專利名稱:電子控制的線圈組件的制作方法
本發(fā)明一般地說是關(guān)于電氣和電子學各種應(yīng)用中的線圈，更特殊地說是關(guān)于其中若干個單獨繞組的供電能被電子控制的一種線圈組件。
線圈或電感器在電氣和電子學應(yīng)用中得到極其廣泛的使用，例如用于調(diào)諧電路、變壓器和其它需用穩(wěn)定或運動磁場的一些裝置。典型情況下，這些線圈的組成是用連續(xù)的長的導(dǎo)電線或其它合適的材料繞在一個芯子或其它適當?shù)募茏由稀Ｓ行┚€圈還有幾個抽頭或把一個或多個繞組兩端接出來的接頭，以便允許對線圈的不同部分有選擇地加電或接入到一個電路中。還有些線圈具有可調(diào)整的調(diào)諧芯子或可調(diào)整的抽頭以提供不同的電感器。這些線圈相當笨重和不靈活，對于某些應(yīng)用并不樂意適用。
一般地說，本發(fā)明的目的是為電氣和電子學的許多應(yīng)用提供一種新穎和改進的線圈組件。
本發(fā)明另一個目的是提供一種有以上特征的線圈組件，其中若干個單獨繞組的供電可被電子控制的，以便提供不同的電感、不同的圈數(shù)比、以及/或者加電的次序。
本發(fā)明再有一個目的是提供一種有以上特征的線圈組件，它們可以用于例如調(diào)諧電路、變壓器和需要或利用運動磁場的一些裝置的許多不同應(yīng)用中。
本發(fā)明再有一個目的是提供一種能以超小型化形式構(gòu)成的有以上特征的線圈組件。
按照由本發(fā)明提供的電子控制的線圈組件，以上這些和其它的目的都能達到，本發(fā)明的線圈組件是由一塊基板組成，基板上有第一和第二根導(dǎo)電總線與電源相聯(lián)，基板上還有若干根在總線之間電氣上并聯(lián)的導(dǎo)體，形成一個線圈的幾個繞組。載在基板上的各個控制元件在電氣上分別與各個繞組串聯(lián)，以便有選擇地控制對導(dǎo)體的供電。在一種具體設(shè)備中，這種線圈組件能以超小型化形式在半導(dǎo)體基板上構(gòu)成，在另一種具體設(shè)備中，這種線圈組件可在電路板上構(gòu)成。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個電子控制線圈組件具體設(shè)備的電路圖。
圖2是體現(xiàn)本發(fā)明的線圈組件的一種具體設(shè)備的立體示意圖。
圖3是體現(xiàn)本發(fā)明的線圈組件的第二種具體設(shè)備的立體示意圖。
圖4是體現(xiàn)本發(fā)明的線圈組件的一個變壓器具體設(shè)備的分解立體示意圖。
正如圖1所表明的那樣，線圈組件含有一對導(dǎo)電總線11和12，它們與電源(V，V)聯(lián)接。若干根電導(dǎo)體14在兩總線之間電氣上并聯(lián)，形成一個線圈的若干個繞組，電子控制元件16與這些單獨的導(dǎo)體在電氣上串聯(lián)，用來控制對它們的供電。在圖示的具體設(shè)備中，控制元件由場效應(yīng)半導(dǎo)體元件組成，控制信號加在場效應(yīng)半導(dǎo)體元件的控制門上。然而應(yīng)該理解到，如果需要，亦能采用任何其它合適的控制元件。這些形成線圈繞組的導(dǎo)體都緊密相間平行地排列在一塊基板上(圖1中未畫出)，例如排列在一塊印刷電路板或半導(dǎo)體基板上。采用平面基板時，線圈組件加電后所產(chǎn)生的磁場分量，在繞組平面的垂直方向上互相抵銷，而在平行于這平面的方向上互相增強，一般情況下，結(jié)果形成與繞組相平行的平面磁場。
線圈繞組供電或接入電路的數(shù)目和方式是由一些信號來控制的，這些信號通過控制線17加到控制元件16的控制輸入端。由于采用了適當?shù)目刂菩盘枺@些控制元件就能使繞組斷開或?qū)?，而?dǎo)通又可按單獨或按任何需要的分組或分幾組以及按任何所需次序的方式進行。
