Индуктивный элемент Советский патент 1993 года по МПК H01F17/04 

.Использование: в области электротехники в элементах радиоэлектронной аппа 11 ратуры. Сущность изобретения: устройство содержит гибкие диэлектрические ленты 1, каждая из которых разделена на индуктивные секции 2, в каждой из которых с обеих сторон ленты размещены плоские электропроводящие спирали. Диэлектрические ленты расположены под углом р 180°/п, где п - число гибких лент и поочередно переплетены друг с другом. В переплетенных лентах плоскости индуктивных секций совмещены друг с другом с совпадением центров спира- ./-.;.

ижзг

Ф

I

00

со ся

СЛ

о

CJ

лей, внешние витки первых и последних индуктивных секций s каждой ленте соединены с внешними контактными площадками, являющимися выводами индуктивного элемента. Направление закрутки витков в индуктивных секциях согласовано с направлением вектора магнитного потока, В центре индуктивных секций выполнены

Изобретение относится к области электротехники, а именно - к конструированию элементов радиоэлектронной аппаратуры, и может быть использовано при проектировании и изготовлении миниатюрных индуктивных элементов (катушек индуктивности, дросселей, трансформаторов и др.).

Цель изобретения - расширение области применения и эксплуатационных ЁОЗ- можностей.

Указанная цель достигается в индуктивном элементе, содержащем гибкую ленту, выполненную из диэлектрического материала и состоящую из индуктивных секций, в каждой из которых с обеих, сторон ленты размещены плоские электропроводные спирали, внутренние витки которых соединены между собой через внутренние контактные площадки и выполненные в них переходные металлизированные отверстия, плоские электропроводящие спирали соединены в последовательную цепочку, образующую обмотку, причем внешние витки первой и последней плоских электропроводящих спиралей соединены с внешними контактными площадками, являющимися выводами индуктивного элемента, тем. что в него введены дополнительные гибкие ленты с индуктивными секциями, причем индуктивные секции на всех гибких лентах выполнены в форме правильных 2п-уголь- ников, где п. 2,3,4, гибкие ленты перепле-. тены поочередно друг с другом под углом

180°

р. .-, при этом участки сгиба при плетении гибких лент расположены между индуктивными секциями, для каждой гибкой ленты каждый последующий сгиб осуществлен в направлении, противоположном направлению предыдущего сгиба, в сплетенных гибких лентах плоскости индуктивных секций совмещены друг-с другом с совпадением центров плоских электропроводящих спиралей, внешние витки плоских электропроводящих спиралей первых и поотверстия. В образованном сквозном отверстии индуктивного элемента расположен центральный ферромагнитный сердечник. Обмотки всех гибких лент соединены последовательно через дополнительные перемычки, подключенные к внешним контактным площадкам. 2 з.п.ф-лы, 8 ил.

следних индуктивных секций дополнительных гибких лент, соединенные с соответствующими -внешними контактными площадками, являются дополнительными

выводами индуктивного элемента, в каждой гибкой ленте направление закрутки витков плоских электропроводящих спиралей согласовано с направлением вектора магнитного потока, возбуждаемого или

воспринимаемого соответствующей обмоткой, а также тем, что в центре плоских спиральных электропроводящих спиралей каждой индуктивной секции выполнено отверстие, внутренние контактные площадки

расположены рядом с упомянутым отверстием, а в образованном сквозном отверстии переплетенных гибких лент расположен центральный стержень ферромагнитного сердечника, при этом обмотки

всех гибких лент соединены последовательно через дополнительные перемычки, подключенные к внешним контактным площадкам.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

-на фиг. 1 и фиг.2 показано размещение плоских электропроводящих спиралей, расположенных на двух сторонах гибкой ленты;

-на фиг.З изображена форма выполне- ния индуктивных секций в виде правильных

2п-угольников;

а)квадрата (2 п 4);

б)шестиугольника (2п 6);

в)восьмиугольника (2п 8);

- на фиг.4 показано исходное положение двух гибких лент для последующего плетения; .

-на фиг.5 показано исходное положение трех гибких лент для последующего плет ения;

-на фиг.б показано исходное положение четырех гибких лент для последующего плетения;

-на фиг.7 показано взаимное положе- ние двух гибких лент в переплетенном состоянии;

- на фиг.8 показано взаимное положение четырех гибких лент в переплетенном состоянии.

Индуктивный элемент выполнен на гибкой диэлектрической ленте 1, разделенной на индуктивные секции 2, в каждой из которых с обеих сторон ленты размещены плоские электропроводящие спирали 3 и 4 (см.фиг. 1 и 2).

