接。若干根电导体14在两总线之间电气上并联，形成一个线圈的若干个绕组，电子控制元件16与这些单独的导体在电气上串联，用来控制对它们的供电。在图示的具体设备中，控制元件由场效应半导体元件组成，控制信号加在场效应半导体元件的控制门上。然而应该理解到，如果需要，亦能采用任何其它合适的控制元件。这些形成线圈绕组的导体都紧密相间平行地排列在一块基板上(图1中未画出)，例如排列在一块印刷电路板或半导体基板上。采用平面基板时，线圈组件加电后所产生的磁场分量，在绕组平面的垂直方向上互相抵销，而在平行于这平面的方向上互相增强，一般情况下，结果形成与绕组相平行的平面磁场。
线圈绕组供电或接入电路的数目和方式是由一些信号来控制的，这些信号通过控制线17加到控制元件16的控制输入端。由于采用了适当的控制信号，这些控制元件就能使绕组断开或导通，而导通又可按单独或按任何需要的分组或分几组以及按任何所需次序的方式进行。
在图2的具体设备中，基板通常由具有上表面22的半导体材料基体21所组成。总线25、26排列在这表面上，用来与电源联接，若干根导体28相间平行地伸展在两条总线之间，形成一个线圈的若干个绕组。像场效应半导体元件的控制元件31就与线圈绕组在电气上串联，用来控制它们的供电，控制信号经过控制线32加到控制元件上。在这个具体设备中，控制元件31是用通常的工艺在半导体基体上形成，而控制线32，总线25、26及导体27都由半导体基体表面上的金属复盖层组成，控制线应放在下面且与线圈绕组相绝缘。这个具体设备可以做成超小型形式，并且装在一个通常装集成电路的封装内。
图3表示了本发明的一种具体设备，它特别适合于线性感应马达、扬声器线圈、电子枪和其它需要运动磁场的各种应用。这个具体设备包括一块基板36，它由可弯曲的、通常是长方形的印刷电路板组成，电导体总线37、38延伸在电路板两个边缘附近的侧方向上，用来与电源联接。若干条电导体39则在电路板上沿纵向相隔平行地排列在两条总线之间，形成线圈的若干个绕组，控制元件41在电路板的一端与各导体电气上串联，用来控制绕组的供电。控制线42在电路板上侧向延伸，并且把控制信号带给控制元件。在这个具体设备中，总线37、38，导体39和控制线42都由可弯曲基板上的一层导电金属箔组成。
电路板36循轴43卷成螺旋形，这根轴通常垂直于导体39的长度方向，使这些导体围绕住这根轴。控制元件41布置在卷绕结构的外面一端。在这个具体设备中，线圈组件产生的磁场是沿轴43的方向，像通常的螺旋线圈一样，但各个单独绕组可以有选择地供电，以便产生一个沿着这根轴以任意所需方式运动的磁场。例如在电子枪中，线圈绕组可以从电路板的一边到另一边依次地供电，这样就提供了一个沿轴行进的磁场。
如同在幻象线中表明的那样，一个磁性极化后的铁芯46可以放到卷绕线圈组件内，用来得到响应线圈绕组中供电方式的沿轴43的运动。这个铁芯的位置和运动方式都决定于线圈绕组中供电的方式，即决定于加在控制元件上的控制信号。虽然这是图例的说明，但铁芯46可以是一台线性感应马达的铁芯或一个扬声器的磁铁，一个螺旋线圈的铁芯或任何其它适当部件的运动部分。
图4说明采用这里描述过的线圈组件47，再加上一对次级绕组48、49可组成一个变压器。在这个具体设备中，线圈组件47安装在通常是矩形的平面基板51上面，总线52、53的位置在基板上的相对两边，用来与电源联接。若干个电导体54以相间平行方式排列在两条总线之间，控制元件56与这些导体电气上串联，用来控制它们的供电。控制信号由控制线57加到控制元件上，线圈组件47就作为这个变压器的初级绕组。
次级绕组48安装在通常是矩形的平面基板59上，这块基板与基板51在空间上是隔开的，但一般是平行于基板51。输出总线或导体61、62伸展在基板的相对两边，若干条电导体62电气上并联在输出线之间，形成次级绕组。这些导体都相间平行排列，次级绕组的方向要使导体62与导体54平行，并且次级绕组要处在导体54加电后产生的磁场内。
次级绕组49通常与绕组48相似，它包括一块基板64，输出导体66、67以及形成次级绕组的导体68。此外，绕组49包括一些整流元件或二极管69，电气上与导体68串联，凭这些二极管，绕组中感应出来的电流被整流，提供出直流的输出电流。
在图4的变压器中，初级和次级绕组组件都可方便地做成印刷电路板形式，其中的导体和总线都是电路板上的导电箔。另一种方法是，这种变压器可在单块电路板上组成，把一个或多个次级绕组放在电路板的背面，正面放初级绕组。可以选择相应各绕组中的导体数目，来得出所需的圈数比，如果控制被供电的初级绕组的数目，还能进一步调整输出电压。
从以上可以清楚看出，这里提供了一种新颖和改进了的电子控制线圈组件。然而这里只描述了目前介绍的几种具体设备，对那些熟悉工艺的人将会清楚，对此还可以做不离开由以下权项所定义的本发明范围的一些修改和变化。
权利要求
1、一种电子控制的线圈组件，它包括一块基板，基板上载有第一和第二个导电总线用来联接电源，载在基板上的若干个电导体在总线之间电气上并联以形成一个线圈的若干个绕组，还有若干个控制元件载在基板上，电气上分别与一个个导体串联，用来有选择地控制对所说的导体供电。
2、权项1中的线圈组件，其中控制手段是一种与组成线圈绕组的各导体相串联的电子开关元件。
3、权项1中的线圈组件，其中基板是一块电路板，总线和导体都由电路板表面上的导电箔按一定模式形成。
4、权项1中的线圈组件，其中基板是半导体材料的一块基体，基体上的总线、线圈绕组和控制元件都按超小型形式形成。
5、权项1中的线圈组件，其中基板是可弯曲的。
6、权项1中的线圈组件，其中电导体在基板上一般排成平行的关系，且基板循一根一般垂直于导体长度的轴卷绕。
7、权项1中的线圈组件，加一个与电导体有电感耦合的附加绕组，用来形成一个变压器。
8、权项7中的线圈组件，其中的附加绕组包括一般与原先叫第一块基板平行的第二块基板、第二块基板上第一和第二个输出导体以及若干个在输出导体之间电气上并联的电导体。
9、权项8中的线圈组件，包括第二块基板上有与电导体电气上串联的若干个整流元件。
10、权项1中的线圈组件，包括在电导体附近放一块衔铁，用来产生能与所说导体的供电相响应的运动。
11、权项10中的线圈组件，其中这块衔铁可以沿着一般与这些导体相垂直的一根轴活动，并且基板循这根轴卷绕，基板上的导体亦环绕这根轴。
12、由一块基板、若干个载在基板上的电导体且电气上并联成一个线圈的绕组，以及若干个电气上与各个导体相串联的控制元件所组成的，用来有选择地对所说导体控制供电的一种电子控制的线圈组件。
13、权项12中的线圈组件，其中电导体在基板上一般地排列成平行关系，且基板循一根一般垂直于导体长度的轴卷绕。
14、权项12中的线圈组件，包括一个与电导体有电感耦合的附加绕组，用来形成一个变压器。
15、权项12中的线圈组件，包括在电导体附近放一块衔铁，用来产生能与所说导体的供电相响应的运动。
16、权项15中的线圈组件，其中这块衔铁可以沿着一般与这些导体相垂直的一根轴活动，并且基板循这根轴卷绕，基板上的导体亦环绕这根轴。
17、组合在一起循一根轴卷绕的一块基板，载在这基板上可以单独供电且环绕这根轴形成一个线圈的若干个绕组的若干根导体，放在卷绕基板内能响应绕组供电而沿轴运动的一块衔铁，以及有选择地对绕组中单独导体加电来控制衔铁沿轴位置的一些方法。
专利摘要
本发明是一种电子控制的线圈组件，用于诸如调谐电路、变压器和需要或利用运动磁场的一些装置的电气和电子学的各种应用中。这种线圈组件包括若干个载在基板上的电导体，并带有电子控制元件，用来控制一些绕组，使它们供电或接入到一个电路内。这里披露了用印刷电路和超小型形式构成的线圈组件的几个具体设备。
文档编号H01F5/00GK85101564SQ85101564
公开日1986年10月29日 申请日期1985年4月1日
发明者托马斯·汉森 申请人:托马斯·汉森导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan