Индуктивный элемент

 

.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- ./-.;.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s Н 01 F 17/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 5002145/07 (22) 17.09.91 (46) 23.08.93. Бюл. N. 31 (75) В.M. Киселев (56) Авторское свидетельство СССР

N 1472960,,кл. Н 01 F21/12,,1987.

Патент США N. 3736543, кл. Н 01 F 27/30. 1973. (54) ИНДУКТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ (57) Использование: в области электротехники в элементах радиоэлектронной аппа„„Я „„1835563 Al 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 /и, где п — число гибких лент и поочередно переплетеныы друг с другом. В переплетенных лентах плоскости индуктивных секций совмещены друг с другом с совпадением центров спира1835563 лей, внешние витки первых и последних индуктивных секций в 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 индукTNBHblx элементов (катушек индуктивности, дросселей, трансформаторов и др.), Цель изобретения — расширение области применения и эксплуатационных возможностей. . Указанная цель достигается в индуктивном элементе, содержащем гибкую ленту, BbllloJlHeHHóþ 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-угольников, где n = 2,3,4, гибкие ленты переплетены поочередно друг с другом под углом

180 р —, при этом участки сгиба при плетеп нии гибких лент расположены между индук-. тивными секциями, для каждой гибкой ленты каждый последующий сгиб осуществлен в направлении, противоположном направлению предыдущего сгиба, в сплетенных гибких лентах плоскости индуктивных секциИ совмещены друг. с другом с совпадением центров плоских электропроводящих спиралей, внешние витки плоских электропроводящих спиралей первых и по5

45 отверстия. 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 соответ :вующими 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,3 изображена форма выполнения индуктивных секций в виде правильных

2п-угольников; а) квадрата (2n = 4), . б) шестиугольника (2п = 6); в) восьмиугольника (2n = 8); — на фиг.4 показано исходное положение двух гибких лент для последующего плетения; — на фиг.5 показано исходное положение трех гибких лент для последующего плетения; — на фиг,6 показано исходное положение четырех гибких лент для последующего плетения; — на фиг.7 показано взаимное положение двух гибких лент в переплетенном состоянии;

1835563 стоянии совместились по контуру индуктив- 55 ные секции 2, находящиеся в начале лент (см.фиг.4,5,6), Отверстия 5 при этом также coBMBLUàются, — 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 отверстие 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 расположены участки 8, которые используются для сгиба гибких лент 1 при последующем плетении.

В указанных участках 8 расположены промежуточные контактные площадки 9 и

10 с 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 соединены 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.1,2,3a— форму квадрата (и = 2); на фиг.Зб — форму шестиугольника (n = 3); на фиг.Зв — форму восьмиуголника (n = 4). правильных 2пугольников. Практически, нецелесообразно иметь значения и > 4, Индуктивный элемент собирается следующим образом.

Гибкие ленты 1 накладываются друг на друга таким образом, чтобы в исходном со10

В зависимости от формы индуктивных секций 2 ленты 1 располагаются по отноше180 нию друг к другу под углом p = и

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

1 по 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).

1835563

10 индуктивным элементам. При подведении к выводам 1.1,12 или 15,16 постоянного на- 45 пряжения в элементе возникает электриче50

В 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 воэможность 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 индуктивностей 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 ский 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

30 нескольких обмоток у элемента позволяет использовать его по данному назначению.

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

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

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

Например, при возникшей неисправности 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 приведены в исходное состояние. Неисправность визуально обнаруживается в развернутых лентах и устраняется. При необходимости, лента, в которой обнаружена неисправность, заменяется и элемент вновь собирается путем переплетения лент.

Замена части вместо целого элемента ускоряет и удешевляет ремонт, а также повышает его эффективность.

Формула изобретения

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 электропроводящие спирали, внутренние витки которых соединены между собой через внутренние контактные площадки и выполненные в них металлизированные отверстия, плоские электропроводящие спирали соединены в последовательную цепочку, образующую обмотку, причем внешние витки первой и последней плоских электроправодящих спиралей соединены с внешними контактными площадками, являющимися выводами индуктивного элемента, отличающийся тем, что в него введены дополнительные гибкие ленты с индуктивными секциями, дополнительные выводы, причем индуктивные секции на всех гибких лентах выполнены в форме правиль1835563 ных2п-угольников, где л --2,3,4, гибкие ленты расположены одна к другой под углом

p = 180 /и и поочередно переплетены одна с другой, у,астки 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 контактных площадок, в каждой гибкой ленте направление закрутки витков плоских злектропроводящих спиралей согласовано между собой.

5 2.Элемент по п.1, о т л и ч а ю.шийся тем, что он снабжен ферромагнитным сердечником, в центре плоских электропроводящих спиралей каждой индуктивной секции выполнено отверстие, в котором

10 размещен ферромагнитный сердечник, при этом внутренние контактные площадки расположены рядом с упомянутым отверстием.

3 Элемент по п.1, от л и ч а ю щи и с я тем, что он снабжен перемычками, подклю15 ченными к дополнительным выводам для последовательного соединения обмоток всех гибких лент.

1835563

1835563

1835563

Составитель В.Киселев

Техред M,Moðãåíòàë Корректор В.Петраш

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2983 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5