專利名稱：線圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有一鐵心和在基層上作為導(dǎo)體線路設(shè)置的一些匝的線圈。
在100kHz以上頻率工作并用作電源部件的線圈或變壓器的電特性受到表層效應(yīng)的顯著影響。由于表層效應(yīng)表示電流僅在導(dǎo)體外層流動，取決于頻率，不能適當?shù)貙?dǎo)線或?qū)w線路制造得較厚來處理較高電源電平，因此，例如，必須用銅帶代替導(dǎo)線。然而，即使當銅帶用在常規(guī)型的線圈中時，該常規(guī)型線圈用在頻率為例如500kHz的開關(guān)型電源中，在工作期間它們的溫度高于100℃，它們的損失為幾瓦。采用其中帶有絕緣層的銅片是昂貴的，并且在500kHz同樣有60℃的急劇溫度上升。
應(yīng)用說明菲利普磁性產(chǎn)品，“平面電源變壓器的設(shè)計”公開了較高頻率的電源變壓器中板技術(shù)的作用。在這種情況下，將多個雙側(cè)板一個在另一個之一上地放置，每個板包含其內(nèi)端鍍通的多個匝，以將這些匝相互連接。這些板的中央具有一孔，鐵心穿過該孔，因此鐵心中有一閉合的電路。
本發(fā)明的目的是提供一種一開始所述類型的線圈，其尺寸小電耗低。
本發(fā)明的線圈包含基層，每個基層僅包含一匝，在這種情況下每匝的始端和末端在基層外緣上的一個或多個突起部上冒出，因此可通過這些突起部相互連接。該基層可以是一個簿板，一個通常用于RF技術(shù)的基片，或者一個塑料片，一個匝作為導(dǎo)體線路，尤其是作為銅導(dǎo)體線路通過蝕刻技術(shù)施加于其上。
基層上的匝可以一種簡單的方式導(dǎo)電地相互連接，例如，在一處理步驟中將其浸入低溫焊接槽中。為此，突起部上的一個匝的始端和末端具有不同長度，多個基層以這樣的方式一個放置在另一個的頂部上，即相鄰基層的始端和末端相互重疊。在相連接后，這些匝全部串聯(lián)連接。例如，E/I-,U/U-,R/M-或者E/E-鐵氧體鐵心適于用于鐵心?；鶎涌稍O(shè)置在這些鐵心中而無需任何線圈架。這種鐵心通常具有一個或者兩個開口，基層的突起部設(shè)置于其中。如果一個接著一個放置的突起部占居一個開口的位置，則能夠采用縮短的匝，并將一突起部在邊緣移過90°，以返回第二開口或第一開口的始端。
該線圈尤其適合應(yīng)用于開關(guān)型電源的諧振電路中的頻率決確部件，該開關(guān)型電源采用諧振變換器原理和以100kHz以上的頻率工作。然而在例如電信中的其他應(yīng)用同樣是可能的。
下面參照附圖通過舉例更詳細地說明本發(fā)明，附圖中

圖1示出具有一匝的一個基層，圖2示出一個位于另一個之上并相連接的三個基層，以及圖3示出帶有一E/I鐵心和基層的線圈。
在圖1中，帶有始端3和末端4的匝2設(shè)置在基層1上，作為一繞組。始端3和末端4位于在基層外緣上的突起部10上。基層1是例如一個簿板，一個基片或一個塑料片，例如，利用銅蝕刻技術(shù)將匝2作為一導(dǎo)體線路施加到其上。在該示范性實施例中，基層1是園的并包含一中孔供鐵心穿過，盡管其他實施例同樣是可能的。導(dǎo)體線路2是環(huán)形的并包含在始端3與末端4之間的一個窄槽9，通過該窄槽始端3和末端4相互隔離。突起部10的短端例如為2.5mm長，長端為例如4.5mm長。
始端3與基層1的相關(guān)突起部10略短于末端4，因此基層以這樣的方式一個在另一個頂上地，放置即一個匝的一端與下一匝的始端重疊。為此，如圖2所示，基層之間的稍微旋轉(zhuǎn)是必要的。圖2中示出了三個基層，在這種情況下，一始端與一末端分別重疊，且相互被焊接。
僅能看見底部基層的始端3。下一基層的始端4位于該基層的末端之上，其自身的末端與第三基層的始端5重疊。這種布局使這些匝能夠在一道工藝中相互連接，例如通過浸入焊接槽中，從而使所有匝串聯(lián)連接，以產(chǎn)生具有始端3和末端6的線圈。但是，其他連接技術(shù)同樣是可能的。
由于基層1僅在一側(cè)上具有電子導(dǎo)體，匝2通過基層相互充分隔離，所以不需要任何其他絕緣材料。因此，例如，相應(yīng)于20匝的20個基層可按適當尺寸直接地設(shè)置在一個鐵心中。不需要線圈架。
導(dǎo)體線路具有例如35um厚并在100kHz以上的頻率上具有低電阻。例如20匝70uH的線圈在500kHz的頻率下僅具有0.6歐姆的電阻，其僅導(dǎo)致30℃的相對溫度上升?；鶎?的厚度在這種情況下為0.1mm。