В центре спиралей выполнено отвер- стие 5, рядом с которым расположены внутренние контактные площадки 6 и 7, в которых выполнены переходные металлизированные отверстия (на чертежах не показаны).

Внутренние витки спиралей 3 и 4 соединены между собой через контактные площадки 6 и 7 и переходные металлизированные отверстия.

Между индуктивными секциями 2 рас- положены участки 8. которые используются для сгиба гибких лент 1 при последующем плетении.

В указанных участках 8 расположены промежуточные контактные площадки 9 и 10с металлизированными отверстиями, которые предназначены для перехода с одной стороны гибкой ленты на другую и обеспечения электрической связи между элементами печатного монтажа, расположенными на двух сторонах гибкой ленты.

Плоские электропроводящие спирали 3 и 4 соединены в последовательную цепочку, образующую обмотку. При этом внешние витки первой и последней спиралей следи- нены с внешними контактными площадками 11 и 12 с выполненными в них металлизированными отверстиями.

Контактные площадки 11 и 12 являются выводами обмотки индуктивного элемента.

Индуктивный элемент состоит из нескольких гибких лент, которые должны быть переплетены друг с другом определенным образом.

Индуктивные секции 2 имеют форму правильного 2п-угольника: на фиг.1,2,3а - форму квадрата (п 2); на фиг.36 - форму шестиугольника (п 3); на фиг.Зв - форму восьмиуголника (п 4). правильных 2п- угольников. Практически, нецелесообразно иметь значенияп 4.

Индуктивный элемент собирается следующим образом.

Гибкие ленты 1 накладываются друг на друга таким образом, чтобы в исходном состоянии совместились по контуру индуктиа-v ные секции 2, находящиеся в начале лент (см.фиг.4,5,6).

Отверстия 5 при этом также совмещаются.

В зависимости от формы индуктивных секций 2 ленты 1 располагаются по отноше18QP

нию друг к другу под углом р --- .

После совмещения первых индуктивных секций 2 гибкие ленты 1 переплетаются. Процесс плетения лент 1, изображенных на фиг,4 осуществляется следующим образом. Вначале изгибается горизонтальная лента 1 по первому участку 8, примыкающему справа к вертикально расположенной ленте 1.

При этом сгиб ленты 1 осуществляется до такого положения, чтобы произошло совмещение второй индуктивной секции 2 с первой индуктивной секцией 2, а горизонтальная лента 1 будет расположена левее первой секции 2.

Далее осуществляется изгиб вертикально расположенной ленты 1 по участку 8, примыкающему снизу к первой индуктивной секции 2, до полного совмещения с первой индуктивной секцией 1. При этом вертикальная лента 1 будет расположена вверх от первой индуктивной секции 2. Затем вновь изгибается горизонтальная лента

1по второму участку 8 в обратном направлении до совмещения третьей индуктивной секции 2 с первой и второй индуктивными секциями 2. Горизонтальная лента 1 будет расположена при этом вправо от первой индуктивной секции 2. После этого вертикальная лента 1 изгибается по второму участку 8 в обратном направлении до совмещения третьей индуктивной секции 2 с первой и второй индуктивными секциями 2. Вертикальная лента 1 вновь будет располагаться вниз от первой индуктивной секции 2.

Дальнейшее плетение лент 1 осуществляется описанным выше образом до полного использования индуктивных секций 2 ленты 1.

По окончании процесса плетения гибких лент 1 образуется индуктивный элемент, представленный на фиг.7. у которого имеются выводы в виде контактных площадок 11 и 12. При другой форме индуктивных секций

2(в форме правильных шестиугольников или восьмиугольников) гибкие ленты 1, совмещенные в соответствии с рисунками на фиг.5 и 6, переплетаются поочередно друг с другом описанным выше образом до полного использования индуктивных секций 2 с получением компактной конструкции, изображенной, например, на фиг.8.

Полученная конструкция может быть стянута крепежными средствами и установлена на печатной плате (на чертежах не показано).

8 индуктивном элементе при совмещении индуктивных секций 2 образуется сквозное отверстие 5, предназначенное для размещения в нем центрального стержня 13 ферромагнитного сердечника (сердечник полностью не изображен).

Полученный индуктивный элемент имеет несколько электрически независимых обмоток, что обеспечивает возможность использования такого элемента в качестве трансформатора.

При необходимости эти обмотки могут быть последовательно соединены через дополнительную перемычку 14, образуя, тем самым, катушку индуктивности с увеличенным числом витков в обмотке. Объединенная обмотка такого индуктивного элемента имеет выводы 15,16 (см.фиг.7).

