專利名稱：電感耦合線圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電感耦合線圈元件，尤其涉及高耦合系數(shù)且體積小的 電感耦合線圈元件。 現(xiàn)有技術(shù)
在工業(yè)領(lǐng)域和信息技術(shù)領(lǐng)域中，現(xiàn)有技術(shù)中的無(wú)源部件的空心電感耦 合線圈元件，耦合系數(shù)小，為增加耦合系數(shù)，需要加鐵磁介質(zhì)磁芯，帶有 磁芯的電感耦合線圈不適合大功率應(yīng)用場(chǎng)合，而且給散熱帶來(lái)困難。
發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種高耦合 系數(shù)且體積小的空心電感線圈元件。
本實(shí)用新型提供了一種電感耦合線圈，其包括第一電感線圈和第二電
感線圈，所述第一電感線圈和第二電感線圈分別由Nl、 N2匝構(gòu)成，其特 征在于，所述第一電感線圈和第二電感線圈的每匝為平面幾何形狀，所述 第一電感線圈和第二電感圈的諸匝，分別采用可拆卸的連接器串聯(lián)連接， 分別屬于第一電感線圈和第二電感線圈諸匝，相互間平行交錯(cuò)正對(duì)相間放置。
所述第一電感線圈的Nl匝數(shù)和第二電感線圈的N2匝數(shù)取決于所需自 感系數(shù)。所述平面幾何形狀為圓形、矩形和方形中的一種。
所述N1和所述N2為等于或者大于1的自然數(shù)。
所述金屬管材選自下列管材中的一種銅質(zhì)管材、銅包鋼管材和銅鍍 銀管材；所述金屬板選自下列板板中的一種銅質(zhì)板材，鋁質(zhì)板材和銅鍍銀板材。
本實(shí)用新型的電感耦合線圈達(dá)到的有益效果是耦合系數(shù)高；便于控
制機(jī)械加工制造過(guò)程的幾何精度；便于實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合的調(diào)試；避免原材料 冗余；可自由選取交錯(cuò)相間隔的匝數(shù)；單個(gè)電感線圈的自諧振頻率高；利 于系統(tǒng)的穩(wěn)定；節(jié)省空間。

圖1為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的電感耦合線圈的示意圖2為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的電感耦合線圈中的一匝線圈的示意
圖3為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的電感耦合線圈的示意圖4為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的電感耦合線圈中的一匝線圈的示意圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例l
圖1為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的電感耦合線圈的示意圖。圖2為本實(shí) 用新型第一實(shí)施例的電感耦合線圈中的一匝線圈的示意圖。該電感耦合線 圈包括第一電感線圈1和第二電感線圈2，所述第一電感線圈1和第二電感 線圈2分別由N1、 N2匝構(gòu)成，Nl、 N2取決于所需自感系數(shù)，所述第一電 感線圈1和第二電感線圈2的每匝為嚴(yán)格的平面幾何形狀，該實(shí)施例中， 電感耦合線圈的每一匝線圈均為圓形。所述第一電感線圈1和第二電感線 圈2的諸匝，分別采用可拆卸的連接器3串聯(lián)連接，分別屬于第一電感線 圈1和第二電感線圈2的諸匝，相互間平行交錯(cuò)正對(duì)相間放置。所述第一電感線圈1的N1匝數(shù)和第二電感線圈2的N2匝數(shù)取決于所需自感系數(shù)。 所述N1和所述N2為等于或者大于1的自然數(shù)，即，根據(jù)所需耦合系數(shù)大 小，可一匝、兩匝、多匝間隔交錯(cuò)放置。Nl和N2可以相同也可以不相同。
圓形電感耦合線圈的制作方法，包括如下步驟
1) 將空心金屬管材繞制成平面線圈，該平面線圈為圓形。該步驟包括如
下步驟
a) 根據(jù)線圈承載電流，選取線圈金屬管材及該金屬管材的截面直徑，該
金屬管材可選銅質(zhì)管材、銅包鋼管材和銅鍍銀管材等中的一種。
b) 根據(jù)電感線圈自感系數(shù)及電感線圈將要占用的空間尺寸，計(jì)算單匝線
圈直徑，進(jìn)一步計(jì)算單匝線圈所用金屬管材的長(zhǎng)度，而后截取金屬材料；
c) 將金屬管材兩頭分別壓制成連接平面，并在連接平面上打孔。
d) 將沒(méi)有壓制成平面的金屬管材繞制成圓形線圈，并使所壓制成的連接 平面相對(duì)，該線圈為一匝圓形平面電感線圈。
2) 將N1匝平面線圈平行放置，用連接器將該N1匝平面線圈的連接平 面處串聯(lián)連接起來(lái)，以制作成第一圓形電感線圈。詳細(xì)地，用螺釘將第一 個(gè)連接器的第一端與第一個(gè)單匝圓形平面線圈的第一端的連接平面通過(guò)所 打的孔連接起來(lái)，用螺釘將該第一個(gè)連接器的第二端與第二個(gè)單匝圓形平 面線圈的第一端的連接平面連接起來(lái)；用螺釘將第二個(gè)連接器的第一端與 第一個(gè)單匝圓形平面線圈的第二端的連接平面通過(guò)所打的孔連接起來(lái)，用 螺釘將該第二個(gè)連接器的第二端與第三個(gè)單匝圓形平面線圈的第二端的連 接平面通過(guò)所打的孔連接起來(lái)，如此重復(fù)，用連接器將N1個(gè)單匝圓形平面 線圈連接起來(lái)以形成串聯(lián)連接的第一 圓形電感線圈。3) 將N2匝平面線圈平行放置，用連接器將該N2匝平面線圈在連接平 面處串聯(lián)連接起來(lái)，以制作成第二圓形電感線圈。第二圓形電感線圈的制 作方法同制作第一圓形電感線圈。
4) 將第一圓形電感線圈和第二圓形電感線圈平行交錯(cuò)正對(duì)相間放置， 并固定在絕緣骨架上，以形成所述電感耦合線圈。詳細(xì)地，在第一圓形電 感線圈和第二圓形電感線圈的每匝平面線圈上，以120°中心角三等分圓 周，在三等分的圓周上打孔，該孔用于穿過(guò)螺釘以將線圈與絕緣骨架的固 定。而后將第一圓形電感線圈的諸匝和第二圓形電感線圈的諸匝平行交錯(cuò) 正對(duì)相間放置，用螺釘將平行交錯(cuò)放置的第一圓形電感線圈和第二圓形電 感線圈通過(guò)所打的孔固定在絕緣骨架上，以形成圓形電感耦合線圈。
所述第一電感線圈的匝數(shù)N1和第二電感線圈的匝數(shù)N2取決于所需自 感系數(shù)。所述N1和所述N2為等于或者大于1的自然數(shù)。N1和N2可以 相同，也可以不同。根據(jù)預(yù)期耦合系數(shù)(也可以根據(jù)調(diào)試過(guò)程)，確定單匝 電感線圈的相間個(gè)數(shù)。
實(shí)施例2
圖3為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的電感耦合線圈示意圖。圖4為本實(shí)用 新型第二實(shí)施例的電感耦合線圈中的一匝線圈的示意圖。本實(shí)用新型第二 實(shí)施例所提供的電感耦合線圈除線圈橫截面為矩形外，其連接方式和放置 方式同實(shí)施例1。
矩形電感耦合線圈的制作方法，包括如下步驟
l)將空心金屬管材繞制成平面線圈，該平面線圈為矩形。該步驟包括如下步
驟a)根據(jù)線圈承載電流，選取線圈金屬管材及該金屬管材的截面直徑，該
管材可選銅質(zhì)管材、銅包鋼管材和銅鍍銀管材等中的一種。 b)根據(jù)電感線圈自感系數(shù)及電感線圈將要占用的空間尺寸，計(jì)算單匝線圈計(jì) 長(zhǎng)、寬，而后截取金屬管材，每匝矩形電感線圈包括兩根長(zhǎng)度相同的第一 邊管材和第三邊管材，兩根長(zhǎng)度相同的第二邊管材和第四邊管材，第一邊 管材和第三邊管材的長(zhǎng)度比第二邊管材和第四邊管材的長(zhǎng)度長(zhǎng)。
c) 將第四邊管材從中間截?cái)?，將截?cái)嗪蟮牡谒倪吂懿牡闹虚g一段壓制成
連接平面，并在連接平面上打孔。
d) 用四個(gè)90°管裝彎頭，把截取的第一到第四邊金屬管材焊接制成單 匝矩形平面電感線圈，并使在第四邊管材中間所壓制成的連接平面相對(duì)， 該線圈為 一 匝矩形平面電感線圈。
2) 將N1匝平面線圈平行放置，用連接器將該N1匪平面線圈的連接平 面處串聯(lián)連接起來(lái)，以制作成第一矩形電感線圈。詳細(xì)地，用螺釘將第一 個(gè)連接器的第一端與第一個(gè)單匝矩形平面線圈的第一端的連接平面通過(guò)所 打的孔連接起來(lái)，用螺釘將該第一個(gè)連接器的第二端與第二個(gè)單匝矩形平 面線圈的第一端的連接平面連接起來(lái)；用螺釘將第二個(gè)連接器的第一端與 第一個(gè)單匝矩形平面線圈的第二端的連接平面通過(guò)所打的孔連接起來(lái)，用 螺釘將該第二個(gè)連接器的第二端與第三個(gè)單匝矩形平面線圈的第二端的連 接平面通過(guò)所打的孔連接起來(lái)，如此重復(fù)，用連接器將N1個(gè)矩形單匝矩形 平面線圈串聯(lián)連接起來(lái)以形成串聯(lián)連接的第一矩形電感線圈；
3) 將N2匝平面線圈平行放置，用連接器將該N2匝平面線圈在連接平 面處串聯(lián)連接起來(lái)，以制作成第二矩形電感線圈。第二矩形電感線圈的制作方法同制作第一矩形電感線圈。
4)將第一矩形電感線圈和第二矩形電感線圈平行交錯(cuò)正對(duì)相間放置， 并固定在絕緣骨架上，以形成所述矩形電感耦合線圈。詳細(xì)地，在第一矩 形電感線圈和第二矩形電感線圈的每匝平面線圈的第一邊和第三邊的中 間，打孔，該孔用于用螺釘將線圈與絕緣骨架固定。而后將第一矩形電感 線圈的諸匝和第二矩形電感線圈的諸匝平行交錯(cuò)正對(duì)相間放置，用螺釘將 平行交錯(cuò)放置的第一矩形電感線圈和第二矯形電感線圈通過(guò)所打的孔固定 在絕緣骨架上，以形成矩形電感耦合線圈。
