CN109411212B - 共模线圈部件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了共模线圈部件及其制作方法。所述共模线圈部件包括卷芯部、第一外电极、第二外电极、第三外电极和第四外电极，所述卷芯部包括在一方以及另一方分别具有第一凸缘部和第二凸缘部的绕线中心部，所述第一外电极与所述第三外电极分别设置在所述第一凸缘部和所述第二凸缘部上，所述第二外电极与所述第四外电极分别设置在所述第一凸缘部和所述第二凸缘部上；所述第一线材和所述第二线材在所述卷芯部上卷绕形成第一卷绕区域、切换区域、第二卷绕区域、第三卷绕区域并固定在外电极上，构成双层分段结构。所述制作方法可得到所述共模线圈部件。本发明可将共模线圈部件的模式转换特性降到最低。
Description
技术领域
本发明涉及线圈部件技术领域，特别涉及共模线圈部件及其制作方法。
背景技术
绕线型线圈部件主要被应用于高速串行的数据传输中，在差动信号传输的传输线路中两根信号线通过互相磁耦合的一对线圈能够有选择性地除去共模的噪声电流。
该线圈部件具有相互耦合的一对线圈，通过两组线材卷绕于卷芯部并固定在外电极上。结构上一般使用线材匝数与相位都是相同的。在应用过程中，差分信号传输线路中正常电流流经线圈，电流在线圈中产生反方向磁场，磁场相互抵消呈现低阻尼；当共模电流经过线圈，电流同向产生同向磁场线圈感抗增大，从而达到滤波效果。传统线圈部件由于两组线材不对称性，在使用中差模信号部分被转换为共模信号，共模信号部分被转换为差模信号，“共模-差模”或者“差模-共模”的模式转换是造成辐射噪声或抗干扰性降低的主要原因。
本发明的线圈部件兴趣在于通过调整线圈中两组线材的绕线方式来降低线圈的模式转换性能，例如中国专利公开号CN1624828A的专利文献1与专利公开号CN101449346A的专利文献2中所记载的基本相同的构成的线圈外观，该线圈结构具备传统鼓形芯构造，其中包含卷芯部、外电极、两组线材，并通过环氧树脂等粘接剂将磁性盖板构成与卷芯部结合构成磁路结构，降低卷芯部与磁性盖板间粘接处间隙得到高的实效导磁率，进而获得高的噪声除去性能。上述两篇专利文献为得到更理想的降噪效果，对两组线材绕线结构进行研究，两组线材分层卷绕在线圈芯部，第一线材卷绕在卷芯部绕线中心周面并固定在两个凸缘部的外电极上，第一线材的各匝间并排地被卷绕于卷芯部的绕线中心部表面而构成第一层绕组层；第二线材卷绕在第一线材上面形成上下分层结构并固定在对应凸缘部外电极上，其中第二线材的第n匝及以后的各匝，一边嵌到由第一线材的同一匝和前一匝形成的第一层绕组层的凹部，一边与该第一层绕组层重叠地被卷绕，从而构成第二层绕组层，两组线材的各匝及同一匝彼此邻接。这样的绕线结构能够有效获得更大的电感值范围，稳定的特性和高的噪声降低性能。
应用中在线圈部件差分信号成分中表示被转换成共模噪声而被输出的比例即为模式转换特性(Scd)，因此改善鼓形芯型共模线圈的噪声降压性能、降低模式转换特性是作为车载以太网用最合适的共模线圈。在所述共模线圈中，当输入信号频率变高，则被输入的差动信号成分中转换为共模噪声并输出的比例及模式转换特性表现得很明显。例如日本专利公开号JP 2014120730A的专利文献3中列举了将第一线材与第二线材不同匝间产生的杂散电容也即分布电容的平衡破坏为主要研究原因，同样中国专利公开号CN 107430923A的专利文献4也针对两组线材不同匝间产生的杂散电容进行研究，目的是使斜电容在两组线材整体中平衡，减少杂散电容对整个电路影响。
发明人及申请人在实际应用过程中经过研究发现，对模式转换特性有影响的杂散电容除上述描述的两组线材间产生的杂散电容外，还存在两组线材同外电极之间产生的其它杂散电容、安装线圈的安装基板上布线与基准大地面之间产生的其它杂散电容等。上述专利文献3和4中的共模线圈依旧会受到这些其它杂散电容的影响，表现出模式转换特性，无法满足近几年来不断推广的车载用LAN中的以太网系统对稳定性和模式转换性能的高要求，会直接影响信号在高速以太网系统中传输的精确度，严重者将造成信息误判影响整个系统运转。
发明内容
本发明解决的技术问题是：共模线圈部件会受到两组线材同外电极之间、安装线圈的安装基板上布线与基准大地面之间等产生的其它杂散电容的影响。为此，提出一种共模线圈部件及其制作方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
