專利名稱：包含具有側壁和中央芯部分的磁芯的變壓器或電感器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種呈具有兩部分磁芯的變壓器或電感器狀態的電子器件；且本發明涉及這種器件的截面幾何形狀和最終的磁芯部分形狀。
背景技術：
對于用作變壓器和電感器的電子器件一般包括插入到線圈架中的磁芯，圍繞該線圈架纏繞一個或多個線圈。當用作電源、數據或無線電通訊應用時，將這種器件與其它電子元件一起安裝到印刷電路板(PCB)上。由于在印刷電路板上出現了大量元件，因此最小化電子器件所占用的空間數量就很重要。然而，電子器件保持最大量的數據或額定功率所需的一定性能水平也很重要。用于降低器件占用的區域的傳統方法是使用較小的傳統部件。然而，這會在漏電感、DC電阻和總的諧波畸變方面帶來不利。
定位如在美國專利No.6,483,412(Holdahl et al.)中公開的傳統變壓器，以使得具有曲線邊緣的常規矩形形狀的芯垂直于PCB，從而最小化在印刷電路板上使用的空間數量。典型地通過自引線端子或管腳的方式表面貼裝到PCB上，端子或管腳從形成線圈架的結構延伸，端子或管腳與PCB的電路軌跡或焊盤對準并接合。
此前本領域工作者假定在屏蔽的芯幾何形狀中，外圍的側壁和背部平面必須向下延伸相同的距離。另外，假定磁芯結構的中央芯部分應當提供有對稱的截面形狀。“對稱的”意思是，可通過平行于器件安裝平面并通過中央芯部分的重心也就是質心的平面將中央芯部分分割為相似的兩等份。例如，美國專利No.4,760,366(三井)說明了具有包括套筒端部和平坦的矩形中心區域的中央芯部分的鐵氧體磁芯，提供合成的芯結構和相對寬的電子器件，由此非常浪費寶貴的PCB空間。共同指定的美國專利No.6,483,412(Holdahl et al)、美國專利No.6,501,362(Hoffman et al.)和美國專利No.6,696,913(Meuche et al.)試圖通過將中央的芯區域定向為相對于PCB安裝平面垂直來降低電子器件的PCB覆蓋面積。在這些現有例子中，外圍側壁和背部表面向安裝表面或平面向下延伸相同的距離。這些現有技術電子器件的另一限制在于，中央的芯區域對稱于平行于PCB安裝平面并經過每個中央的芯區域的中心的平面。當這些方法適用于適用的電子器件時，向長形的或扁平的對稱中央芯區域的垂線的重定位就必須擴展至PCB表面上方的器件的合成高度，產生了關于相鄰的PCB板間隔和表面安裝設置的機械完整性的問題。
對于具有降低的覆蓋面積和降低在PCB上方的安裝高度的電子器件，仍舊保留著至今未解決的需要。
發明內容
本發明的一般目的是提供一種具有兩部分磁芯的變壓器或電感器形式的電子器件，其中外圍的側壁較后壁向下延伸很短的距離，從而以克服現有技術中的限制和缺點的方式降低獲得的器件的覆蓋面積，同時提高了器件的電性能。
本發明的另一個一般目的是提供一種具有兩部分磁芯的變壓器或電感器形式的電子器件，其中中央芯部分是不對稱的，從而以克服現有技術中的限制和缺點的方式降低獲得的器件在安裝平面上方的高度。
本發明的另一目的是提供一種磁芯部分的中央芯部分，磁芯部分具有例如相對于器件安裝平面為不對稱的截面柔和“D”形狀。
本發明的另一目的是提供一種磁芯部分的芯外圍部分，磁芯部分具有小型的相關的側壁，以優化由包括磁芯部分的變壓器或電感器所占用的容積，從而優化在PCB安裝表面上器件的覆蓋面積。
根據本發明的原理和各方面，提供一種電子器件以在限定了安裝平面或表面的PCB上進行安裝。該器件包括多部分磁芯結構和包括在多部分磁芯結構內部的至少一個線圈。多部分磁芯結構包括第一和第二半塊磁芯。每個芯半體具有后壁和從后壁延伸的外套筒。后壁和小型的側壁由第一磁性材料形成。小型的外圍包括相對于后壁的相關長度縮短了的相關的側壁。小型的外圍還限定補償不對稱的中央芯的面對表面的內表面，以使用于容納一個線圈或多個線圈的內部容積實質上均勻。
在一個優選實施例中，每個芯半體還包括從后壁以與沿著平行于安裝平面的縱軸的外套筒相同的方向延伸且包括中央芯元件質心的不對稱中央芯元件。在另一個優選實施例中，將不對稱中央芯元件形成為與半塊磁芯分離的第三個元件，且具有在器件的組件上的半塊磁芯側壁之間延伸的尺寸。中央芯元件相對于平行于安裝平面且包括縱軸的分割平面不對稱，以使中央芯元件的較大部分位于鄰接于安裝平面的分割平面的一側，而不是在分割平面的相反側。在一個優選形式中，不對稱中央芯元件具有類似于一側閉合的字母“D”或“橫臥D”形狀的截面形狀。很清楚，其他的不對稱形式和形狀屬于本發明的范圍和預期。由第二磁性材料形成不對稱的中央芯元件，第二磁性材料可與第一磁性材料相同或不同。
在一個優選實施例中，至少一個線圈纏繞在非磁性的線圈架上，介電材料定義為具有不對稱截面的中央腔管以匹配并容納兩個中央芯元件。通過提供小型的側壁最大化通過線圈傳遞到磁芯中的能量，從而能使繞線線圈延伸到芯的外部界限，而不影響器件的最大外部尺寸。線圈架典型包括外部凸緣和具有面對安裝平面的底部表面的安裝突起。接線臺或導線從底部表面延伸。至少一個線圈的終端纏繞在接線臺四周，并能使器件表面貼裝到對準的PCB的導電軌跡。
在另一優選實施例中，至少一個線圈形成為不用線圈架的線圈預成形，以使其定義為具有不對稱截面的中央腔管以匹配并容納兩個中央芯元件。在該實施例中，定位線圈的終端以提供與PCB接觸的端子。
提供一種適合的閉合機構以在不對稱的中央芯元件周圍一起夾住兩個半塊磁芯，從而支撐并保持至少一個線圈，其中閉合機構例如是夾具、捆軋帶、絕緣膠帶、封裝材料或粘合劑或膠水，如果不對稱的芯元件與半塊磁芯分離，且如果存在線圈架，則不對稱的芯元件位于兩個半塊磁芯之間。
可選地，由于合成的緊密度，所以多個器件可包括在單個的單一結構中，從而最小化PCB空間、裝配時間和元件封裝材料。
可選地，以可選的安裝設置安裝到PCB上的各種電子器件可利用具有中央芯元件的芯結構，中央芯元件相對于與PCB安裝平面垂直的分割平面不對稱。
在考慮了結合附圖闡述的優選實施例的詳細描述之上，將更加全面地理解和評述本發明的這些和其他的目的、優點、方面和特征。
本發明通過附圖進行說明，其中圖1是根據本發明原理安裝和連接到PCB基板的器件的等距組件圖。
圖2是根據本發明的原理兩部分磁芯元件的一部份的等距正面視圖。
圖3是圖1中示出的器件的兩部分磁芯的一部份的等距后視圖。
圖4是圖3中示出的一部份面視圖的側視圖的概略圖，其中在虛線輪廓中示出了繞線圈以說明在小型外圍襯面之間的均勻內部體積和不對稱的中央芯元件。
圖5是圖1中器件的線圈架元件的等距圖。
圖6是圖5中線圈架元件的側視圖。
圖7是圖5中線圈架的端視圖。
圖8是圖5中線圈架的底視圖。
圖9是根據本發明的原理，可代替圖1器件內部的圖5線圈架形成且使用的線圈形態的等距圖。
圖10是根據本發明的原理，具有小型外圍元件和有適合中央芯元件后壁之間的內部空間大小的分立不對稱中央芯元件的兩個半塊磁芯的分解圖。
圖11是含有本發明的多個器件的整體結構的底部等距圖，多個器件通過使用通孔端子設置在適合于自動化裝配的封裝中。
具體實施例方式
如果存在至少一個線圈，則根據本發明的電子器件形成一個電感器，如果存在至少兩個互相耦合的線圈，則根據本發明的電子器件形成一個變壓器。在本說明書中，詞“器件”包括電感器和變壓器。
圖1示出了結合本發明原理的器件10的組裝圖。器件10具有至少兩個相互耦合的線圈，且因此起變壓器的作用。如圖1中所示，也就是通過回流焊工藝，將器件10直接表面貼裝到PCB14的對準軌跡12，從而將線圈終端與包括PCB14的電子電路的相關電路(未示出)相連接，從而機械地將器件10固定到PCB14上，。可選地，器件10可提供有能使器件通孔安裝到PCB的相關管腳。
器件10包括第一芯半體16和第二芯半體26。在該實施例中，第一和第二半塊磁芯16和26位于線圈架30周圍。金屬夾具32具有多個相對的彈簧指形組34、36。指形組34包括嚙合芯半體26的對準凹部18的定位槽，和指形組36包括嚙合芯半體16的對準凹部18的定位槽。在圖3的芯半體后視圖中示出了凹部18。第一芯半體16具有與第二芯半體26相同的面幾何形狀，但是可具有不同于第二芯半體26的橫向長度。然而，為了便于裝配并使制造成本最低，最優選第一芯半體16和第二芯半體26實質上相同。結果，這里只詳細描述第一芯半體16，可以理解其描述同樣可應用于第二芯半體26。
在圖1的組裝圖中示出的線圈架30包括一對底座或支柱78。每個支柱78可提供有與每個芯半體的后壁邊緣的彎曲輪廓相匹配的彎曲頂表面。在圖1、3和4中表示的芯半體例子中，后壁50具有兩個彎曲的拐角51，其相鄰地對接于線圈架支柱78的彎曲的表面79。在圖2的例子中，形成后壁53而沒有彎曲的拐角51，且用于后壁53的線圈架可具有平坦的支柱，而不是圖1中示出的拐角彎曲的支柱78。
根據本發明的原理，在圖2至4中更詳細示出的第一芯半體16包括由頂壁48連接的小型的第一和第二側壁44、46形成的外套筒42。“小型的”意思是套筒42的第一和第二側壁44、46從頂壁48縮短至相關距離SH，且不延伸至芯半體16、26的底部或在其底部附近超過距離BH。小型的套筒42還限定了內表面43，其是不對稱的中央芯元件60的襯面63的補償，以使得用于收納一個或多個線圈的內部體積V沿著內表面43的擴展實質上是均勻的。在圖4中的仿真輪廓中示出了單個線圈15，以說明由表面43和表面63提供的均勻內部體積V。因此該設置最大化了由通過兩個芯半體16、26形成的合成屏蔽封閉的實質上均勻的體積，可以利用兩個芯半體16、26來包含線圈繞組和不對稱的中央芯元件60。為了提供屏蔽并最小化電磁失真，表面輪廓與側壁44、46結合且頂壁48為彎曲的而并非方形。后壁50粘接于外套筒42或從外套筒42延伸以形成具有前面開放空間52的半封閉室。后壁50可具有圖1、3和4中示出的彎曲的下部拐角51，或其可具有如圖2中示出的實質上為直角的拐角。
第一和第二側壁44、46以及頂壁48的前面邊緣形成第一面54，其位于標記前面開放空間52的外部范圍的面平面。外套筒42和后壁50最優選形成為具有第一導磁率特性、以下稱為“第一磁性材料”的適合的磁性材料的集成結構。
中央芯元件60與后壁50集成地形成、粘接于后壁50或位于后壁50，且芯元件60從第一后壁50延伸。如果通過單個的成型工序制造第一外套筒42，后壁50和中央芯元件60，那么中央芯元件60就可集成地粘接于后壁50。反過來，中央芯元件60可通過任何適合的方式如通過粘接劑、由夾具或其他物品來保持在原位的直接物理接觸或通過使用中央芯元件和后壁50之間的固定架來粘接。
在一些應用和實施例中，中央芯元件可以不與后壁50直接粘接。如圖10中所示，本發明的可選實施例11包括兩個具有小型套筒42的面對的半塊磁芯17、27和具有跨過兩個半塊磁芯延伸的軸向長度的單個分立的不對稱中央芯元件61。中央芯元件61可具有與半塊磁芯17、27的相對后壁50接觸的尺寸，或者可在中央芯元件61的相對端面62和后壁50之間形成一個或兩個磁隙。在該可選設置中，中央芯元件61可安裝在線圈或線圈架內部，然后將其封閉在不具有中央芯元件的兩個半塊磁芯17、27內部。利用該方法就容易實現控制磁通飽和級的單個或多個磁隙。
根據本發明的原理，中央芯元件60、61的截面關于位于與PCB14平行的安裝平面PB且包括縱軸和中央芯元件的質心C的分割平面PD不對稱。在說明的設置中，中央芯元件60、61可沿著垂直于分割平面PD和安裝平面PB的第三平面PN分割成對稱的兩等份，但并不能沿著分割平面PD分割成對稱的兩等份。為了保持器件10希望的高度壓縮，中央芯元件沿著分割平面PD截取的水平尺寸與中央芯元件60、61沿著垂直面PN截取的垂直尺寸的比是1∶1，且最大為3.5∶1。
中央芯元件60、61的截面可采取很多的各種不對稱形狀和包括拋物線、擺線、三角形等的曲線。目前最優選的是如圖4中示出的彎曲邊緣柔和的D形狀，其中截面形狀的大弧位于分割平面PD和中央芯元件的質心C的上方，在分割平面PD和質心C下方保留其主要質量。
中央芯元件60粘接到后壁50的位置是本發明的重要方面。當安裝的時候，如圖1中所示，粘接中央芯元件60以使其經過質心C的縱軸垂直于后壁50，也平行于電路板14。如果中央芯元件61與外套筒42和后壁50隔離形成，則中央芯元件61通過適合的粘接劑被粘貼到或固定到后壁50，或可選地，元件61和后壁50(沿著外套筒42)可粘貼或固定到中間結構如線圈架30。
中央芯元件60、61包括具有預定導磁率特性的磁性材料，且其可以與包括單個或多個具有不同磁導率的磁芯材料的第一磁性材料或第二磁性材料相同，并且具有不同于第一磁性材料的磁導率。第一和第二磁性材料可以是純鐵或亞鐵(鐵)粉末。優選地，盡管不必要，第一和第二半塊磁芯16、26通過使用陶瓷形成工藝從純鐵材料形成為整體結構，陶瓷形成工藝包括壓制成型和高溫燒結。設計集成半塊磁芯16、26的暴露表面和輪廓以便易于從模子中移除模制品，與現有技術中公知的方法一樣。
可選的制造方法包括壓制成型和固化，或注模和固化。為了實現在達到通量飽和級之前還能夠處理大量電流的具有高初始電感的電子器件，包括外套筒42和后壁50的半封閉室可以由第一磁性材料制成，而芯元件60、61可由均質或復合的第二磁性材料制成。在其他的情況下，使用第一和第二磁性材料就能通過使用非常適合的材料實現具有希望的磁特性的電子器件，而不需要形成新的或未使用過的磁性材料。實踐的例子包括復合的芯和變感抗流圈。
后壁50和外套筒42的截面區域應保持為盡可能接近中央芯元件60、61的截面區域，且不應小于芯元件60、61的截面區域。例如圖4中示出的實施例中，后壁50的截面幾何形狀一般為矩形，而外套筒42的截面幾何形狀在外部具有三個平坦的壁44、46和48，且同心外形的內表面43在分割平面PD和垂直平面PN的交叉處實質上與縱軸同軸。外套筒42和后壁50通過最大化直接位于PCB14上的安裝平面PB上方的空間以提供如與空氣相比的高磁導路徑以便使含有器件10的一個(多個)線圈的磁通量盡可能有效，從而有助于低的電磁失真和相對高的中央芯元件60的屏蔽。中央芯元件60的外面壁62可位于包括外套筒42的面54的平面中，以使當如圖1中所示地將半塊磁芯16和26放置成表面面對關系時，面壁62與另一芯半體對面的相對面壁接觸。可選地，為了形成磁隙以改變器件10的磁飽和特性，面壁62可遠離外套筒面54的平面被插入預定距離，如本領域公知的方法。
第二芯半體26優選與第一芯半體16相同，且第二芯半體27優選與第一芯半體17相同，盡管對于一些應用來講，第二中央芯半體的縱軸長度尺寸可不同于第一芯半體的縱軸長度尺寸。
在圖1中和更具體地在圖5至8中示出了線圈架30。一般由熱固性介電聚合物材料的注模制成的線圈架30具有外部表面70且限定出套管中心開口或腔管72，其最優選具有與中央芯元件60、61相同的幾何形狀，且其具有度量以在滑動配合關系中容納中央芯元件的開口尺寸，以最小化纏繞在線圈架上的線圈和中央芯之間的氣隙，從而最小化纏繞在線圈架上的線圈和中央芯元件60、61之間的氣隙。線圈架30與第一和第二外圍凸緣74、76一起形成，或粘接于第一或第二外圍凸緣74、76。將一個線圈或多個線圈在沿著縱軸由外圍凸緣74、76之間的距離限定的容積內纏繞在線圈架上。
凸部78沿著第一和第二凸緣74、76的底部進行定位。這些凸部78包括以等距分隔的安裝導線或由導線布線通道82分開的安裝臺80，以使線圈架30外表面周圍的線圈獨立繞組分離和控制。安裝導線或臺80能使線圈的終端導線被端接，然后以自端接方式在示例性PCB14上直接被焊接或被粘接到軌跡焊盤12。當組裝器件時，導線安裝臺80可延伸出或不延伸出第一和第二芯半體的覆蓋范圍，因此能使器件10占用最低優化的PCB區域數量。
在器件10的所有元件上缺少的尖緣降低了繞阻應力、多余的電阻和多余的漏電感。尤其，線圈架30的平滑輪廓形狀輕易地為其自身提供很多不同類型的電導體，例如，正方形、圓形、矩形和多絲繞組。平滑的輪廓確保浪費最低限度的空間數量且保持高的體積有效率，同樣限制了在裝配期間由于芯定位改變的機械損傷。
通過將每半16、26的中央芯元件60插入到線圈架30的中央腔管72中，第一和第二芯半體16、26就都配置在線圈架30之上。設計芯元件16和26以使得當芯元件16和26裝配在器件10中以形成磁芯結構時，半塊磁芯至少在外套筒42的輪廓面54處相互接觸，以提供用于屏蔽目的的封閉的磁路經并提供可接受的磁失真水平。
為了優化由芯結構在給出的安裝區域上方利用的體積，必須選擇芯復合結構的截面區域，以使得能獲得在給出的通量密度、芯功率損失或總的諧波畸變方面的可接受的性能。
現在轉向圖9，在某些情況下，可優選在不對稱的心軸之上纏繞一個或多個導體以形成自立式線圈或變壓器預成形如線圈81。在圖9的例子中，線圈84限定出對應于中央芯部分60的幾何形狀的中心不對稱的腔管86，而不需要使用線圈架。可使用適合的粘接劑、線圈粘膠或類似的方法以涂覆繞組，以使獲得的線圈預成形84保持其希望的形狀。該方法在線圈導線尺寸相對較大時尤其有利。利用大的線圈導線尺寸，形成線圈預成形84的端部具有實效，以使導體端部代替線圈架30的連接臺80形成連接焊盤或通孔引線88。例如，通過將兩個半塊磁芯16、26一起設置在預成形84周圍來實現根據本發明的電子器件10，并如通過圖1中與器件10的連接中示出的金屬夾具32，或通過任何其他適合的機械裝置如粘接劑或膠水、絕緣膠布或捆索來固定獲得的裝配組。例如，通過定位并固定在線圈預成形84的腔管86中的位置處的不對稱中央芯元件61、然后一起引進兩個半塊磁芯17、27到預成形84和芯61的周圍和固定獲得的裝配組來實現根據本發明的圖10實施例的電子器件11，其中優選通過膠水、粘合劑或灌注混合物、或通過使用類似的方法來固定獲得的裝配組。
圖11提出單個室89的例子，室89例如含有本發明的三個器件10或11。多器件室89可以用與上述的線圈架30相同的方式以及相同的材料形成。許多安裝導線或端子91從單個室89延伸，并能使多個器件表面貼裝到或插入到PCB的通孔通路，以及能實現其中待電連接至PCB電路的電磁器件10。在圖11實施例中，將導線或端子91設置成垂直于PCB安裝平面，從而為常規的PCB結構的通孔安裝作準備并電連接至其對準的軌跡。器件10、11可封裝為如圖10中所示的具有集成端子91的單一結構89。可選地，例如，每個器件10、11可包括可具有或不具有端子80和凸起78的分離的線圈架30，如圖6中所示。圖11單獨的單一結構89尤其很適合于自動化的PCB裝配操作和最小化PCB空間、裝配時間和元件封裝材料。
對于有效性和實用性，用于這些應用的純鐵芯優選符合很多標準，包括小尺寸以最小化在印刷電路板(PCB)上的覆蓋區域。為了最小化尤其在較高頻率和激勵電平下影響相鄰元件的輻射物，芯的形狀建立了高程度的自我屏蔽。本發明的變壓器或電感器器件在PCB上占有的面積小且容積效率高，從而實現了高的電路密度。在芯中的開口允許線圈繞組在芯裝配之前在線圈架上容易地進行端接，盡管一些導線可延伸出芯。另外，在芯中的開口可安裝在優選的方位中，也就是面對PCB，在面對PCB處使用接地平面就能最容易地最小化對EMI和串擾的不希望的影響如輻射物或磁化率。當芯處于兩片的形式的時候，通過固定手段如粘接劑、絕緣膠帶、灌注混合物或夾具32控制半塊磁芯處于緊密的接觸來完成磁電路并降低產品變化率。最后，對于最佳芯飽和特性，在跨越其整個長度的截面區域中的磁路則相對均勻。
在電源、數據或長途通信電路中，本發明的電子器件尤其有利于作為變壓器或電感器。這種遠程通信或數據電路一般在1000MHz以下工作，而功率電路一般具有低于1000W的功率輸出。本領域技術人員將理解，可在具有限定出全長度外圍的半塊磁芯的器件中提供不對稱的中央芯元件。可選地，器件可包括具有小型外圍和不對稱中央芯元件的半塊磁芯。然而，更優選地，根據本發明的器件將包括外圍和不對稱的芯元件。
因此通過描述本發明的優選實施例，現在將理解本發明的目的已經完全達到，并且本領域技術人員將理解，其自己可以提出結構中的很多改變和很多不同的實施例以及本發明的應用，而不偏離本發明的精神和范圍。因此，這里的公開和描述只是說明性的而不意指任何意義上的限定。
權利要求
1.一種用于在限定出安裝平面的印刷電路板(PCB)上進行安裝的電子器件，該器件包括第一和第二芯部分的磁芯結構和在該磁芯結構內部的至少一個線圈，該第一和第二芯部分的每個包括(a)后壁和從該后壁延伸的外套筒部分，該芯部分由第一磁性材料形成；(b)不對稱中央芯元件，由第二磁性材料形成，并以與沿著平行于安裝平面且包括中央芯元件的質心的縱軸的外套筒相同的方向從該后壁延伸，該外套筒和該中央芯元件為至少一個線圈限定出基本上均勻的容積，中央芯元件的截面相對于分割平面不對稱且包括縱軸，以使多數中央芯元件的較大部分位于該分割平面的一側并且多數中央芯元件的較小部分位于該分割平面的相對側；(c)至少一個線圈限定出縱向腔管，其形狀為類似于該中央芯元件的截面且具有當裝配器件時可緊密配合、以等距分隔關系容納該中央芯元件的大小，并具有設置成以便與在印刷電路板上形成的連接軌跡連接的終端；以及(d)每個外套筒部分的外表面區，當該第一和第二半塊磁芯一起引入到該器件的組件上時處于實質上的接觸。
2.權利要求1所述的電子器件，其特征在于，該后壁具有在安裝平面之上的預定高度，且其中該外套筒部分具有頂壁和從該頂壁延伸小于該預定高度的距離的小型外部側壁。
3.權利要求1所述的電子器件，其特征在于，該外套筒限定出一個內表面，其補償該不對稱中央芯元件所面對的表面部分，從而提供該基本上均勻的容積。