Аналогичным образом могут быть соединены обмотки индуктивного элемента, изображенного на фиг.8, у которого также имеется сквозное отверстие 5, предназначенное для центрального стержня ферромагнитного сердечника (на фиг.8 не показан).

Предлагаемый индуктивный элемент работает следующим образом.

Поскольку плоские электропроводящие спирали 3 и 4 соединены в последовательную цепочку и индуктивно взаимосвязаны между собой, то величина индуктивности полученного индуктивного элемента будет превышать суммарное значение индуктив- ностей отдельных плоских спиралей 3 и 4. Последовательное соединение отдельных обмоток, расположенных на лентах 1, также увеличивает общую индуктивность элемента.

Использование ферромагнитного сердечника дополнительно повышает индуктивность предлагаемого элемента.

Такой элемент работает в электрорадиотехнических схемах аналогично известным индуктивным элементам. При подведении к выводам 1.1,12 или 15,16 постоянного напряжения в элементе возникает электрический ток, который возбуждает вокруг обмотки постоянное электромагнитное поле.

При подведении к выводам элемента переменного напряжения в элементе возникает переменный электрический ток, который возбуждает вокруг обмотки переменное электромагнитное поле.

Предлагаемый элемент может быть включен в схему автогенератора; усилителя, фильтра и т.д.

Вторым важным обстоятельствогм является возможность использования элемента в качестве трансформатора. Наличие

нескольких обмоток у элемента позволяет использовать его по данному назначению.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении расширяется область при- 5 менения за счет обеспечения возможности получать индуктивные элементы с большими значениями индуктивности, поскольку, увеличивая количество гибких лент, можно существенно повысить максимальную ин0 дуктивность элемента, а также за счет обеспечения возможности использовать его в качестве трансформатора.

Дополнительные возможности заключаются в том, что индуктивный элемент име5 ет промежуточные, дополнительные выводы, что дает возможность включать его. например, в мостовые схемы, или в различные типы LC-фильтров, что также расширяет возможную область его применения.

0 Кроме того, предлагаемый элемент, по сравнению с известными, обладает лучшей ремонтопригодностью, что повышает эксплуатационные возможности.

Например, при возникшей неисправно5 сти элемента при замыкании или обрыве витков место неисправности легко обнаруживается при его разборке, которая легко может быть осуществлена, т.к. сплетенные ленты без особых трудностей могут быть

0 приведены.в исходное состояние. Неисправность визуально обнаруживается в развернутых лентах и устраняется. При необходимости, лента, в которой обнаружена неисправность, заменяется и элемент

5 вновь собирается путем переплетения лент. Замена части вместо целого элемента ускоряет и удешевляет ремонт, а также повышает его эффективность.

Формула изобретения

0 1,Индуктивный элемент, содержащий гибкую ленту, выполненную из диэлектрического материала и состоящую из индуктивных секций, в каждой из которых с обеих сторон ленты соосно размещены плоские

5 электропроводящие спирали, внутренние витки которых соединены между собой через внутренние контактные площадки и выполненные в них металлизированные отверстия, плоские электропроводящие

0 спирали соединены в последовательную цепочку, образующую обмотку, причем внешние витки первой и последней плоских электропроводящих спиралей соединены с внешними контактными площадками, явля5 ющимися выводами индуктивного элемен- . та, отличающийся тем, что в него введены дополнительные гибкие ленты с индуктивными секциями, дополнительные выводы, причем индуктивные секции на всех гибких лентах выполнены в форме прэвильных2п-угольников, где п 2,3,4, гибкие ленты расположены одна к другой под углом (р 180°/п и поочередно переплетены одна с другой, участки сгиба при плетении гибких лент расположены между индуктивными секциями, для каждой гибкой ленты каждый последующий сгиб осуществлен в направлении, противоположном направлению предыдущего сгиба, в сплетенных гибких лентах плоскости индуктивных секций совмещены одна с другой с совпадением центров плоских электропроводящих спиралей, внешние витки плоских электропроводящих спиралей первых и последних индуктивных секций дополнительных лент соединены с дополнительными выводами индуктивного элемента, выполненными в виде контакт®ff .

,1

s

,4

Фиг, 2

0

5

ных площадок, в каждой гибкой ленте направление закрутки витков плоских электропроводящих спиралей согласовано между собой,

З.Элемент по п. 1,отличающийся тем, что он снабжен перемычками, подключенными к дополнительным выводам для последовательного соединения обмоток всех гибких лент.

«)

Фиг. 3

Фиг л

%

&&)

Фиг. 5

И

-fs

/«

Фиг. 6

фиг.