共模线圈部件，具备：
卷芯部，包括在一方以及另一方分别具有第一凸缘部和第二凸缘部的绕线中心部；
第一线材和第二线材，在绕线中心部上从所述第一凸缘部朝向所述第二凸缘部被卷绕为螺旋状，其中所述第一线材和所述第二线材以相同的匝数螺旋状卷绕在所述绕线中心部上；
第一外电极与第三外电极，分别设置在所述第一凸缘部和所述第二凸缘部上，分别连接所述第一线材的一端与另一端，所述第一线材构成与所述绕线中心部周面接触的第一层的卷绕；
第二外电极与第四外电极，分别设置在所述第一凸缘部和所述第二凸缘部上，分别连接所述第二线材的一端与另一端，所述第二线材卷绕在所述第一线材相邻匝间形成的凹部上从而构成第二层的卷绕；
所述第二线材的第n匝嵌入到所述第一线材的第n匝与n+1匝之间的凹部，由此形成在所述第一线材与所述第二线材之间错开+0.5匝的第一卷绕区域；
所述第二线材的第n匝嵌入到所述第一线材的第n-1匝与n匝之间的凹部，由此形成在所述第一线材与所述第二线材之间错开-0.5匝的第二卷绕区域；其中，n是自然数；
切换区域，位于所述第一卷绕区域与所述第二卷绕区域之间，具有1至3匝的线材；所述第一线材与所述第二线材在所述切换区域交叉卷绕；所述第一线材的匝数在所述第一卷绕区域和所述第二卷绕区域相同；
第三卷绕区域，具有1至3匝的线材，用于调整所述第二线材在所述第一卷绕区域与所述第二卷绕区域的匝数总和之差，以使所述第二线材在所述第一卷绕区域的匝数和在所述第二卷绕区域的匝数相差1至3匝；
所述第一线材和所述第二线材的总匝数为各自在所述第一卷绕区域、所述第二卷绕区域、所述切换区域与所述第三卷绕区域卷绕的匝数之和。
共模线圈部件的制作方法，所述共模线圈部件包括卷芯部、第一外电极、第二外电极、第三外电极和第四外电极，所述卷芯部包括在一方以及另一方分别具有第一凸缘部和第二凸缘部的绕线中心部，所述第一外电极与所述第三外电极分别设置在所述第一凸缘部和所述第二凸缘部上，所述第二外电极与所述第四外电极分别设置在所述第一凸缘部和所述第二凸缘部上；所述制作方法包括：
将所述第一线材和所述第二线材从所述第一凸缘部朝向所述第二凸缘部以相同的匝数螺旋状卷绕在所述绕线中心部上；将所述第一线材的一端与另一端分别连接所述第一外电极与所述第三外电极，所述第一线材构成与所述绕线中心部周面接触的第一层的卷绕；将所述第二线材的一端与另一端分别连接所述第二外电极与所述第四外电极，所述第二线材卷绕在所述第一线材相邻匝间形成的凹部上从而构成第二层的卷绕；
将所述第二线材的第n匝嵌入到所述第一线材的第n匝与n+1匝之间的凹部，由此形成在所述第一线材与所述第二线材之间错开+0.5匝的第一卷绕区域；
将所述第二线材的第n匝嵌入到所述第一线材的第n-1匝与n匝之间的凹部，由此形成在所述第一线材与所述第二线材之间错开-0.5匝的第二卷绕区域；其中，n是自然数；
使所述第一线材的匝数在所述第一卷绕区域和所述第二卷绕区域相同；
将所述第一线材与所述第二线材在所述第一卷绕区域与所述第二卷绕区域之间交叉卷绕1至3匝，形成切换区域；
使所述第二线材在所述第一卷绕区域的匝数和在所述第二卷绕区域的匝数相差1至3匝，从而形成具有1至3匝的线材的第三卷绕区域；
使所述第一线材和所述第二线材的总匝数为各自在所述第一卷绕区域、所述第二卷绕区域、所述切换区域与所述第三卷绕区域卷绕的匝数之和。
与现有技术相比，本发明的有益效果有：
切换区域位于第一卷绕区域与第二卷绕区域之间且由第一线材与第二线材交叉卷绕而成，那么第一线材与第二线材就可通过切换区域来切换位置关系，使得第一线材与第二线材在第一卷绕区域的位置关系与在第二卷绕区域的不同，再加上第一线材卷绕在绕线中心部的周面，第二线材则卷绕在第一线材相邻匝间形成的凹部上，从而使得第一线材与第二线材在第一卷绕区域可错开+0.5匝以及使得第一线材与第二线材在第二卷绕区域可错开-0.5匝。而在第一卷绕区域，第二线材的第n匝嵌入到第一线材的第n匝与n+1匝之间的凹部，第二线材的第n匝与第一线材的第n+1匝之间产生能够数值化为“+1”的斜电容；在第二卷绕区域，第二线材的第n匝嵌入到第一线材的第n-1匝与n匝之间的凹部，第二线材的第n匝与第一线材的第n-1匝之间产生能够数值化为“-1”的斜电容。“+1”的斜电容和“-1”的斜电容可以抵消。第一线材和第二线材的总匝数是相同的，切换区域位于第一卷绕区域与第二卷绕区域之间且具有由第一线材与第二线材交叉卷绕而成的1至3匝的线材，第三卷绕区域也具有1至3匝的线材，那么就可以通过调整切换区域和第三卷绕区域的线材匝数来使第二线材在第一卷绕区域的匝数和在第二卷绕区域的匝数可相差1至3匝。再加上第一线材的匝数在第一卷绕区域和第二卷绕区域相同，且第一线材和第二线材的总匝数为各自在第一卷绕区域、第二卷绕区域、切换区域与第三卷绕区域卷绕的匝数之和，那么第一卷绕区域“+1”的斜电容的总数与第二卷绕区域的“-1”的斜电容的总数存在差值，从而导致表现出一小部分斜电容，第三卷绕区域中也可能会产生一小部分斜电容，这两部分的斜电容可能会抵消一部分也可能会全部叠加，从而形成两组线材之间的较小的斜电容差值。该斜电容差值由切换区域和第三卷绕区域来控制。斜电容差值可抵消其它杂散电容，从而可将共模线圈部件的模式转换特性降到最低，可满足车载用LAN中的以太网系统对稳定性和模式转换性能的高要求。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的共模线圈部件的立体图；
图2是示意性地表示图1所示的共模线圈部件中的第一线材31和第二线材32的卷绕状态下的剖视图；
图3是对于图2所示的第一线材31以及第二线材32间产生的斜电容进行说明的剖视图；
图4是对于图3所示的第一线材31以及第二线材32间错开+0.5匝区域产生的斜电容更详细地进行说明的等效电路图；
图5是对于图3所示的第一线材31以及第二线材32间错开-0.5匝区域产生的斜电容更详细地进行说明的等效电路图；
图6是在图2的基础上进行衍生的绕线方式，是示意性地表示本发明的第2实施方式涉及的共模线圈部件中第一线材31以及第二线材32的卷绕状态的剖视图；
图7是在图6的基础上进行衍生的绕线方式，是示意性地表示本发明的第3实施方式涉及的共模线圈部件中第一线材31以及第二线材32的卷绕状态的剖视图；
图8是在图7的基础上进行衍生的绕线方式，是示意性地表示本发明的第4实施方式涉及的共模线圈部件中第一线材31以及第二线材32的卷绕状态的剖视图；
图9是在图8的基础上进行衍生的绕线方式，是示意性地表示本发明的第5实施方式涉及的共模线圈部件中第一线材31以及第二线材32的卷绕状态的剖视图；
图10是在图2的基础上进行衍生的绕线方式，是示意性地表示本发明的第6实施方式涉及的共模线圈部件中第一线材31以及第二线材32的卷绕状态的剖视图；
图11是在图6的基础上进行衍生的绕线方式，是示意性地表示本发明的第7实施方式涉及的共模线圈部件中第一线材31以及第二线材32的卷绕状态的剖视图；
图12是在图7的基础上进行衍生的绕线方式，是示意性地表示本发明的第8实施方式涉及的共模线圈部件中第一线材31以及第二线材32的卷绕状态的剖视图；
图13是在图8的基础上进行衍生的绕线方式，是示意性地表示本发明的第9实施方式涉及的共模线圈部件中第一线材31以及第二线材32的卷绕状态的剖视图；
图14是在图9的基础上进行衍生的绕线方式，是示意性地表示本发明的第10实施方式涉及的共模线圈部件中第一线材31以及第二线材32的卷绕状态的剖视图；
图15是在图14的基础上进行衍生的绕线方式，是示意性地表示本发明的第11实施方式涉及的共模线圈部件中第一线材31以及第二线材32的卷绕状态的剖视图；
图16是对比例的共模线圈部件中第一线材31以及第二线材32的卷绕状态的剖视图；
图17是对比例与图7的实施例的频谱图。
具体实施方式
参考图1至图15，以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
本发明的共模线圈部件包括卷芯部1、第一外电极21、第二外电极22、第三外电极23、第四外电极24和磁性盖板4，卷芯部1包括在一方以及另一方分别具有第一凸缘部12和第二凸缘部13的绕线中心部11，第一外电极21与第三外电极23分别设置在第一凸缘部12和第二凸缘部13上，第二外电极21与第四外电极24分别设置在第一凸缘部12和第二凸缘部13上，磁性盖板4由环氧胶水粘接于磁性卷芯部1上。
在第1实施例中，图1所示共模线圈部件中两组线材31与32的卷绕状态在图2中被以示意性的剖视图表示。为明确第一线材31与第二线材32的区别，对图2以及后续的附图中，表示第一线材31的剖面图实施了阴影。其中被卷绕的卷芯部1周围的两组线材31与32各部分中位于卷芯部1近前侧的部分用实线示意性地表示，遮挡部分用虚线示意性地表示。图2中两组线材31与32围绕卷芯部1进行上下排列卷绕，第二线材32以其大部分嵌入到第一线材31的相邻的匝间形成的凹部并且构成第一层绕线层的外侧形成第二层绕线层。参照图1与图2，第一线材31的一端与第二外电极22进行连接，在第一卷绕区域A中以相邻匝紧密排列状态从第1匝卷绕至第16匝，在切换区域C中从第16匝向第17匝转移的部分形成缝隙。在第二卷绕区域B中，第一线材31再次以相邻匝间不形成缝隙的状态下从第17匝卷绕至第32匝。第二线材32的一端在错开+0.5匝区域的第一卷绕区域A中将第1匝嵌入第一线材31的第1匝与第2匝之间的凹部，即第二线材32的第n匝嵌入到第一线材31的第n匝与第n+1匝之间的凹部，持续卷绕至15匝。在切换区域C中，第二线材32以相对于第15匝形成了缝隙的状态卷绕至第18匝，与绕线中心部11周面的接触状态下卷绕，与第一线材31的第16匝向第17匝转移的部分有2个位置交叉。接着在第二卷绕区域B中，以第二线材32的第19匝嵌入到第一线材31的第18匝与第19匝之间的凹部，即第二线材32的第n+1匝嵌入到第一线材31的第n匝与第n+1匝之间的凹部的状态，从第二线材的第19匝卷绕至第31匝。接着在第三卷绕区域D中，第二线材32的第32匝在与第一线材31的第32匝相邻不形成缝隙的状态下与绕线中心部11周面接触进行卷绕，从而第二线材32的终端与第四外电极24连接。第一线材31和第二线材32在卷芯部1上卷绕形成第一卷绕区域A、切换区域C、第二卷绕区域B、第三卷绕区域D并固定在外电极上，构成双层分段结构。第一线材和第二线材的总匝数是相同的，第一线材31和第二线材32的总匝数为各自在第一卷绕区域A、第二卷绕区域B、切换区域C与第三卷绕区域D卷绕的匝数之和，第一线材31的匝数在第一卷绕区域A和第二卷绕区域B相同。
共模线圈部件的差分信号成分被换成共模噪声而被输出的比例即为模式转换特性Scd21。模式转换特性Scd21可以根据图3、图4以及图5中对共模线圈产生的杂散电容也即分布电容进行说明。图3为两组线材31与32在卷绕状态下部分线圈产生斜电容的剖视图，包含部分第一卷绕区域A与部分第二卷绕区域B，剖面内标记的数值为两组线材31与32各自的匝数，分别为两组线材31与32各自的第1匝至第4匝，第29匝至第32匝为例。第一卷绕区域A为错开+0.5匝区域，以第一线材31构成第一层，在第二线材32的第1匝嵌入到第一线材31的第1匝与第2匝之间的凹部中，第二线材32的第2匝嵌入到第一线材31的第2匝与第3匝之间的凹部中，通过这种方式在磁性卷芯部1上进行卷绕。第二卷绕区域B为错开-0.5匝区域，第一线材31与第二线材32各匝的相对位置发生明显变化，第二线材32的第19匝嵌入到第一线材31的第18匝与第19匝之间的凹部中，第二线材32的第20匝嵌入到第一线材31的第19匝与第20匝之间的凹部中。
在图4与图5中，两组线材各自的1匝用一个电感器符号表示，示意两组线材各自相同匝围绕在磁性卷芯部1上进行排列。图中所示杂散电容包含第一线材31的第1匝与第二线材32的第1匝之间产生的杂散电容、在第一线材31的第2匝与第二线材32的第1匝之间产生的杂散电容、在第一线材31的第2匝与第二线材32的第2匝之间产生的杂散电容等。模式转换特性Scd21增加的主要原因在于两组线材31与32之间产生的杂散电容，特别是两组线材31与32之间不同的匝间杂散电容Cd影响最大，即斜电容Cd。
在第一卷绕区域A中共模线圈斜电容Cd在第一线材31的第2匝与第二线材32的第1匝之间，即第一线材31的第n+1匝与第二线材32的第n匝之间形成，在第二卷绕区域B中斜电容Cd在第一线材32的第18匝与第二线材32的第19匝之间，即第一线材31的第n匝与第二线材32的第n+1匝之间形成。图4示意了两组线材31与32各自的相同匝上下排列的等效电路，斜电容Cd1为“右斜下”的连接方式。在图1中，将从第一外电极21输入的信号向第三外电极23输出的比例设为S21，将从第一外电极21输入的信号向第四外电极24输出的比例设为S41。另外同样的将从第二外电极22输入的信号向第三外电极23输出的比例为S23，将从第二外电极22输入的信号向第四外电极24输出的比例设为S43。则此时Scd21＝(S21-S43)+(S41-S23)。S41与S23是关于在两组线材31与32之间传播的信号的特性，特别是大幅度受两组线材31与32之间产生的杂散电容进行传递的信号的影响。由于斜电容Cd存在，影响S41与S23传播路径，S41是包括在斜率为-1的斜电容Cd路径传递信号的值，例如从第一线材31的第2匝至第二线材32的第1匝的路径。S23是包括斜率为+1的斜电容Cd的路径传递信号的值，例如从第二线材32的第2匝至第一线材31的第3匝的路径。电感器中通过的距离不同，信号的衰减特性不同，因此产生S41与S23之间的非对称性，(S41-S23)不为0。此外也包括在第一线材31与第二线材32的相同匝间产生的斜率为0的杂散电容的路径进行传递的信号，但关于该路径，S41与S23是对称的，几乎能够忽略对(S41-S23)的影响。所以斜电容Cd的斜率差异引起信号传播性非对称性，使得S41与S23之间信号传播特性的非对称性进一步变大，因此Scd21变大。
针对上述斜电容Cd综合影响S41与S23对共模线圈进行本发明的实施方式说明。
图4与图5表示两组线材相同匝上下排列的等效电路图，其中包含不同匝间产生的杂散电容，即斜电容Cd。图4所示在第一卷绕区域A，错开+0.5匝区域中，从第二线材32侧进行观察，两组线材31与32之间的“右斜下”的斜电容Cd1的斜率为“+1”。图5所示在第二卷绕区域B，错开-0.5匝区域中，从第二线材32侧进行观察，两组线材31与32之间的“右斜上”的斜电容Cd2的斜率为“-1”。接下来对斜电容Cd1与Cd2进行数值化表示，并考察各个大小以及作用。在图4中错开+0.5区域A所示斜电容Cd1具有“右斜下”连接姿势，将斜电容Cd1数值化时为“+”符号，在图5中错开-0.5匝区域B所示斜电容Cd2具有“右斜上”连接姿势，将斜电容Cd2数值化时为“-”符号。同时将产生斜电容的第一线材31侧的匝数与第二线材32侧的匝数之差是“1”的情况下，比如第一线材31的第2匝与第二线材32的第1匝，将斜电容绝对值化为“1”。
根据上述内容，在错开+0.5匝区域A中产生的斜电容Cd1能够数值化为“+1”，在错开-0.5匝区域B中产生的斜电容Cd2能够数值化为“-1”。此时将错开+0.5匝区域A的第二线材匝数之和设置为N+0.5，将错开-0.5匝区域B中的第二线材32匝数之和设为N-0.5。通过第三卷绕区域D中第二线材32的第32匝与第一线材31的第32匝进行微调，在以上图7中所示的具体卷绕状态下，在错开+0.5匝区域的第一卷绕区域A中，第二线材32的匝数之和N+0.5为“15”，在错开-0.5匝区域的第二卷绕区域B中，第二线材32的匝数之和N-0.5为“13”，此时在第一卷绕区域A中第二线材32的匝数之和N+0.5与第二卷绕区域B中第二线材32的匝数之和N-0.5几乎相同，相差2匝。如此，两组线材31与32在第一卷绕区域A和第二卷绕区域B中产生的斜电容Cd大部分相互抵消，只剩下由相差2匝导致的一小部分斜电容表现出来，再加上第三卷绕区域D中也可能会产生一小部分斜电容，这两部分的斜电容可能会抵消一部分也可能会全部叠加，从而形成两组线材31与32之间的较小的斜电容差值。该斜电容差值可抵消两组线材31与32同外电极21至24之间、安装线圈的安装基板上布线与基准大地面之间等产生的其它杂散电容，从而可将共模线圈的模式转换特性降到最低，可满足车载用LAN中的以太网系统对稳定性和模式转换性能的高要求。
除以上所述，以下几种情况均为本发明的范围。
接下来，在图6中对本发明的第2实施方式涉及的共模线圈进行说明。图6所示的绕线方式是在图2的基础上进行衍生，同时省略重复说明。
图6所示共模线圈沿着绕线中心部轴线方式绕线分布，与图2绕线情况相同。在图6中，第2实施方式中的两组线材31与32在第一卷绕区域A、切换区域C和第二卷绕区域B中的绕线方式与图2中的第一卷绕区域A、切换区域C和第二卷绕区域B相同，主要区别在于第三卷绕区域D。图6中第二线材32在第二卷绕区域B，以第二线材的第19匝卷绕至第31匝之后，进入第三卷绕区域D。接着在第三卷绕区域D中，第二线材32的第32匝的前半匝以第一线材31的第32匝相邻不形成缝隙的状态下与绕线中心部11周面接触下进行卷绕，接着第二线材32的第32匝的后半匝在以第一线材31的第31匝与第32匝之间的凹部。