4.權利要求1所述的電子器件，其特征在于，該分割平面平行于該安裝平面，且其中不多數對稱中央芯元件的較大部分位于與該安裝平面相鄰的該分割平面的一側。
5.權利要求1所述的電子器件，其特征在于，該第一磁性材料和該第二磁性材料具有相同的導磁率，且每個芯半體形成為包括該不對稱中央芯元件的單一結構。
6.權利要求1所述的電子器件，其特征在于，該第二磁性材料是均質和復合磁性組成物中的一種，該第一磁性材料的導磁率不同于該第二磁性材料的導磁率，并通過芯定位和固定裝置在器件內部定位并機械固定該中央芯元件。
7.權利要求5所述的電子器件，其特征在于，還包括非磁的線圈架，限定出具有不對稱截面的中心腔管以匹配并容納每個中央芯元件的介電材料，纏繞到線圈架上的至少一個線圈，和通過用線圈架裝配來相互相對定位的第一和第二半塊磁芯。
8.權利要求2所述的電子器件，其特征在于，該中央芯元件具有類似于一側閉合的字母“D”的截面形狀，且其中小型外圍部分的內表面一般與不對稱中央芯元件的縱軸同軸，從而為至少一個線圈提供基本上均勻的容積。
9.權利要求1所述的電子器件，其特征在于，該中央芯元件的截面具有沿著該分割平面截取的尺寸與穿過并垂直于該縱軸的尺寸的比率，該比率包含在1比1和3.5比1的范圍內。
10.權利要求1所述的電子器件，其特征在于，該第一磁性材料的導磁率不同于該第二磁性材料的導磁率，且其中不直接指向該后壁固定該中央芯元件，且通過包括一個線圈架和至少一個線圈的定位裝置將該中央芯元件保持在原位。
11.權利要求1所述的電子器件，其特征在于，該不對稱中央芯元件相對于與該安裝平面垂直的分割平面不對稱。
12.權利要求1所述的電子器件，其特征在于，該不對稱中央芯元件相對于該第一和第二半塊磁芯是分離的，且通過在由至少一個線圈形成的該縱向腔管內部的位置來相對于該第一和第二半塊磁芯進行定位。
13.權利要求12所述的電子器件，其特征在于，該分離的不對稱中央芯元件通過在圍繞其纏繞至少一個線圈的線圈架的縱向腔管內部的位置來相對于該第一和第二半塊磁芯進行定位。
14.權利要求1所述的電子器件，其特征在于，至少一個線圈纏繞在非磁性的線圈架上，限定出具有不對稱截面以匹配和容納每個中央芯元件的中心腔管的介電材料，該線圈架包括外部凸緣和具有與該安裝表面面對的底部表面的安裝凸起、和從底部表面延伸的接線臺，至少一個線圈的終端，纏圍在接線臺周圍以使得所述的器件表面貼裝到該印刷電路板的對準軌跡。
15.權利要求1所述的電子器件，其特征在于，至少一個線圈纏繞在非磁性的線圈架上，限定出具有不對稱截面以匹配和容納每個中央芯元件的中心腔管的介電材料，該線圈架包括外部凸緣和具有與該安裝平面面對的底部表面的安裝凸起、和連接至所述至少一個線圈并從該底部表面垂直延伸的終端，以使所述器件通孔安裝并連接至該印刷電路板的軌跡。
16.權利要求1所述的電子器件，其特征在于，至少一個線圈被形成為預成形并不通過線圈架而被安裝到該器件中。
17.權利要求5所述的電子器件，其特征在于，當該半塊磁芯一起被引入到該器件的組件上時，每個中央芯元件的外表面區處于實質上的接觸。
18.權利要求5所述的電子器件，其特征在于，當該第一和第二半塊磁芯被一起引入到該器件的組件上時，每個中央芯元件的外表面區以等距分隔以限定出一個磁隙。
19.權利要求1所述的電子器件，其特征在于，還包括用于支撐和保持同在該器件的組件上的該第一和第二半塊磁芯的粘合裝置。
20.一種用于在限定有安裝平面的印刷電路板(PCB)上安裝的電子器件，包括兩部分磁芯結構和包括在具有第一和第二半塊磁芯的該兩部分磁芯結構內部的至少一個線圈，該第一和第二半塊磁芯的每一個包括(a)后壁和從由第一磁性材料形成的該后壁延伸的小型外套筒，其中該后壁具有在安裝平面上方的預定高度，且其中該外套筒部分具有頂壁和從頂壁延伸小于該預定高度的距離的外部側壁；(b)中央芯元件，由第二磁性材料形成，并從該后壁以與沿著平行于該安裝平面的縱軸的外套筒相同方向延伸，外套筒和中央芯元件為至少一個線圈限定出基本上均勻的容積；(c)至少一個線圈限定出縱向腔管，其形狀為類似于該中央芯元件的截面且大小為當裝配器件時可緊密配合地、以等距分隔關系容納該中央芯元件，并具有設置成以便與在PCB上形成的連接軌跡連接的終端；以及(d)每個外套筒部分的外表面區，當該第一和第二半塊磁芯一起被引入到該器件的組件上時處于實質上的接觸。