圖3示出了一線圈的平面視圖，該線圈帝有鐵心20和在鐵心中設(shè)置的基層21上的一些匝。僅基層21的突起部22是看得見的在該突起部22上，下一匝的相應(yīng)末端和始端進行相互連接。該線圈通過連接件(接頭)23,24連接到電路。通過旋轉(zhuǎn)或移動突起部，在該示范性實施例中是旋轉(zhuǎn)約90°，也可利用E/I鐵心中的第二開口25實現(xiàn)連接。另一方面，第二級也可安裝在突起部22之上。在這樣一類情況下，例如，僅將四分之一，一半或四分之三的匝而不是整個匝設(shè)置在該基層上。該基層則包含例如一個從開口26中伸出的突起部，及一個從開口25中伸出帶有匝的相應(yīng)始端或末端的突起部。
在一個示范性實施例中，該線圈包含例如20匝并用一RM12鐵心獲得70uH。導(dǎo)體線路盡可能完全地利用基層的寬度，以便盡可能低地保持射頻電阻。在該示范性實施例中，對于該線圈它僅為0.6歐姆。由于該線圈被設(shè)計為帝有空隙的存儲線圈，以存儲能量，所以它仍易經(jīng)受渦流帶來的損失。如果采用一E/I鐵心，通過用一隔離件將基層設(shè)置在鐵心20中空隙的另一側(cè)并離它們盡可能地遠可降低該損失。
也可采用一些匝的并聯(lián)電路例如可串聯(lián)連接兩個10匝的組，然后可將這些串聯(lián)電路并聯(lián)連接，由此以較低電阻有效產(chǎn)生10匝。
該線圈的其他優(yōu)點是不需要線圈架，并避免采用生態(tài)學上不希望的浸漬銅線。軋制銅可直接施加到塑料片上。因此利用這種平面技術(shù)的回收能力是毫無疑問的。一旦該線圈已切斷，則可從磁性上分出鐵氧體鐵心，而從電氣上分出銅。所剩下的僅是塑料片，其是可再利用的，這取決于所用材料。與此相反，用帶(braid)纏繞的線圈僅可以在廢物堆中處置。
已參照圖1-3描述的線圈尤其作為一種較高電源級的存儲線圈加以設(shè)計。相應(yīng)應(yīng)用的其他實施例對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。特別是，根據(jù)本配置，基層1、導(dǎo)體線路2和突起部10的幾何形狀可視需要用幾何學進行設(shè)計。
權(quán)利要求
1．一種具有一鐵心和在基層上作為導(dǎo)體線路設(shè)置的一些匝的線圈，其特征在于多個基層(1)最多僅包含一匝(2)，其始端(3)和末端(4)各自在基層(1)外緣上的一個或多個突起部(10)上冒出，以及多個基層(1)通過突起部(10)相互連接。
2．如權(quán)利要求1所述的線圈，其特征在于基層(1)是一板、一基片或一塑料片，所述匝作為導(dǎo)體線路(2)施加于其上。
3．如權(quán)利要求1或2所述的線圈，其特征在于相鄰基層的匝(2)的始端和末端(4,5)最好通過焊接各自相互串聯(lián)地作導(dǎo)電連接。
4．如權(quán)利要求3所述的線圈，其特征在于突起部(10)上的匝(2)的始端(3)和末端(4)具有不同長度，多個基層(1)以一端與下一匝(4,5)的始端重疊的方式一個放置在另一個的頂上。
5．如前述任一權(quán)利要求所述的線圈，其特征在于鐵心是E/I-,U/U-,R/M-或者E/E-鐵氧體鐵心，它卡住基層(1)。
6．如權(quán)利要求5所述的線圈，其特征在于該線圈具有空隙，以及基層(1)由空隙隔開。
7．如權(quán)利要求6所述的線圈，其特征在于以這樣的方式將相鄰基層(1)相互扭絞，以使相鄰基層(1)的匝的始端和末端在每種情況下重疊。
8．如權(quán)利要求7所述的線圈，其特征在于根據(jù)鐵心中的開口，基層(1)的匝(2)的始端(3)相對于相鄰基層的末端旋轉(zhuǎn)約90°，因此可使用鐵氧體鐵心的第二開放區(qū)域。
9．如前述任一權(quán)利要求所述的線圈，其特征在于為頻率高于100kHz的開關(guān)型電流設(shè)計基層(1)和匝(2)。
全文摘要
一種具有一鐵心和在基層上作為導(dǎo)體線路設(shè)置的一些匝的線圈。每基層(1)僅包含一匝(2),其始端(3)和末端(4)各自在基層外緣上的一個或多個突起部(10)上冒出。因此,該突起部伸出一鐵心、例如一E/I鐵心中的開口,在該鐵心上基層的匝相互之間相連接且與接頭相連接。采用適當?shù)某叽邕x擇,可將表層效應(yīng)產(chǎn)生的損失及渦流損失保持為非常低。
文檔編號H01F27/255GK1233844SQ9910519
公開日1999年11月3日 申請日期1999年4月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月27日
發(fā)明者馬庫斯·雷姆, 托馬斯·里斯勒, 喬斯－伊格納西歐·羅德里格斯－杜蘭 申請人:德國湯姆遜-布朗特公司