在以上图6中所示的具体卷绕状态下，在第一卷绕区域A中，第二线材32的匝数之和N+0.5为“15”，在第二卷绕区域B中，第二线材32的匝数之和N-0.5为“13”，此时在第一卷绕区域A中第二线材32的匝数之和N+0.5与第二卷绕区域B中第二线材32的匝数之和N-0.5几乎相同，两组相差2匝。
接下来，在图7中对本发明的第3实施方式涉及的共模线圈进行说明。图7所示的绕线方式是在图6的基础上进行衍生，同时省略重复说明。
图7所示共模线圈沿着绕线中心部轴线方式绕线分布，其中与图6绕线情况相同。在图7中，第3实施方式中的两组线材31与32在第一卷绕区域A、切换区域C中的绕线方式与图6中的第2实施方式中的第一卷绕区域A、切换区域C相同，主要区别在于第二卷绕区域B与第三卷绕区域D进行调整。图7中在第二卷绕区域B中第二线材32的第19匝嵌入到第一线材31的第18匝与第19匝之间的凹部，即第二线材32的第n+1匝嵌入到第一线材31的第n匝与第n+1匝之间的凹部的状态，从第二线材的第19匝卷绕至第30匝。在第三卷绕区域D中，第二线材32的第31匝的前半匝嵌入到第一线材31的第30匝与第31匝之间的凹部，接着第二线材32的第31匝的后半匝嵌入到第一线材31的第31匝与第32匝的凹部中。接着第二线材32的第32匝在以第一线材31的第32匝相邻不形成缝隙的状态下与绕线中心部11周面接触下进行卷绕。
在以上图7中所示的具体卷绕状态下，在第一卷绕区域A中，第二线材32的匝数之和N+0.5为“15”，在第二卷绕区域B中，第二线材32的匝数之和N-0.5为“12”，此时在第一卷绕区域A中第二线材32的匝数之和N+0.5与第二卷绕区域B中第二线材32的匝数之和N-0.5几乎相同，两组相差3匝。
接下来，在图8中对本发明的第4实施方式涉及的共模线圈进行说明。图8所示的绕线方式是在图7的基础上进行衍生，同时忽略重复说明。
图8所示共模线圈与图7中所示的共模线圈绕线情况相同，图8中第4实施方式中的两组线材31与32在第一卷绕区域A、切换区域C和第二卷绕区域B中的绕线方式与图7中的第3实施方式中的第一卷绕区域A、切换区域C和第二卷绕区域B中相同，主要区别在于第三卷绕区域D进行调整。在第三卷绕区域D中，第二线材32的第31匝的前半匝嵌入到第一线材31的第31匝与第32匝之间的凹部，接着第二线材32的第31匝的后半匝嵌入到第一线材31的第30匝与第31匝的凹部中。接着第二线材32的第32匝在以第一线材31的第32匝相邻不形成缝隙的状态下与绕线中心部11周面接触下进行卷绕。
在以上图8中所示的具体卷绕状态下，在第一卷绕区域A中，第二线材32的匝数之和N+0.5为“15”，在第二卷绕区域B中，第二线材32的匝数之和N-0.5为“12”，此时在第一卷绕区域A中第二线材32的匝数之和N+0.5与第二卷绕区域B中第二线材32的匝数之和N-0.5几乎相同的，两组相差3匝。
接下来，在图9中对本发明的第5实施方式涉及的共模线圈进行说明。图9所示的绕线方式是在图8的基础上进行衍生，同时忽略重复说明。
图9所示共模线圈与图8中所示的共模线圈绕线情况相同，图9中第5实施方式中的两组线材31与32在第一卷绕区域A、切换区域C和第二卷绕区域B中的绕线方式与图8中的第4实施方式中的第一卷绕区域A、切换区域C和第二卷绕区域B中相同，主要区别在于第三卷绕区域D进行调整。在第三卷绕区域D中，第二线材32的第31匝的前半匝嵌入到第一线材31的第31匝与第32匝之间的凹部，接着第二线材32的第31匝的后半匝嵌入到第一线材31的第30匝与第31匝的凹部中。此时第二线材32的第32匝的前半匝以第一线材31的第32匝相邻不形成缝隙的状态下与绕线中心部11周面接触下进行卷绕，接着第二线材32的第32匝的后半匝在以第一线材31的第31匝与第32匝之间的凹部。
在以上图9中所示的具体卷绕状态下，在第一卷绕区域A中，第二线材32的匝数之和N+0.5为“15”，在第二卷绕区域B中，第二线材32的匝数之和N-0.5为“12”，此时在第一卷绕区域A中第二线材32的匝数之和N+0.5与第二卷绕区域B中第二线材32的匝数之和N-0.5几乎相同的，两组相差3匝。
