[发明专利]变压器/电感器的改进

说明书

技术领域

本发明涉及制造变压器/电感器的方法，也涉及按照此方法制造的变压器/电感器。通过大电流和小电流的变压器/电感器在电工技术中都得到广泛的应用。

技术背景

变压器被用来把交流从一个电压电平转变到另一个电压电平。变压器通常包括两个互相绝缘的线圈，它们都装在一个公共的封闭金属片芯上，例如，所谓的变压器片上。流过一个线圈的交变电流靠感应而在另一个线圈上产生相同频率的交流电压，且只有很小的损耗。各线圈两端电压之间的比值基本上等于线圈的绕组圈数之间的比值。大变压器常常被浸在油中以减少击穿绝缘的危险并能冷却线圈绕组。电感器常被用作为发电机或阻挡元件(扼流圈)。变压器芯子可由一些适合的磁性材料组成，或者变压器也可以没有芯子而只包括线圈，这取决于所涉及的频率范围。此外，电感器还是谐振回路中的重要元件。

本发明的公开

变压器和电感器通常将磁性元件包括在功能性电路中。在磁性单元之间生成空气隙通常是通过对接或嵌接的方法，有时还和特定的空气隙相结合而得到。在具有闭合磁路的变压器/电感器的结构中可得到空气隙。藉助于把U-形磁性元件设置成一个在另一个的上面，在此位置上把这些元件固定在一起，并且使所述磁性元件互相面向对方，这样就得到了闭合磁路以及所述重叠的磁性元件之间的空气隙，这些部件的表面积大于在磁路中互相接触的磁性元件的末端之间所呈现的相应的表面积。在磁性元件部件互相重叠放置的结构中，所述磁性元件之间的转移(transition)对机械公差缺陷的敏感性比起在端接或对接的元件的情况下小得多。

早期的变压器/电感器的问题在于当其装在印刷电路板上时其体积庞大。

再一个问题是难于得到一个具有可调耦合系数的变压器/电感器。

本发明的目的在于获得一个易于安装到印刷电路板上的变压器/电感器。

本发明的另一目的在于获得一个具有可调耦合系数的变压器/电感器。

该目的是通过具有两个U-形磁性元件的变压器/电感器来实现的。该磁性元件是从印刷电路板两侧装在印刷电路板上的。U-形磁性元件的芯柱插在印刷电路板的孔中，其一个芯柱设在另一芯柱上。通过使用在一个磁性元件之一上具有两个隔开的线圈和在线圈间的至少一个磁性元件上的突起的变压器/电感器，使耦合系数可调。

本发明的变压器/电感器适用于在自动生产线上生产，特别是，在组装磁性元件之前制作开放式绕组，因而它并不昂贵且仍然保持其功能上的灵活性。同样地，本发明对上述问题的解决方法可应用的范围与所使用磁性材料无关，它们可以是铁氧体，叠钢片，或非晶态材料，或微晶状材料。

所说明的实例使生产成本比传统方法负担的费用降低30％。而且，本发明的变压器/电感器的开发和应用潜力由于其以低成本达到的灵活应用而显得相当大。例如，夹紧装置包括装在其一端的带孔端头，另一端可装有用于表面安装的垫片。夹紧装置也可用于对线圈绕组的自动连接。这能使同一个便宜的产品被用于不同的安装方式以及用于不同的印刷电路板或印刷电路板组件。按照本发明而构成的变压器和电感器(带有或不带有预磁化)的合适的使用范围包括线路应用、开关型电源，环状线圈代替品、EMC(电磁兼容)扼流圈等。本发明的变压器/电感器(特别是当使用互相隔开的线圈的情况时)可包括用于得到可调整的耦合系数的装置，而当用于其它用途时，则可以没有这样的装置。

附图简介

图1显示了按照本发明的带有一个线圈体的变压器在其组装前和组装后的情形。

图2显示了按照本发明的带有两个线圈体的变压器在其组装前和组装后的情形。

图3以垂直位置和水平位置显示图1所示的变压器。

图4显示了装在印刷电路板组件上的本发明的变压器的另一个实施例。

实现本发明的最好方式

图1显示了本发明的变压器的结构。参考数字1表示U-形且带角的磁性元件，而参考数字2表示带有可包括一个或多个绕组的线圈3的类似的U-形磁性元件。参考数字4表示磁性元件的芯柱以及磁性元件1上的重叠面。在组装变压器时，磁性元件1和2放成互相相对的方向，所述元件的芯柱互相重叠。磁性元件1和2藉粘结材料而紧固在一起，或者藉夹紧装置5而固定在一起，该夹紧装置可任选地通过绝缘材料6而与磁性元件分隔开。夹紧装置5可以配有孔安装的引脚和/或表面安装的小片8。磁性元件可以由铁氧体、磁性塑料、结晶性钢片、非晶态金属或微结晶性金属等制成。