21.權利要求20所述的電子器件，其特征在于，該中央芯元件的質心位于沿著該縱軸且該中央芯元件的截面相對于包含該縱軸的分割平面不對稱，以使多數中央芯元件的較大部分位于該分割平面的一側，且多數中央芯元件的較小部分位于該分割平面的相對一側。
22.權利要求21所述的電子器件，其特征在于，外套筒限定內部表面，其補償不對稱中央芯元件的相對面的表面部分，從而提供基本上均勻的容積。
23.權利要求21所述的電子器件，其特征在于，分割平面平行于安裝平面，且多數中央芯元件的較大部分位于與安裝平面鄰接的分割平面的一側。
24.權利要求20所述的電子器件，其特征在于，第一磁性材料和第二磁性材料具有相同的導磁率，且每個芯半體形成為含有中央芯元件的單一結構。
25.權利要求20所述的電子器件，其特征在于，第二磁性材料是均質和復合磁性組合物中的一種，第一磁性材料的導磁率不同于第二磁性材料的導磁率，且通過定位和固定裝置來在器件中定位且機械固定中央芯元件。
26.權利要求20所述的電子器件，其特征在于，還包括非磁性的線圈架，限定具有截面的中心腔管以匹配和容納每個中央芯元件的介電材料，至少一個線圈纏繞在線圈架上，且第一和第二半塊磁芯通過具有線圈架的組件相互相對定位。
27.權利要求20所述的電子器件，其特征在于，第一磁性材料的導磁率不同于第二磁性材料的導磁率，且其中中央芯元件不直接固定到后壁，且通過包括一個線圈架和至少一個線圈的定位裝置保持在原位。
28.權利要求20所述的電子器件，其特征在于，中央芯元件相對于第一和第二半塊磁芯是分離的，且通過在由至少一個線圈形成的縱向腔管內部布置來相對于第一和第二半塊磁芯定位。
29.權利要求28所述的電子器件，其特征在于，通過在圍繞其纏繞至少一個線圈的線圈架的縱向腔管內部布置來相對于第一和第二半塊磁芯定位分離的中央芯元件。
30.權利要求20所述的電子器件，其特征在于，至少一個線圈纏繞在非磁性的線圈架上，限定出具有截面的中心腔管以匹配和容納每個中央芯元件的介電材料，線圈架包括外部凸緣和具有與安裝平面面對的底部表面的安裝凸起，和從底部表面延伸的接線臺，至少一個線圈的終端，纏繞在接線臺周圍以使得所述的器件表面貼裝到PCB的對準軌跡。
31.權利要求20所述的電子器件，其特征在于，至少一個線圈纏繞在非磁性的線圈架上，限定出具有截面的中心腔管以匹配和容納每個中央芯元件的介電材料，線圈架包括外部凸緣和具有與安裝平面面對的底部表面的安裝凸起，和連接至所述至少一個線圈并從底部表面垂直延伸的終端，以使所述器件通孔安裝并連接至PCB的軌跡。
32.權利要求20所述的電子器件，其特征在于，至少一個線圈形成為預成形并不通過線圈架安裝到器件中。
33.權利要求20所述的電子器件，其特征在于，當半塊磁芯一起被引入到該器件的組件上時，每個中央芯元件的外表面區處于實質上的接觸。
34.權利要求20所述的電子器件，其特征在于，當第一和第二半塊磁芯一起被引入到該器件的組件上時，每個中央芯元件的外表面區以等距分隔以限定磁隙。
35.權利要求20所述的電子器件，其特征在于，還包括用于支撐并保持同在器件的組件上的第一和第二半塊磁芯的粘合裝置。
36.一種用于在限定安裝平面的印刷電路板(PCB)上安裝的電子器件，包括磁芯結構和在該磁芯結構內部的至少一個線圈，該磁芯結構具有第一和第二半塊磁芯，該第一和第二半塊磁芯的每一個包括后壁和從后壁延伸的小型的外套筒部分，其中該后壁具有在安裝平面上方的預定高度，且其中該外套筒部分具有頂壁和從頂壁延伸小于預定高度的距離的外部側壁，該芯半體由第一磁性材料形成；不對稱中央芯元件，由第二磁性材料形成，且從該后壁以與沿著平行于安裝平面并包括該中央芯元件的質心的的縱軸的外套筒同向延伸；外套筒部分，限定出補償該不對稱中央芯元件所面對的表面部分的內表面，從而為至少一個線圈提供基本上均勻的內部容積；中央芯元件的截面相對于安裝平面的分割平面不對稱，并包括縱軸，以使多數中央芯元件的較大部分位于該分割平面的一側，和多數中央芯元件的較小部分位于該分割平面的另一側；非磁性的線圈架，限定出具有不對稱截面的中心腔管以匹配并容納該中央芯元件的介電材料，從而至少一個線圈纏繞在該線圈架上；線圈架，包括外部凸緣和具有面對安裝平面的底部表面的安裝凸起，和連接至所述的至少一個線圈并從底部表面延伸的終端，以能使該器件安裝并連接到PCB；和用于支撐和保持該第一和第二半塊磁芯以及線圈架同在器件的組件上的粘合裝置。
37.權利要求36所述的器件，其特征在于，該不對稱中央芯元件由兩個中央芯部分形成，每個中央芯部分與相應的該第一和第二半塊磁芯之一集成。
38.一種包括含有多個電子器件的單一室的電子器件，每個器件包括兩部分磁芯結構和包括在具有第一和第二半塊磁芯的兩部分磁芯結構內部的至少一個線圈，每個芯半體包括；(a)第一部分，包括后壁和從后壁延伸的小型外套筒部分，該第一部分由第一磁性材料形成，其中該后壁具有在安裝平面上方的預定高度，且其中該外套筒部分具有頂壁和從頂壁延伸小于預定高度的距離的外部側壁；和(b)由第二磁性材料形成的不對稱中央芯結構，并從該后壁以沿著平行于安裝平面并包括中央芯元件的質心的縱軸的外套筒相同的方向延伸，外套筒和中央芯元件為至少一個線圈限定出基本上均勻的容積，中央芯元件的截面相對于平行于安裝平面的分割平面不對稱，且包括縱軸，以使多數中央芯元件的較大部分位于分割平面的一側，和多數中央芯元件的較小部分位于分割平面的相對側；(c)至少一個線圈，限定出形狀為類似于中央芯元件的截面且具有當器件裝配時可緊密配合地以等距分隔關系容納該中央芯元件的縱向腔管，并具有設置成與形成在印刷電路板(PCB)上的連接軌跡連接的終端；和(d)每個外套筒部分的外表面區，當第一和第二半塊磁芯一起被引入到該器件的組件上時其處于實質上的接觸。
39.一種用于電子器件的芯半體，該電子器件具有兩部分磁芯結構和包括在兩部分磁芯結構內部的至少一個線圈，該芯半體包括(a)第一部分，包括后壁和從后壁延伸的外套筒部分，該第一部分由第一磁性材料形成；和(b)不對稱中央芯元件，由第二磁性材料形成，且從該后壁以與沿著與安裝平面平行并包括中央芯元件的質心的縱軸的外套筒相同的方向延伸，該外套筒和該中央芯元件對于至少一個線圈限定基本上環形體積，該中央芯元件的截面相對于分割平面不對稱并包括縱軸，以使多數中央芯元件的較大部分位于鄰接于安裝平面的分割平面的一側，和多數中央芯元件的較小部分位于分割平面的相對側。
40.一種用于具有兩部分磁芯結構和包括在兩部分磁芯結構內部的至少一個的線圈的電子器件的芯半體，該芯半體包括(a)第一部分，包括后壁和從該后壁延伸的小型的外套筒部分，該第一部分由第一磁性材料形成，其中該后壁在安裝平面上方具有預定高度，其中該外套筒部分具有頂壁和從頂壁延伸小于預定高度的距離的外部側壁；和(b)中央芯元件，由第二磁性材料形成，且從該后壁以與沿著與安裝平面平行的縱軸的外套筒相同的方向延伸，外套筒和中央芯元件為至少一個線圈限定出基本上均勻的容積。
41.一種用于具有兩部分磁芯結構和包括在兩部分磁芯結構內部的至少一個線圈的電子器件的芯半體，該芯半體包括(a)第一部分，包括后壁和從后壁延伸的小型化的外套筒，該第一部分由第一磁性材料形成，其中該后壁在安裝平面上方具有預定高度，且其中該外套筒部分具有頂壁和從頂壁延伸小于預定高度的距離的外套筒；和(b)不對稱中央芯元件，由第二磁性材料形成，且從該后壁以與沿著和安裝平面平行并包括中央芯元件的質心的縱軸的外套筒相同的方向延伸，該外套筒和該中央芯元件為至少一個線圈限定出基本上均勻的容積，該中央芯元件的截面為相對于與安裝平面平行的分割平面不對稱，且包括縱軸，以使多數中央芯元件的較大部分位于分割平面的一側，和多數中央芯元件的較小部分位于分割平面的相對側。
全文摘要
用于在印刷電路板上安裝的電感器或變壓器，具有兩部分磁芯結構和纏繞在線圈架上的至少一個線圈。每個芯部分具有后壁和從后壁延伸的小型化的外套筒，以及不對稱中央芯元件，其從后壁以沿著與安裝平面平行并包括中央芯元件的質心的縱軸的外套筒相同的方向延伸。中央芯元件相對于與安裝平面平行的分割平面不對稱，并包括縱軸，以使中央芯元件的較大部分位于不同于分割平面的相對側的分割平面的一側。在優選形式中，中央芯元件具有類似于一側閉合的字母“D”的截面形狀，或橫臥“D”形狀。
文檔編號H01F27/24GK1750187SQ20051011329
公開日2006年3月22日 申請日期2005年7月15日 優先權日2004年7月15日
發明者J·雷佩, D·E·胡馬拉, J·D·霍爾達爾, T·塞特格倫 申請人:泰科電子有限公司