接下来，在图10中对本发明的第6实施方式涉及的共模线圈进行说明。图10所示的绕线方式在图2的基础上进行衍生，同时忽略重复说明。图10所示共模线圈与图2中所示的共模线圈情况相似，图10中的第6实施方式中两组线材31与32在第一卷绕区域A与第三卷绕区域D中相同，主要在切换区域C和第二卷绕区域B中进行调整。在切换区域C中，第二线材32以相对于第15匝形成了缝隙的状态卷绕至第17匝，其中第16匝向第17匝转移的部分与绕线中心部11周面接触状态下卷绕，并与第一线材31的第16匝向第17匝转移的部分有1个位置交叉。接着在第二卷绕区域B中，以第二线材32的第18匝嵌入到第一线材31的第17匝与第18匝之间的凹部，即第二线材32的第n+1匝嵌入到第一线材31的第n匝与第n+1匝之间的凹部的状态，从第二线材的第18匝卷绕至第31匝。
接下来，在图11至图14中对本发明的第7至第10实施方式涉及的共模线圈。其中图11的第7实施方式绕线方式在图6的基础上进行衍生，图12的第8实施方式绕线方式在图7的基础上进行衍生，图13的第9实施方式绕线方式在图8的基础上进行衍生，图14的第10实施方式绕线方式在图9基础上进行衍生，主要区别均在于切换区域C与第二卷绕区域B的开始端进行调整，其中切换区域C与第二卷绕区域B的调整方式同图10中第6实施方式与图2所示共模线圈相似，忽略重复说明部分。
在图15中为本发明的第11实施方式涉及的共模线圈。图15所示共模线圈与图10至图14中所示共模线圈情况相似，主要区别在于第三卷绕区域D进行调整。在第三卷绕区域D中，第二线材32的第30匝的前半匝嵌入到第一线材31的第29匝与第30匝之间的凹部，接着第二线材32的第30匝的后半匝嵌入到第一线材31的第30匝与第31匝之间。此时第二线材32的第31匝嵌入到第一线材31的第31匝与第32匝之间的凹部，接着第二线材32的第32匝在以第一线材31的第32匝相邻不形成缝隙的状态下与绕线中心部11周面接触下进行卷绕。此时，在第一卷绕区域A中，第二线材32的匝数之和N+0.5为“15”，在第二卷绕区域B中，第二线材32的匝数之和N-0.5为“12”，此时在第一卷绕区域A中第二线材32的匝数之和N+0.5与第二卷绕区域B中第二线材32的匝数之和N-0.5几乎相同，两组相差3匝。
以下结合实验对本发明进行说明。
以图16所示的共模线圈部件作为对比例，与图7也即本发明实施例3所示的共模线圈部件进行比较。对比例和实施例3的区别在于：对比例的两组线材之间的斜电容完全抵消，而实施例3的则存在斜电容差值。在实验中，给对比例和实施例3的共模线圈部件输入同样频率的信号，从0.1MHz至1000MHz，通过测量仪器测量信号的损耗。在图17中，实线代表对比例的实验结果，虚线代表实施例3的实验结果，可以看出，在20MHz至300MHz的范围内，实施例3的信号损耗明显低于对比例的，也就是实施例3的模式转换特性Scd21更低。其原因是实施例3的斜电容差值抵消了前文所述的其它杂散电容。本发明其它实施例与对比例进行对比的结论跟上述的是一致的，在此省略说明。可见，本发明可将共模线圈的模式转换特性降到最低，可满足车载用LAN中的以太网系统对稳定性和模式转换性能的高要求。
然而本发明中的实施方式不局限于上述的情况，上述的构成是在图示的实施方式所具备的构成中，匝数方向相反的构成可以说本质上是相同的构成，因此忽略相关图示。
以上，与图示的共模线圈部件涉及的实施方式相关联地说明了本发明，不能认定本发明实施只限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.共模线圈部件，其特征在于具备：
卷芯部，包括在一方以及另一方分别具有第一凸缘部和第二凸缘部的绕线中心部；
第一线材和第二线材，在绕线中心部上从所述第一凸缘部朝向所述第二凸缘部被卷绕为螺旋状，其中所述第一线材和所述第二线材以相同的匝数螺旋状卷绕在所述绕线中心部上；
第一外电极与第三外电极，分别设置在所述第一凸缘部和所述第二凸缘部上，分别连接所述第一线材的一端与另一端，所述第一线材构成与所述绕线中心部周面接触的第一层的卷绕；
第二外电极与第四外电极，分别设置在所述第一凸缘部和所述第二凸缘部上，分别连接所述第二线材的一端与另一端，所述第二线材卷绕在所述第一线材相邻匝间形成的凹部上从而构成第二层的卷绕；
所述第二线材的第n1匝嵌入到所述第一线材的第n1匝与n1+1匝之间的凹部，由此形成在所述第一线材与所述第二线材之间错开+0.5匝的第一卷绕区域；
