電感性組件和使用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明詳述了一種電感性組件(1a..1e)，該電感性組件具有至少兩個線圈(2..4b)，該至少兩個線圈處于閉合主磁路(5a..5j)中，用于引導(dǎo)穿透所有線圈(2..4b)的主磁通(ΦH)。所述電感性組件還包括漏泄場引導(dǎo)組件(6a..8c)或多個漏泄場引導(dǎo)組件(6a..8c)，其中，漏泄場引導(dǎo)組件(6a..8c)在每一種情況下設(shè)置在兩個線圈(2..4b)之間，與所述主磁路由兩個氣隙(E..J)隔開，并且旨在引導(dǎo)與主磁通ΦH不同的漏磁通ΦS。所述主磁路(5a、5j)和/或所述漏泄場引導(dǎo)組件(6a..8c)由磁各向同性材料構(gòu)成。而且，本發(fā)明涉及作為PFC(功率因數(shù)校正)扼流器的扼流器(1a..1e)的使用，該扼流器(1a..1e)具有用于引導(dǎo)出現(xiàn)在該扼流器(1a..1e)中的漏磁通(ΦS)的漏泄場引導(dǎo)組件(6a..8c)。
【專利說明】電感性組件和使用
[0001]本申請要求2011年10月25日提交的在先美國臨時申請n0.61/551002的優(yōu)先權(quán)，并且作為其非臨時申請；本申請還要求2011年10月25日提交的在先歐洲申請n0.EP11186570的優(yōu)先權(quán)；針對所有意圖和目的，歐洲申請n0.EP11186570和美國申請n0.61/551002均通過引用其全部內(nèi)容而明確地并入于此，就好像相同地完全在此闡述一樣。
[0002]本發(fā)明涉及一種電感性組件，該電感性組件包括至少兩個線圈，該至少兩個線圈處于閉合主磁路中，用于引導(dǎo)穿透所有線圈的主磁通，所述主磁路包括中央鐵芯(shank)和至少一個外側(cè)鐵芯，并且所述至少兩個線圈設(shè)置在所述中央鐵芯上。所述電感性組件還包括漏泄場引導(dǎo)組件或多個漏泄場引導(dǎo)組件，其中，漏泄場引導(dǎo)組件在每一種情況下設(shè)置在兩個線圈之間，與所述主磁路由兩個氣隙隔開，并且旨在引導(dǎo)與主磁通不同的漏磁通，并且其中，一個氣隙面對所述中央鐵芯，而一個氣隙面對所述外側(cè)鐵芯。而且，本發(fā)明涉及一種扼流器的使用，即，該扼流器具有用于引導(dǎo)出現(xiàn)在該扼流器中的漏磁通的漏泄場引導(dǎo)組件。
[0003]具體來說，所述類型的“電感性組件”要被理解為意指扼流器和變壓器。
[0004]扼流器是電感性無源組件，其主要用于電氣和電子裝置或系統(tǒng)的電源領(lǐng)域，和功率電子學(xué)方面，以阻尼不希望的頻率或者用于能量存儲。扼流器包括至少一個電流導(dǎo)體繞組(線圈)，其通常設(shè)置在導(dǎo)磁核心上，以引導(dǎo)磁通量。
[0005]實際上，本發(fā)明尤其涉及具有至少兩個線圈的扼流器，由此涉及耦合扼流器。大體上，這類扼流器和在主磁 路中同樣具有多個線圈的變壓器相同。由此，耦合扼流器和變壓器主要在布線及其用途方面不同。然而，大體上，耦合扼流器也可以被用作變壓器，反之亦然。
[0006]除了穿透所有線圈的主磁通以外，漏磁通也出現(xiàn)在具有多個線圈的排布結(jié)構(gòu)中，該泄漏流不穿透所有線圈或繞組。該泄漏流導(dǎo)致繞組中的渦電流，其熱加載該電感性組件，并由此對于主要部件來說不可取。為此，現(xiàn)有技術(shù)方面已經(jīng)提出了用于引導(dǎo)漏磁通的幾個方案。
[0007]例如，JPH08-222441A公開了具有減小漏磁通和減小渦電流的高頻扼流器。將凹槽并入柱狀核心中，在該凹槽中設(shè)置了扼流器的線圈。另外，提供了用于傳導(dǎo)磁通量的壺狀主體。用于主磁通的路徑像用于漏磁通的路徑一樣，在每一種情況下被一個氣隙中斷。漏電感和主電感由此具有相似大小。
[0008]而且，DE 102 46 543A1公開了一種線圈排布結(jié)構(gòu)，其具有同軸地環(huán)繞第二線圈、留下一泄漏間隙的第一線圈。而且，該線圈排布結(jié)構(gòu)包括漏磁通引導(dǎo)部排布結(jié)構(gòu)，其具有設(shè)置在該泄漏間隙中并且同軸地包圍第二線圈的漏磁通引導(dǎo)柱，并且具有設(shè)置在線圈端部并且沿徑向延伸的至少一個漏磁通引導(dǎo)軛。在這種情況下，該線圈設(shè)置在同一平面中，并且漏磁通被軸向引導(dǎo)，就是說，沿平行于這兩個線圈的旋轉(zhuǎn)軸的方向引導(dǎo)。
[0009]更進一步地，JP S59-022305A公開了用于扼流器的核心，其具有至少兩個主路徑和用于引導(dǎo)漏磁通的兩個漏泄場引導(dǎo)組件，以便減小渦電流損耗。該用于引導(dǎo)主磁通的核心具有兩個E狀部件。用于主磁通的路徑像用于漏磁通的路徑一樣，在每一種情況下被一個氣隙中斷。漏電感和主電感由此具有相似大小。
[0010]而且，DE 101 35 599A1公開了一種用于耦合扼流器的應(yīng)用可能性(即，具有功率因數(shù)校正的開關(guān)模式電源)，和用于其的線圈。串聯(lián)連接的兩個電感在此被設(shè)置在線圈主體和公共核心上。這些線圈被設(shè)置線圈主體的不同腔室中。一個空腔(位于該核心的氣隙區(qū)域中)被設(shè)置在這兩個電感之間。
[0011]另外，NL 43681 C公開了一種被用于熒光燈的漏磁變壓器。該變壓器包括設(shè)置在兩個線圈之間的與主磁路由兩個氣隙隔開的漏泄場引導(dǎo)組件。 [0012]而且，EP O 551 555 A公開了一種車載變壓器，其包括殼型鐵芯，彼此按磁感應(yīng)關(guān)系環(huán)繞該鐵芯纏繞的輸入側(cè)繞組以及輸出側(cè)繞組。該變壓器還包括具有設(shè)置在輸入側(cè)繞組與輸出側(cè)繞組之間的氣隙的磁部件組合件，和設(shè)置在輸出側(cè)繞組之間、用于其間的松散磁耦合的第二磁部件組合件。該第二磁部件組合件包括設(shè)置在被鐵芯包圍的空間內(nèi)的無氣隙磁部件，和相對于鐵芯和繞組絕緣地支承該無氣隙磁部件的絕緣部件。
[0013]而且，DE 86 33 338 Ul公開了一種具體被用于微波爐的磁控管的漏磁變壓器，包括磁芯組件和雜散場組件以及作為主線圈的初級側(cè)線圈和次級側(cè)線圈。
[0014]最后，EP O 142 207 Al公開了一種具有安裝在壺形鐵芯變壓器的中央腿部上的初級側(cè)線圈和次級側(cè)線圈，其中，除了準許用于該線圈的引線饋出的一個或幾個通孔以外，該壺形鐵芯變壓器完全閉合。在中央腿部中設(shè)置有氣隙并且在初級側(cè)線圈和次級側(cè)線圈之間設(shè)置有磁關(guān)(magnetic shut)。該氣隙和磁關(guān)一起限定初級側(cè)線圈與次級側(cè)線圈之間的率禹合系數(shù)。
[0015]本發(fā)明的一個目的是，指定一種改進電感性組件。具體來說，應(yīng)當(dāng)克服常規(guī)電感性組件的上述缺點。而且，詳述了一種扼流器的有利使用，即，該扼流器具有用于引導(dǎo)出現(xiàn)在該扼流器中的漏磁通的漏泄場引導(dǎo)組件。
[0016]本發(fā)明的該目的利用開頭所述類型的電感性組件來實現(xiàn)，其中，所述主磁路和/或所述漏泄場引導(dǎo)組件由磁各向同性材料(具體來說，鐵氧體)構(gòu)成。
[0017]而且，本發(fā)明的該目的隨著使用這樣的扼流器作為PFC(功率因數(shù)校正)扼流器來實現(xiàn)，即，該扼流器具有用于引導(dǎo)出現(xiàn)在該扼流器中的漏磁通的漏泄場引導(dǎo)組件，具體來說，如果所述扼流器具有上述特征。
[0018]下列優(yōu)點可以由本發(fā)明產(chǎn)生:
[0019]-所述漏磁通仍保持在所述電感性組件中
[0020]-所述漏磁通被環(huán)繞所述線圈引導(dǎo)，并由此不導(dǎo)致所述繞組中的任何渦電流。而相反，常規(guī)共模扼流器例如經(jīng)不住扼流器在強對流加載情況下的熱載荷。
[0021]-所述漏磁通可以借助于選擇所述漏泄場引導(dǎo)環(huán)的幾何尺度而很好定量。
[0022]通過使用磁各向同性材料，具體來說，可以減小所述主磁路和/或所述漏泄場引導(dǎo)組件中的渦電流損耗。
[0023]本發(fā)明的有利構(gòu)造和開發(fā)由從屬權(quán)利要求并且還由結(jié)合附圖的描述而產(chǎn)生，或者通過其公開。
[0024]如果所述主磁路被構(gòu)造為空心體，該空心體具有穿過空腔引導(dǎo)并且被設(shè)置為中央鐵芯的銷(pin)，則其是有益的。結(jié)果，所述主磁路可以按簡單方式制造。
[0025]如果所述漏泄場引導(dǎo)組件按環(huán)形方式構(gòu)造，則在這種情況下其是有益的。結(jié)果，漏泄場引導(dǎo)組件的組裝可以按簡單方式進行，因為其被推壓到被構(gòu)造為中央鐵芯的銷上。
[0026]如果所述主磁路和/或所述漏泄場引導(dǎo)組件和/或所述線圈按旋轉(zhuǎn)對稱方式構(gòu)造，則其是有利的。結(jié)果，提到的所述組件可以按簡單方式制造。
[0027]如果所述漏泄場引導(dǎo)組件和所述線圈以一個在另一個后面的方式順序地軸向設(shè)置，則其特別有利。結(jié)果，所述電感性組件的組裝非常簡單，因為所述線圈和漏泄場引導(dǎo)組件僅需要按交替方式推壓到被構(gòu)造為中央鐵芯的所述銷上。
[0028]在這種情況下，如果所述線圈按軸向突出方式突出超過所述漏泄場引導(dǎo)組件，則其特定有利。從而，按簡單方式獲得朝著所述中央鐵芯的所述氣隙和朝著所述外側(cè)鐵芯的所述氣隙。
[0029]另外，如果所述線圈中的一個被分割，并且所述兩個組件(具體來說，二等分)在每一種情況下被設(shè)置在由其它線圈和所述漏泄場引導(dǎo)組件形成的堆的端部，則其是有利的。由此獲得所述磁通量的有利構(gòu)造。
[0030]而且，如果所述漏泄場引導(dǎo)組件被構(gòu)造用于徑向引導(dǎo)所述漏磁通，則是有利的。由此獲得作為整體的所述電感性組件的緊湊結(jié)構(gòu)。
[0031]如果所述漏泄場引導(dǎo)組件被構(gòu)造為分離部件，則其是有益的。結(jié)果，所述漏泄場引導(dǎo)組件可以容易地制造，具體來說，還由與所述主磁路不同的材料制造。
[0032]如果所述漏 泄場引導(dǎo)組件由多個環(huán)形區(qū)段構(gòu)建，則其是有益的。結(jié)果，由于個體組件僅相對較小，因而所述漏泄場引導(dǎo)組件的制造被簡化。另外，所述環(huán)形區(qū)段隨后可以在所述線圈之間被推壓到針對其設(shè)置的所述線圈主體的腔室中。
[0033]而且，如果所述漏泄場引導(dǎo)組件在一側(cè)上沿切向平坦化，則其是有益的。結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明所述的電感性組件可以按簡單方式安裝在平坦基板上。
[0034]而且，如果漏泄場引導(dǎo)組件的外輪廓按恒定距離跟隨所述主磁路的所述外側(cè)鐵芯的內(nèi)表面和/或所述外側(cè)鐵芯的外輪廓，則其是有益的。結(jié)果，所得氣隙總體尺寸相同。
[0035]如果所述PFC扼流器被設(shè)置在單相或多相交流電網(wǎng)與整流器之間或者直流電網(wǎng)與逆變器之間，則對于根據(jù)本發(fā)明作為PFC扼流器的使用來說，其是有益。由于該特定排布結(jié)構(gòu)，因而所述PFC扼流器具有共模扼流器的效果。在這種情況下，所述主電感對所述信號的共模部分作用，而所述漏電感對其的交流部分作用。
[0036]在這種情況下，如果所述交流電網(wǎng)的每一相都按相同方式連接至PFC扼流器在每一種情況下的一個線圈，則其是有利的。在這種情況下，如果所述扼流器的所述線圈按同一方向纏繞，則其也是有利的。按這種方式，所述PFC扼流器可以被很好地(具體來說，而且隨后)插入到電路中。
[0037]而且，如果將具有兩個線圈的扼流器連接至DC/DC轉(zhuǎn)換器(例如，升壓轉(zhuǎn)換器)的包括兩個半橋的逆變器，則其是有利的，由此，
[0038]-所述兩個線圈利用中心抽頭連接至線圈，在這一點上，所述一個線圈的末端連接至所述另一線圈的起點，而且該點連接至所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入，并由此，
[0039]-在所述半橋的每一個橋接點處，線圈的相應(yīng)自由線圈端被連接。
[0040]僅DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入側(cè)上的較小反應(yīng)因該設(shè)計而導(dǎo)致。
[0041]本發(fā)明的上述構(gòu)造和開發(fā)可以按任何希望方式來組合。
[0042]下面，基于在附圖的示意圖形中指定的實施例形式來對本發(fā)明進行更詳細的描述。在圖中:
[0043]圖1按縱截面和橫截面示出了根據(jù)本發(fā)明的電感性組件的第一變型例；
[0044]圖2示出了根據(jù)圖1的、繪制有主磁通和漏磁通的電感性組件；
[0045]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的、在每一種情況下漏泄場引導(dǎo)組件具有兩個環(huán)形區(qū)段的電感性組件的另一變型例；
[0046]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的、在每一種情況下漏泄場引導(dǎo)組件具有四個環(huán)形區(qū)段和僅兩個線圈(其中一個被分割)的電感性組件的另一變型例；
[0047]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的、具有兩個未分割線圈和在端部處分割的主磁路的電感性組件的另一變型例；
[0048]圖6示出了具有漏泄場引導(dǎo)組件的扼流器作為PFC扼流器的使用的第一實施例；
[0049]圖7示出了具有漏泄場引導(dǎo)組件的扼流器作為DC/DC轉(zhuǎn)換器中的耦合扼流器的使用的第二實施例；
[0050]圖8示出了圖7所示電路中的典型電壓和電流在第一操作狀態(tài)下的時間過程；
[0051]圖9示出了因根據(jù)圖7的扼流器而起作用的差分電壓在第一操作狀態(tài)下的時間過程; [0052]圖10示出了圖7所示電路中的典型電壓和電流在第二操作狀態(tài)下的時間過程；以及
[0053]圖11示出了被構(gòu)造為具有軸向設(shè)置圓柱銷的空心圓筒的主磁路。
[0054]在這些圖中，相同和相似部分設(shè)置有相同參考數(shù)字。功能上相似的部件和特征(在沒有別的指定的范圍內(nèi))設(shè)置有相同的參考數(shù)字但不同的索引。
[0055]圖1按縱截面(左側(cè))和橫截面AA(右側(cè))示出了根據(jù)本發(fā)明的扼流器Ia的第一變型例。另外，圖2也例示了扼流器la，但為了更好表現(xiàn)磁通量起見而沒有陰影。下面，基于扼流器對本發(fā)明進行說明。所公開教導(dǎo)當(dāng)然可以無限制地應(yīng)用至一開始所提類型的其它電感性組件，特別是變壓器。
[0056]扼流器Ia包括第一線圈2、第二線圈3以及沿閉合主磁路5a、5b分割成兩個組件4a和4b的第三線圈，以引導(dǎo)穿透全部線圈2..4b的主磁通ΦΗ。第三線圈的兩個部件4a和4b在每一種情況下一起才具有和第一線圈2或第二線圈3 —樣多的線圈。然而，還可想得到的是，將兩個組件4a和4b理解為分離線圈，結(jié)果，扼流器Ia將包括四個線圈。
[0057]漏泄場引導(dǎo)組件6a..8a在每一種情況下設(shè)置在兩個線圈2..4b之間，由兩個氣隙E..J與主磁路隔開，并且用于引導(dǎo)與主磁通ΦΗ不同的漏磁通Os。
[0058]主磁路5a..5h和/或漏泄場引導(dǎo)組件6a..8c由磁各向同性材料(具體來說，鐵氧體)構(gòu)成。
[0059]漏泄場引導(dǎo)組件6a..8a按環(huán)狀方式構(gòu)造，而且在實際例子中，旋轉(zhuǎn)對稱，就像線圈 2..4b —樣。
[0060]主磁路5a、5b包括被設(shè)置或構(gòu)造為中央鐵芯的圓柱銷(環(huán)繞其，設(shè)置有線圈2..4b和漏泄場引導(dǎo)組件6a..8a)，而且還包括用于引導(dǎo)主磁通ΦΗ的兩個外側(cè)鐵芯。另選的是，還可想得到的是，主磁路被構(gòu)造為空心體，該空心體具有穿過空腔引導(dǎo)的銷。具體來說，可選擇對稱地構(gòu)造，并由此包括具有軸向設(shè)置圓柱銷的空心圓筒(參見圖11)。
[0061]而且,漏泄場引導(dǎo)組件6a..8a和線圈2..4b以一個在另一個后面的方式軸向順序設(shè)置，兩個組件4a和4b在每一種情況下被定位在由另一線圈2、3和漏泄場引導(dǎo)組件6a..8c形成的堆的端部處。
[0062]如可以容易地從圖1看出，漏泄場引導(dǎo)組件6a..8a被構(gòu)造為分離部件，實際上，被構(gòu)造為旋轉(zhuǎn)對稱環(huán)，并由此用于徑向引導(dǎo)漏磁通Os。術(shù)語“徑向”在這種情況下要廣泛理解，而非僅局限于旋轉(zhuǎn)對稱主體。例如，漏泄場引導(dǎo)組件還可以被構(gòu)造為矩形環(huán)，并且環(huán)繞主磁路的矩形中心截面來設(shè)置。
[0063]而且，在該截面AA中可以容易地看出，線圈2..4b按軸向突出方式突出超過漏泄場引導(dǎo)組件6a..8a。從而，按簡單方式獲得朝著中央鐵芯的氣隙E、G、I和朝著外側(cè)鐵芯的氣隙F、H、J。
[0064]在所描繪實施例中，線圈2..4b和漏泄場引導(dǎo)組件6a..8a被嵌入到保持器9a中，其一方面易于彼此正確定位所提到的組件，而另一方面易于將由線圈2..4b、漏泄場引導(dǎo)組件6a..8a以及保持器9a所形成的模塊安裝在主磁路5a、5b中。優(yōu)選的是，保持器9a由塑料制成，并且例如按注射成型工藝制造。在這種情況下，線圈2..4b和漏泄場引導(dǎo)組件6a..8a可以同時包覆成型，或者其稍后被安裝在已完成保持器9a上。
[0065]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的、與圖1所示扼流器Ia非常相似的扼流器Ib的變型例。然而，相反的是，漏泄場引導(dǎo)組件由兩個環(huán)形區(qū)段6b..Sc構(gòu)成，并且主磁路的外側(cè)鐵芯的輪廓被適配成，使得外側(cè)泄漏氣隙在每一點都具有相同尺寸。另外，該主磁路在另一點被分害I]，并且由兩個組件5c和5d形成。
[0066]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的、與圖1所示扼流器Ia非常相似的扼流器Ic的另一變型例。然而，相反的是，該扼流器僅包括第一線圈2和被分割成兩個組件3a和3b的第二線圈。由兩個組件5e和5f形成的主磁路由此稍短。另外，漏泄場引導(dǎo)組件由四個環(huán)形區(qū)段6d..7g構(gòu)成，如按橫截面CC所繪。
[0067] 圖5最后示出了根據(jù)本發(fā)明的、與圖1所示扼流器Ia非常相似的扼流器Ic的又一變型例。然而，該扼流器僅包括第一線圈2和未分割的第二線圈3。另外，該主磁路在端部被分割，并且由兩個組件5g和5h形成。
[0068]當(dāng)然，圖1至5所示或在本描述中提到的特征可以在希望時彼此組合。例如，圖1的扼流器Ia的主磁路可以如圖5中分割，或者根據(jù)圖4分割成四個區(qū)段的漏泄場引導(dǎo)組件6d..7g也可以被用于圖3中的扼流器Ib等。
[0069]圖6示出了可以怎樣使用扼流器I作為PFC(功率因數(shù)校正)扼流器，該扼流器I具有用于引導(dǎo)出現(xiàn)在該扼流器I中的漏磁通的漏泄場引導(dǎo)組件。實際上，圖6中的PFC扼流器I設(shè)置在多相交流電網(wǎng)與整流器10之間。在這種情況下，交流電網(wǎng)的每一相L1、L2、L3都按相同方式連接至PFC扼流器I在每一種情況下的一個線圈。整流器10是具有本身公知的設(shè)計的有源整流器。在圖6中，而且，將可選EMC(電磁兼容性)濾波器11連接在PFC扼流器I的上游側(cè)。