所述第一電感線圈的匝數(shù)N1和第二電感線圈的匝數(shù)N2取決于所需自
感系數(shù)。所述N1和所述N2為等于或者大于1的自然數(shù)。Nl和N2可以相 同也可以不相同，根據(jù)預(yù)期耦合系數(shù)(也可以根據(jù)調(diào)試過(guò)程)，確定單匝電 感項(xiàng)圈的相間個(gè)數(shù)。
本實(shí)用新型提供的電感耦合線圈中的每匝平面線圈，除了是圓形，矩 形外，還可以是方形的，或者是其它任意形狀。
制作本實(shí)用新型提供的電感耦合線圈的金屬材料，可選地，還可以是 金屬管材，將金屬板材沖壓成平面線圈，該金屬板材可選自銅質(zhì)板材、鋁 質(zhì)板材和銅鍍銀板材等中的一種。
本實(shí)用新型提供的電感耦合線圈通過(guò)幾乎全部的磁通鉸鏈，減少漏磁 通，增大兩個(gè)線圈之間的耦合程度。迄今為止，本實(shí)用新型所提供的電感 耦合線圈為能夠達(dá)到最緊耦合程度的互感耦合方式。由于沒(méi)有螺距傾斜， 每匝均為平面結(jié)構(gòu)，便于控制機(jī)械加工制造過(guò)程的幾何精度。匝間采用活 動(dòng)聯(lián)接方式，可根據(jù)所需電感線圈的自感系數(shù)，隨意增減匝數(shù)，因而便于實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合的調(diào)試，避免原材料冗余。匝間采用活動(dòng)聯(lián)接方式，可根據(jù) 所需電感線圈之間的耦合系數(shù)，自由選取交錯(cuò)相間隔的匝數(shù)。兩個(gè)電感線 圈平行交錯(cuò)相間放置，增強(qiáng)了每個(gè)線圈自身的匝間屏蔽作用，等效地降低 了單個(gè)線圈的分布電容，使單個(gè)電感線圈的自諧振頻率提高，利于構(gòu)成系 統(tǒng)的穩(wěn)定。兩個(gè)線圈合二為一，節(jié)省空間。
另外，匝間具有螺距傾斜的兩個(gè)整體電感線圈，匝間平行交錯(cuò)正對(duì)相 間放置，亦應(yīng)達(dá)到相同的有益效果。
雖然本實(shí)用新型是通過(guò)上述附圖示出的實(shí)施例進(jìn)行解釋的。但本領(lǐng)域 的技術(shù)人員應(yīng)該理解，本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例，而是覆蓋了不脫 離本實(shí)用新型的精神的各種變化或者變型。因而，本實(shí)用新型的范圍由所 附權(quán)利要求書(shū)及其等效物限定。
權(quán)利要求1.一種電感耦合線圈，其包括第一電感線圈和第二電感線圈，所述第一電感線圈和第二電感線圈分別由N1、N2匝構(gòu)成，其特征在于，所述第一電感線圈和第二電感線圈的每匝為平面幾何形狀，所述第一電感線圈和第二電感圈的諸匝，分別采用可拆卸的連接器串聯(lián)聯(lián)接，分別屬于第一電感線圈和第二電感線圈諸匝，相互間平行交錯(cuò)正對(duì)相間放置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電感耦合線圈，其特征在于，所述第一電感線圈 的Nl匝數(shù)和第二電感線圈的N2匝數(shù)取決于所需自感系數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電感耦合線圈，其特征在于，所述平面幾何形狀 為圓形、矩形和方形中的一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感耦合線圈，其特征在于，所述N1和N2可 以相同，也可以不同，且N1和N2均為等于或者大于1的自然數(shù)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種耦合系數(shù)高體積小的電感耦合線圈。該電感耦合線圈包括第一電感線圈和第二電感線圈，所述第一電感線圈和第二電感線圈分別由N1、N2匝構(gòu)成，其特征在于，所述第一電感線圈和第二電感線圈的每匝為平面幾何形狀，所述第一電感線圈和第二電感圈的諸匝，分別采用可拆卸的連接器串聯(lián)聯(lián)接，分別屬于第一電感線圈和第二電感線圈諸匝，相互間平行交錯(cuò)正對(duì)相間放置。
文檔編號(hào)H01F41/06GK201378500SQ200920145150
公開(kāi)日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月10日
發(fā)明者楊偉方 申請(qǐng)人:湯姆遜廣播電視技術(shù)(北京)有限公司