在圖2的具體設(shè)備中，基板通常由具有上表面22的半導(dǎo)體材料基體21所組成?？偩€25、26排列在這表面上，用來與電源聯(lián)接，若干根導(dǎo)體28相間平行地伸展在兩條總線之間，形成一個線圈的若干個繞組。像場效應(yīng)半導(dǎo)體元件的控制元件31就與線圈繞組在電氣上串聯(lián)，用來控制它們的供電，控制信號經(jīng)過控制線32加到控制元件上。在這個具體設(shè)備中，控制元件31是用通常的工藝在半導(dǎo)體基體上形成，而控制線32，總線25、26及導(dǎo)體27都由半導(dǎo)體基體表面上的金屬復(fù)蓋層組成，控制線應(yīng)放在下面且與線圈繞組相絕緣。這個具體設(shè)備可以做成超小型形式，并且裝在一個通常裝集成電路的封裝內(nèi)。
圖3表示了本發(fā)明的一種具體設(shè)備，它特別適合于線性感應(yīng)馬達、揚聲器線圈、電子槍和其它需要運動磁場的各種應(yīng)用。這個具體設(shè)備包括一塊基板36，它由可彎曲的、通常是長方形的印刷電路板組成，電導(dǎo)體總線37、38延伸在電路板兩個邊緣附近的側(cè)方向上，用來與電源聯(lián)接。若干條電導(dǎo)體39則在電路板上沿縱向相隔平行地排列在兩條總線之間，形成線圈的若干個繞組，控制元件41在電路板的一端與各導(dǎo)體電氣上串聯(lián)，用來控制繞組的供電?？刂凭€42在電路板上側(cè)向延伸，并且把控制信號帶給控制元件。在這個具體設(shè)備中，總線37、38，導(dǎo)體39和控制線42都由可彎曲基板上的一層導(dǎo)電金屬箔組成。
電路板36循軸43卷成螺旋形，這根軸通常垂直于導(dǎo)體39的長度方向，使這些導(dǎo)體圍繞住這根軸?？刂圃?1布置在卷繞結(jié)構(gòu)的外面一端。在這個具體設(shè)備中，線圈組件產(chǎn)生的磁場是沿軸43的方向，像通常的螺旋線圈一樣，但各個單獨繞組可以有選擇地供電，以便產(chǎn)生一個沿著這根軸以任意所需方式運動的磁場。例如在電子槍中，線圈繞組可以從電路板的一邊到另一邊依次地供電，這樣就提供了一個沿軸行進的磁場。
如同在幻象線中表明的那樣，一個磁性極化后的鐵芯46可以放到卷繞線圈組件內(nèi)，用來得到響應(yīng)線圈繞組中供電方式的沿軸43的運動。這個鐵芯的位置和運動方式都決定于線圈繞組中供電的方式，即決定于加在控制元件上的控制信號。雖然這是圖例的說明，但鐵芯46可以是一臺線性感應(yīng)馬達的鐵芯或一個揚聲器的磁鐵，一個螺旋線圈的鐵芯或任何其它適當部件的運動部分。
圖4說明采用這里描述過的線圈組件47，再加上一對次級繞組48、49可組成一個變壓器。在這個具體設(shè)備中，線圈組件47安裝在通常是矩形的平面基板51上面，總線52、53的位置在基板上的相對兩邊，用來與電源聯(lián)接。若干個電導(dǎo)體54以相間平行方式排列在兩條總線之間，控制元件56與這些導(dǎo)體電氣上串聯(lián)，用來控制它們的供電?？刂菩盘栍煽刂凭€57加到控制元件上，線圈組件47就作為這個變壓器的初級繞組。
次級繞組48安裝在通常是矩形的平面基板59上，這塊基板與基板51在空間上是隔開的，但一般是平行于基板51。輸出總線或?qū)w61、62伸展在基板的相對兩邊，若干條電導(dǎo)體62電氣上并聯(lián)在輸出線之間，形成次級繞組。這些導(dǎo)體都相間平行排列，次級繞組的方向要使導(dǎo)體62與導(dǎo)體54平行，并且次級繞組要處在導(dǎo)體54加電后產(chǎn)生的磁場內(nèi)。
次級繞組49通常與繞組48相似，它包括一塊基板64，輸出導(dǎo)體66、67以及形成次級繞組的導(dǎo)體68。此外，繞組49包括一些整流元件或二極管69，電氣上與導(dǎo)體68串聯(lián)，憑這些二極管，繞組中感應(yīng)出來的電流被整流，提供出直流的輸出電流。
在圖4的變壓器中，初級和次級繞組組件都可方便地做成印刷電路板形式，其中的導(dǎo)體和總線都是電路板上的導(dǎo)電箔。另一種方法是，這種變壓器可在單塊電路板上組成，把一個或多個次級繞組放在電路板的背面，正面放初級繞組。可以選擇相應(yīng)各繞組中的導(dǎo)體數(shù)目，來得出所需的圈數(shù)比，如果控制被供電的初級繞組的數(shù)目，還能進一步調(diào)整輸出電壓。
從以上可以清楚看出，這里提供了一種新穎和改進了的電子控制線圈組件。然而這里只描述了目前介紹的幾種具體設(shè)備，對那些熟悉工藝的人將會清楚，對此還可以做不離開由以下權(quán)項所定義的本發(fā)明范圍的一些修改和變化。