所述第二线材的第n2匝嵌入到所述第一线材的第n2-1匝与n2匝之间的凹部，由此形成在所述第一线材与所述第二线材之间错开-0.5匝的第二卷绕区域；其中，n1和n2是自然数；
切换区域，位于所述第一卷绕区域与所述第二卷绕区域之间，具有1至3匝的线材；所述第一线材与所述第二线材在所述切换区域交叉卷绕；所述第一线材的匝数在所述第一卷绕区域和所述第二卷绕区域相同；
第三卷绕区域，具有1至3匝的线材，用于调整所述第二线材在所述第一卷绕区域与所述第二卷绕区域的匝数总和之差，以使所述第二线材在所述第一卷绕区域的匝数和在所述第二卷绕区域的匝数相差1至3匝；
所述第一线材和所述第二线材的总匝数为各自在所述第一卷绕区域、所述第二卷绕区域、所述切换区域与所述第三卷绕区域卷绕的匝数之和。
2.根据权利要求1所述共模线圈部件，其特征在于：在所述第三卷绕区域内，所述第二线材的第n3匝分为前半匝与后半匝；所述前半匝嵌入到所述第一线材第n3匝与第n3+1匝之间的凹部或第n3-1匝与第n3匝之间的凹部，和/或所述后半匝嵌入到所述第一线材第n3匝与第n3+1匝之间的凹部或第n3-1匝与第n3匝之间的凹部；所述第二线材的最后一匝与所述绕线中心部的周面直接接触卷绕或部分接触卷绕；其中，n3是自然数。
3.根据权利要求1所述共模线圈部件，其特征在于：所述第一线材与所述第二线材为双线。
4.根据权利要求1至3任一项所述共模线圈部件，其特征在于：所述第二线材在所述第一卷绕区域的匝数比所述第一线材在所述第一卷绕区域内的匝数少1至3匝，所述第二线材在所述第二卷绕区域内的匝数比所述第一线材在所述第二卷绕区域内的匝数少1至3匝。
5.共模线圈部件的制作方法，其特征在于所述共模线圈部件包括卷芯部、第一外电极、第二外电极、第三外电极和第四外电极，所述卷芯部包括在一方以及另一方分别具有第一凸缘部和第二凸缘部的绕线中心部，所述第一外电极与所述第三外电极分别设置在所述第一凸缘部和所述第二凸缘部上，所述第二外电极与所述第四外电极分别设置在所述第一凸缘部和所述第二凸缘部上；所述制作方法包括：
将第一线材和第二线材从所述第一凸缘部朝向所述第二凸缘部以相同的匝数螺旋状卷绕在所述绕线中心部上；将所述第一线材的一端与另一端分别连接所述第一外电极与所述第三外电极，所述第一线材构成与所述绕线中心部周面接触的第一层的卷绕；将所述第二线材的一端与另一端分别连接所述第二外电极与所述第四外电极，所述第二线材卷绕在所述第一线材相邻匝间形成的凹部上从而构成第二层的卷绕；
将所述第二线材的第n1匝嵌入到所述第一线材的第n1匝与n1+1匝之间的凹部，由此形成在所述第一线材与所述第二线材之间错开+0.5匝的第一卷绕区域；
将所述第二线材的第n2匝嵌入到所述第一线材的第n2-1匝与n2匝之间的凹部，由此形成在所述第一线材与所述第二线材之间错开-0.5匝的第二卷绕区域；其中，n1和n2是自然数；
使所述第一线材的匝数在所述第一卷绕区域和所述第二卷绕区域相同；
将所述第一线材与所述第二线材在所述第一卷绕区域与所述第二卷绕区域之间交叉卷绕1至3匝，形成切换区域；
使所述第二线材在所述第一卷绕区域的匝数和在所述第二卷绕区域的匝数相差1至3匝，从而形成具有1至3匝的线材的第三卷绕区域；
使所述第一线材和所述第二线材的总匝数为各自在所述第一卷绕区域、所述第二卷绕区域、所述切换区域与所述第三卷绕区域卷绕的匝数之和。
6.根据权利要求5所述制作方法，其特征在于：在所述第三卷绕区域内，所述第二线材的第n3匝分为前半匝与后半匝；所述前半匝嵌入到所述第一线材第n3匝与第n3+1匝之间的凹部或第n3-1匝与第n3匝之间的凹部，和/或所述后半匝嵌入到所述第一线材第n3匝与第n3+1匝之间的凹部或第n3-1匝与第n3匝之间的凹部；所述第二线材的最后一匝与所述绕线中心部的周面直接接触卷绕或部分接触卷绕；其中，n3是自然数。
7.根据权利要求5所述制作方法，其特征在于：以双线将所述第一线材与所述第二线材有序卷绕于所述卷芯部上。
8.根据权利要求5至7任一项所述制作方法，其特征在于：使所述第二线材在所述第一卷绕区域的匝数与所述第一线材在所述第一卷绕区域内的匝数相同或少1至3匝，或者使所述第二线材在所述第二卷绕区域内的匝数与所述第一线材在所述第二卷绕区域内的匝数相同或少1至3匝。
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