[0070]由于該特定排布結(jié)構(gòu)，因而PFC扼流器I具有共模扼流器的效果。在這種情況下，主電感對PWM信號的共模部分作用，而漏電感對PWM信號的推挽或差分部分作用。在使用對稱PWM(脈沖寬度調(diào)制)的情況下，獲得雙倍PWM頻率，作為針對高頻電流波動的附加優(yōu)點。
[0071]優(yōu)選的是，扼流器I具有根據(jù)本發(fā)明的特征，就是說，包括至少兩個線圈2..4b，該至少兩個線圈處于閉合主磁路5a..5h中，用于引導(dǎo)穿透所有線圈2..4b的主磁通ΦΗ。該主磁路5a..5h包括中央鐵芯和至少一個外側(cè)鐵芯，并且將所述至少兩個線圈2..4b設(shè)置在中央鐵芯上。而且，扼流器I包括漏泄場引導(dǎo)組件6a..8c或多個漏泄場引導(dǎo)組件6a..8c,漏泄場引導(dǎo)組件6a..8c在每一種情況下設(shè)置在兩個線圈2..4b之間，與主磁路由兩個氣隙E..J隔開，并且旨在引導(dǎo)與主磁通ΦΗ不同的漏磁通Os，并且一個氣隙E、G、I面對中央鐵芯，而一個氣隙F、H、J面對外側(cè)鐵芯。在這種情況下，扼流器la..1d的線圈2..4b沿相同方向纏繞。有利的是，扼流器I還像圖1至5所示扼流器la..1d 一樣來實現(xiàn)。
[0072]在圖6所示實施例中，PFC扼流器I設(shè)置在多相交流電網(wǎng)L1、L2、L3以及整流器10之間。等同地，PFC扼流器I可以設(shè)置在單相交流電網(wǎng)與整流器之間。而且，扼流器I還可以設(shè)置在直流電網(wǎng)與逆變器之間。
[0073]圖7示出了可以怎樣使用扼流器作為DC/DC轉(zhuǎn)換器(在此，升壓轉(zhuǎn)換器)中的存儲扼流器的另一實施例，該扼流器具有用于引導(dǎo)出現(xiàn)在該扼流器中的漏磁通Os的漏泄場引導(dǎo)組件。在這個實施例中，假定該扼流器正如圖5所示扼流器Id—樣實現(xiàn)。由此，獲得非常高的主電感。而相反，實際存儲扼流器因漏電感而導(dǎo)致。當(dāng)然，另一扼流器還可以與漏泄場引導(dǎo)組件一起使用。
[0074]實際上，PFC扼流器Id的兩個線圈2和3連接至包括兩個半橋的、DC/DC轉(zhuǎn)換器13的逆變器12，其中，
[0075]-在每一個橋接點，連接每一個線圈2、3的一個線圈端，
[0076]-其它線圈端彼此連接，以及
[0077]-線圈2、3在主磁路 5g、5h中按相反方式設(shè)置。
[0078]圖7所示DC/DC轉(zhuǎn)換器13的功能在圖8至10所示圖形中加以說明。
[0079]圖8示出了在第一操作狀態(tài)下的在逆變器12的橋接點處的電壓Ul和U2、通過扼流器Id的線圈2和3的電流ILl和IL2以及進入DC/DC轉(zhuǎn)換器13的輸入電流IE的時間過程。在圖8中，可以看出，由于逆變器12的半橋的相位偏移控制，因而，獲得具有雙倍PWM頻率的電流波動。
[0080]圖9示出了因扼流器Id而起作用的差分電壓AU如何由兩個橋電壓Ul和U2產(chǎn)生。在圖9中，可以看出，與電壓Ul和U2相比，差分電壓AU和由此的扼流器電流ILl和IL2具有倍頻。為此，扼流器Id的漏電感可以被選擇得比較小。
[0081]圖10示出了圖8已經(jīng)例示的參數(shù)，但這次是在DC/DC轉(zhuǎn)換器13的第二操作狀態(tài)下。在圖10中，可以看出，在這種情況下，輸入電流IE的波動在逆變器12的對稱控制(50 %PWM)的情況下實際上變?yōu)榱恪Ｔ谠撎囟ú僮鳡顟B(tài)下，電流波動通過主電感來確定，其比漏電感更加大，并由此，具有和電壓Ul與U2相同的頻率。
[0082]圖11按斜視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的扼流器Ie的另一變型例。扼流器Ie和圖5所示扼流器Id相似。相反的是，主磁路51、5j被構(gòu)造為空心體，該空心體具有穿過空腔引導(dǎo)的銷。具體來說，該主磁路包括具有軸向設(shè)置的圓柱銷5i和蓋子5j的空心圓筒。而且，扼流器Ie包括第一線圈2、第二線圈3以及處于保持器9d中的漏泄場引導(dǎo)組件6a。優(yōu)選的是，保持器9d由塑料制成，并且例如按覆蓋漏泄場引導(dǎo)組件6a的注射成型工藝制造。圖11示出了具有兩個線圈2、3和柱狀磁路51、5j的實施例。然而，還可想得到的是，制造多邊形磁路和/或設(shè)置兩個以上的線圈。[0083]最后，應(yīng)注意到，該例示不必比例化，而且一開始所提類型的電感性組件在本發(fā)明的情況下還可以具有其它比例。而且，所示電路變型例僅構(gòu)成具有漏泄場引導(dǎo)組件的扼流器的應(yīng)用可能性的寬廣范圍的一部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地實現(xiàn)另一選項。
[0084]標號列表
[0085]la..1e電感性組件(扼流器、變壓器)
[0086]2 第一線圈
[0087]3 第二線圈
[0088]3a、3b分割的第二線圈
[0089]4a、4b分割的第三線圈
[0090]5a..5j 主磁路
[0091]6a..6e第一漏泄場引導(dǎo)組件
[0092]7a..7e第二漏泄場引導(dǎo)組件
[0093]8a..Se第三漏泄場引導(dǎo)組件
[0094]9a..9d 保持器
[0095]10 整流器
[0096]11 EMC 濾波器
[0097]12 逆變器
[0098]13 DC/DC 轉(zhuǎn)換器
[0099]ΦΗ 主磁通
[0100]Φ5 漏磁通
[0101]AU 差分電壓
[0102]E、G、I朝著中央鐵芯的氣隙
[0103]F、H、J朝著外側(cè)鐵芯的氣隙
[0104]I 電流
[0105]IE 輸入電流
[0106]IL1、IL2扼流器電流
[0107]t 時間
[0108]U 電壓
[0109]U1、U2 橋電壓
[0110]UA 輸出電壓
[0111]UE 輸入電壓
【權(quán)利要求】
1.一種電感性組件(la..1e)，該電感性組件包括: -至少兩個線圈(2..4b)，該至少兩個線圈處于閉合主磁路(5a..5 j)中，用于引導(dǎo)穿透所有線圈(2..4b)的主磁通(ΦΗ)，其中，所述主磁路(5a..5j)包括中央鐵芯和至少一個外側(cè)鐵芯，并且所述至少兩個線圈(2..4b)設(shè)置在所述中央鐵芯上，和 -漏泄場引導(dǎo)組件^a..Sc)或多個漏泄場引導(dǎo)組件^a..Sc)，其中，漏泄場引導(dǎo)組件(6a..8c)在每一種情況下設(shè)置在兩個線圈(2..4b)之間，與所述主磁路由兩個氣隙(E..J)隔開，并且旨在引導(dǎo)與所述主磁通(ΦΗ)不同的漏磁通(Os)，并且其中，一個氣隙(E、G、I)面對所述中央鐵芯，而一個氣隙(F、H、J)面對所述外側(cè)鐵芯， 其特征在于， 所述主磁路(5a、5j)和/或所述漏泄場引導(dǎo)組件^a..Sc)由磁各向同性材料構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感性組件(la..1e)，其特征在于，所述主磁路被構(gòu)造為空心體，該空心體具有被引導(dǎo)穿過空腔并且被設(shè)置為中央鐵芯的銷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電感性組件(la..1e)，其特征在于，所述漏泄場引導(dǎo)組件(6a..8c)按環(huán)形方式構(gòu)造。
4.根據(jù)權(quán)利要求2至3中的一項所述的電感性組件(la..1e)，其特征在于，所述主磁路和/或所述漏泄場引導(dǎo)組件^a..Sc)和/或所述線圈按旋轉(zhuǎn)對稱方式構(gòu)造。
5.根據(jù)權(quán)利要求 1至4中的一項所述的電感性組件(la..1e)，其特征在于，所述漏泄場引導(dǎo)組件^a..Sc)和所述線圈(2..4b)以一個在另一個后面的方式軸向設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電感性組件(la..1e)，其特征在于，所述線圈(2..4b)按軸向突出方式突出超過所述漏泄場引導(dǎo)組件^a..8a)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的一項所述的電感性組件(la..1e)，其特征在于，所述線圈(2..4b)中的一個被分割，并且所述兩個組件(3a、3b、4a、4b)在每一種情況下被設(shè)置在由其它線圈(2、3)和所述漏泄場引導(dǎo)組件(6a..Sc)形成的堆的端部處。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的一項所述的電感性組件(la..1e)，其特征在于，所述漏泄場引導(dǎo)組件(6a..Sc)被構(gòu)造用于徑向引導(dǎo)所述漏磁通(Os)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的一項所述的電感性組件(la..1e)，其特征在于，所述漏泄場引導(dǎo)組件(6a..8c)被構(gòu)造為分離部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的一項所述的電感性組件(la..1e)，其特征在于，所述漏泄場引導(dǎo)組件(6a..8c)由多個環(huán)形區(qū)段(6b..6g、7b..7g、8b..8c)構(gòu)造。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中的一項所述的電感性組件(la..1e)，其特征在于，所述漏泄場引導(dǎo)組件^a..Sc)在一側(cè)上沿切向平坦化。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中的一項所述的電感性組件(la..1e)，其特征在于，所述漏泄場引導(dǎo)組件^a..Sc)的外輪廓按恒定距離跟隨所述主磁路的所述外側(cè)鐵芯的內(nèi)表面和/或所述外側(cè)鐵芯的外輪廓。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中的一項所述的電感性組件(la..1e)，其特征在于，所述線圈(2..4b)沿同一方向纏繞。
14.扼流器(la..1e)作為PFC扼流器的一種使用，該扼流器(la..1e)具有用于引導(dǎo)出現(xiàn)在該扼流器(la..1e)中的漏磁通(Φ0的漏泄場引導(dǎo)組件(6a..8c)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的使用，其特征在于，所述PFC扼流器(la..1e)被設(shè)置在單相或多相交流電網(wǎng)與整流器之間或者直流電網(wǎng)與逆變器(10)之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的使用，其特征在于，所述交流電網(wǎng)的每一相都按相同方式連接至所述PFC扼流器(la..1e)在每一種情況下的一個線圈。
17.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的使用，其特征在于，將具有兩個線圈(2、3)的扼流器(la..1e)連接至DC/DC轉(zhuǎn)換器(11)的包括兩個半橋的逆變器(10)，其中， -所述兩個線圈(2、3)利用中心抽頭連接至一線圈，使得所述一個線圈(2)的末端連接至所述另一線圈(3)的起點，而且該點連接至所述DC/DC轉(zhuǎn)換器(11)的輸入，并且其中， -在半橋的每一個橋接點處，線圈的相應(yīng)自由線圈(2、3)端被連接。
18.根據(jù)權(quán)利要求14至17中的一項所述的使用，其特征在于，所述PFC扼流器(la..1e)根據(jù)權(quán)利要求1至13中的一項構(gòu)造。
19.一種電感器組合件，該電感器組合件包括: 閉合主磁路； 所述主磁路包括中央鐵芯； 所述主磁路包括至少一個外側(cè)鐵芯； 環(huán)繞所述中央鐵芯設(shè)置的至少兩個線圈； 設(shè)置在所述至少兩個線圈之間的至少一個漏泄場引導(dǎo)部，所述至少一個漏泄場引導(dǎo)部與所述主磁路由至少兩個間隙隔開，所述至少兩個間隙中的第一間隙處于所述至少一個漏泄場引導(dǎo)部與所述中央鐵芯之間，而所述至少兩個間隙中的第二間隙處于所述至少一個漏泄場引導(dǎo)部與所述至少一個外側(cè)鐵芯之間；以及， 所述主磁路和所述漏泄場引導(dǎo)部中的至少一個由磁各向同性材料制成。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電感器組合件，所述電感器組合件還包括: 所述主磁路具有空心體；并且， 所述中央鐵芯具有穿過所述空心體的銷。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電感器組合件，其中: 所述至少一個漏泄場引導(dǎo)部具有環(huán)形形狀。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電感器組合件，其中: 所述主磁路具有旋轉(zhuǎn)對稱構(gòu)造。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電感器組合件，其中: 所述至少一個漏泄場引導(dǎo)部具有旋轉(zhuǎn)對稱構(gòu)造。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電感器組合件，其中: 所述至少一個漏泄場引導(dǎo)部和所述至少兩個線圈按軸向順序排布結(jié)構(gòu)設(shè)置。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電感器組合件，所述電感器組合件還包括: 所述至少兩個線圈包括分割的線圈； 所述分割的線圈具有第一部分線圈； 所述分割的線圈具有第二部分線圈； 所述至少兩個線圈包括第二線圈； 所述第一部分線圈、所述第二部分線圈、所述第二線圈、以及所述至少一個漏泄場引導(dǎo)部按所述軸向順序排布結(jié)構(gòu)設(shè)置，所述軸向順序排布結(jié)構(gòu)是堆疊的，以使所述第一部分線圈和所述第二部分線圈設(shè)置在堆疊的所述軸向順序排布結(jié)構(gòu)的相反兩端處。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電感器組合件，其中: 所述至少兩個線圈具有比所述至少一個漏泄場引導(dǎo)部更大的徑向延伸。
27.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電感器組合件，其中: 所述至少一個漏泄場引導(dǎo)部具有被構(gòu)造成徑向引導(dǎo)漏磁通(Φ0的構(gòu)造。
28.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電感器組合件，其中: 所述至少一個漏泄場引導(dǎo)部具有單體構(gòu)造。
29.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電感器組合件，所述電感器組合件還包括: 所述至少一個漏泄場引導(dǎo)部包括多個環(huán)形區(qū)段。
30.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電感器組合件，所述電感器組合件還包括: 所述至少一個漏泄場引導(dǎo)部具有一側(cè)，所述一側(cè)沿切向平坦化。
31.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電感器組合件，所述電感器組合件還包括: 所述至少一個外側(cè)鐵芯具有內(nèi)表面； 所述至少一個漏泄場引 導(dǎo)部具有外輪廓，所述外輪廓跟隨按恒定距離隔開的所述內(nèi)表面。
32.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電感器組合件，所述電感器組合件還包括: 所述至少一個外側(cè)鐵芯具有鐵芯外輪廓； 所述至少一個漏泄場引導(dǎo)部具有引導(dǎo)部外輪廓，所述引導(dǎo)部外輪廓按恒定距離跟隨所述鐵芯外輪廓。
33.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電感器組合件，其中: 所述至少兩個線圈沿相同方向纏繞。
34.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電感器組合件，其中: 所述至少兩個線圈被排列成設(shè)置PFC扼流器。
35.一種電路排布結(jié)構(gòu),該電路排布結(jié)構(gòu)包括: 交流電網(wǎng)； 整流器； PFC扼流器，該PFC扼流器處于所述交流電網(wǎng)與所述整流器之間，所述PFC扼流器包括閉合主磁路； 所述主磁路包括中央鐵芯； 所述主磁路包括至少一個外側(cè)鐵芯； 環(huán)繞所述中央鐵芯設(shè)置的至少兩個線圈； 設(shè)置在所述至少兩個線圈之間的至少一個漏泄場引導(dǎo)部，所述至少一個漏泄場引導(dǎo)部與所述主磁路由至少兩個間隙隔開，所述至少兩個間隙中的第一間隙處于所述至少一個漏泄場引導(dǎo)部與所述中央鐵芯之間，而所述至少兩個間隙中的第二間隙處于所述至少一個漏泄場引導(dǎo)部與所述至少一個外側(cè)鐵芯之間；以及， 所述主磁路和所述漏泄場引導(dǎo)部中的至少一個由磁各向同性材料制成。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的電路排布結(jié)構(gòu)，所述電路排布結(jié)構(gòu)還包括: 所述交流電網(wǎng)具有多相，所述多相中的每一相都按類似方式連接至所述至少兩個線圈中的至少一個線圈。
37.一種電路排布結(jié)構(gòu)，該電路排布結(jié)構(gòu)包括:直流電網(wǎng)； 逆變器； PFC扼流器，該PFC扼流器處于所述直流電網(wǎng)與所述逆變器之間，所述PFC扼流器包括閉合主磁路； 所述主磁路包括中央鐵芯； 所述主磁路包括至少一個外側(cè)鐵芯； 環(huán)繞所述中央鐵芯設(shè)置的至少兩個線圈； 設(shè)置在所述至少兩個線圈之間的至少一個漏泄場引導(dǎo)部，所述至少一個漏泄場引導(dǎo)部與所述主磁路由至少兩個間隙隔開，所述至少兩個間隙中的第一間隙處于所述至少一個漏泄場引導(dǎo)部與所述中央鐵芯之間，而所述至少兩個間隙中的第二間隙處于所述至少一個漏泄場引導(dǎo)部與所述至少一個外側(cè)鐵芯之間；以及， 所述主磁路和所述漏泄場引導(dǎo)部中的至少一個由磁各向同性材料制成。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的電路排布結(jié)構(gòu)，所述電路排布結(jié)構(gòu)還包括: 所述逆變器包括DC/DC轉(zhuǎn)換器的半橋，每一個所述半橋都具有相應(yīng)橋接點； 所述至少兩個線圈中的每一個線圈都具有相應(yīng)端部，每一個所述相應(yīng)端部都相互電連接并且電連接至所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入；并且， 所述橋接點皆分別電連接至所述至少兩個線圈中的相應(yīng)線圈的相應(yīng)自由端。
【文檔編號】H01F3/12GK104025213SQ201280064314
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月25日
【發(fā)明者】A·克勞澤 申請人:布魯薩電子公司