權(quán)利要求
1、一種電子控制的線圈組件，它包括一塊基板，基板上載有第一和第二個導(dǎo)電總線用來聯(lián)接電源，載在基板上的若干個電導(dǎo)體在總線之間電氣上并聯(lián)以形成一個線圈的若干個繞組，還有若干個控制元件載在基板上，電氣上分別與一個個導(dǎo)體串聯(lián)，用來有選擇地控制對所說的導(dǎo)體供電。
2、權(quán)項1中的線圈組件，其中控制手段是一種與組成線圈繞組的各導(dǎo)體相串聯(lián)的電子開關(guān)元件。
3、權(quán)項1中的線圈組件，其中基板是一塊電路板，總線和導(dǎo)體都由電路板表面上的導(dǎo)電箔按一定模式形成。
4、權(quán)項1中的線圈組件，其中基板是半導(dǎo)體材料的一塊基體，基體上的總線、線圈繞組和控制元件都按超小型形式形成。
5、權(quán)項1中的線圈組件，其中基板是可彎曲的。
6、權(quán)項1中的線圈組件，其中電導(dǎo)體在基板上一般排成平行的關(guān)系，且基板循一根一般垂直于導(dǎo)體長度的軸卷繞。
7、權(quán)項1中的線圈組件，加一個與電導(dǎo)體有電感耦合的附加繞組，用來形成一個變壓器。
8、權(quán)項7中的線圈組件，其中的附加繞組包括一般與原先叫第一塊基板平行的第二塊基板、第二塊基板上第一和第二個輸出導(dǎo)體以及若干個在輸出導(dǎo)體之間電氣上并聯(lián)的電導(dǎo)體。
9、權(quán)項8中的線圈組件，包括第二塊基板上有與電導(dǎo)體電氣上串聯(lián)的若干個整流元件。
10、權(quán)項1中的線圈組件，包括在電導(dǎo)體附近放一塊銜鐵，用來產(chǎn)生能與所說導(dǎo)體的供電相響應(yīng)的運動。
11、權(quán)項10中的線圈組件，其中這塊銜鐵可以沿著一般與這些導(dǎo)體相垂直的一根軸活動，并且基板循這根軸卷繞，基板上的導(dǎo)體亦環(huán)繞這根軸。
12、由一塊基板、若干個載在基板上的電導(dǎo)體且電氣上并聯(lián)成一個線圈的繞組，以及若干個電氣上與各個導(dǎo)體相串聯(lián)的控制元件所組成的，用來有選擇地對所說導(dǎo)體控制供電的一種電子控制的線圈組件。
13、權(quán)項12中的線圈組件，其中電導(dǎo)體在基板上一般地排列成平行關(guān)系，且基板循一根一般垂直于導(dǎo)體長度的軸卷繞。
14、權(quán)項12中的線圈組件，包括一個與電導(dǎo)體有電感耦合的附加繞組，用來形成一個變壓器。
15、權(quán)項12中的線圈組件，包括在電導(dǎo)體附近放一塊銜鐵，用來產(chǎn)生能與所說導(dǎo)體的供電相響應(yīng)的運動。
16、權(quán)項15中的線圈組件，其中這塊銜鐵可以沿著一般與這些導(dǎo)體相垂直的一根軸活動，并且基板循這根軸卷繞，基板上的導(dǎo)體亦環(huán)繞這根軸。
17、組合在一起循一根軸卷繞的一塊基板，載在這基板上可以單獨供電且環(huán)繞這根軸形成一個線圈的若干個繞組的若干根導(dǎo)體，放在卷繞基板內(nèi)能響應(yīng)繞組供電而沿軸運動的一塊銜鐵，以及有選擇地對繞組中單獨導(dǎo)體加電來控制銜鐵沿軸位置的一些方法。
專利摘要
本發(fā)明是一種電子控制的線圈組件，用于諸如調(diào)諧電路、變壓器和需要或利用運動磁場的一些裝置的電氣和電子學的各種應(yīng)用中。這種線圈組件包括若干個載在基板上的電導(dǎo)體，并帶有電子控制元件，用來控制一些繞組，使它們供電或接入到一個電路內(nèi)。這里披露了用印刷電路和超小型形式構(gòu)成的線圈組件的幾個具體設(shè)備。
文檔編號H01F5/00GK85101564SQ85101564
公開日1986年10月29日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者托馬斯·漢森 申請人:托馬斯·漢森導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan