CN114450763A - 共模扼流圈 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种共模扼流圈（1）。该共模扼流圈（1）具有特别是能磁渗透的环形芯（2）和线圈。该共模扼流圈具有至少一个另外的线圈，其中线圈和另外的线圈分别这样布置在环形芯（2）的区域中，使得贯穿线圈的磁通检测环形芯（2）。按照本发明，环形芯（2）包围优选柱筒形的穿孔（4）。线圈针对每个线圈线匝分别包括至少一个或仅一个电内导体（31‑34）、特别是母线，其中，内导体（31‑34）布置在穿孔（4）中。布置在穿孔（4）中的内导体（31‑34）共同形成了对应穿孔（4）的形状、特别是横截面形状并且因此共同填充穿孔（4）。

Description

共模扼流圈

技术领域

本发明涉及一种共模扼流圈。共模扼流圈具有特别是能磁渗透的环形芯和线圈。共模扼流圈具有至少一个另外的线圈，其中，所述线圈和另外的线圈分别这样布置在环形芯的区域中，使得贯穿线圈的磁通可以检测环形芯。

背景技术

共模扼流圈用于EMV 抗干扰（EMV = 电磁兼容性）。为此，共模扼流圈具有至少两个或仅两个线圈，所述线圈可以通过环形芯彼此磁性地相互作用。两个线圈中的线圈电流优选以彼此不同的方向传导，因而环形芯中的EMV干扰磁性地相互抵消。

发明内容

按照本发明，环形芯包括优选柱筒形的穿孔。线圈针对每个线圈线匝分别具有至少一个或仅一个电内导体、特别是母线，其中，内导体布置在穿孔中。布置在穿孔中的内导体共同形成了对应穿孔的形状、优选横截面形状并且因此共同填充穿孔。

共模扼流圈因此可以有利地构造得特别节省空间。当然可知，当穿孔的横截面可以被内导体完全通电时，可以有效提高共模扼流圈的阻抗。

在一种优选的实施方式中，内导体分别具有圆弧段形的横截面。特别是柱筒形的穿孔因此可以有利地完全被内导体填充。在一种优选的实施方式中，线圈分别具有仅一个线圈线匝，其中，内导体为此分别在横截面中构造成半圆形。

在另一种实施方式中，线圈分别具有两个线圈线匝。内导体优选为此分别在横截面中构造成四分之一圆弧段形。穿孔因此可以有利地填充空间地被各两个线圈线匝区段填充。每个内导体在此形成了线圈线匝的线匝区段。电感在两个或两个以上的线圈线匝中可以有利地二次方地提升。

在一种优选的实施方式中，共模扼流圈具有电绝缘构造的保持体。保持体至少部分包围环形芯并且具有成形到保持体处的空心柱筒，其中，空心柱筒的空腔形成了用于容纳内导体的穿孔。环形芯因此可以有利地与内导体电绝缘。内导体因此可以有利地构造成实心的、特别是非绝缘的金属件、特别是铜件。

内导体优选分别构造成特别是笔直的棒。内导体因此可以利于成本例如作为挤压型材或轧制型材加以提供。

在一种优选的实施方式中，内导体分别用末端、特别是端侧与母线连接，母线特别是直角地引离内导体的所述末端。母线例如通过也称为引线架（Leadframe）的冲压格栅或者通过电路载体、特别是陶瓷的电路载体形成。因此可以有利地节省空间地提供共模扼流圈。内导体因此可以有利地用端侧与母线材料接合地和能导电地连接、例如钎焊或熔焊。母线可以例如引离内导体的末端、特别是端侧、至少部分包围环形芯地弯曲地形成。弯曲的母线因此可以有利地形成外导体，其中，弯曲的区段平行于内导体延伸。

共模扼流圈因此可以有利地用内导体的端侧与电路载体回流焊。与内导体的与之相反的末端能导电地、特别是材料接合地连接的母线，可以用背离于此的末端与电路载体焊接。母线和内导体优选分别具有末端，该末端处在平面中、特别是电路载体平面中。

本发明也涉及一种接触***。接触***具有按照前述类型的共模扼流圈。接触***优选包括特别是陶瓷的电路载体，该电路载体具有至少一个外部的能导电的层和至少一个电绝缘的层、特别是陶瓷层。

电路载体优选是陶瓷的电路载体，在该电路载体中，电绝缘的层由陶瓷层形成。能导电的层优选是铜层或铝层。电路载体优选是IMS电路载体（IMS = 绝缘金属基板）、DCB电路载体（DCB = 直接铜键合）、AMB电路载体（AMB = 活性金属钎焊）、LTCC电路载体（LTCC =低温共烧陶瓷）或HTCC电路载体（高温共烧陶瓷）。

能导电的层形成了母线，母线与内导体中的其中一个内导体的末端连接。电路载体因此可以有利地形成母线，母线形成了线圈线匝的一部分，其中，所述部分与内导体连接。母线可以进一步优选形成连接元件，该连接元件将相同的线圈的两个线圈线匝彼此电连接。因此包括两个线匝的线圈可以包括例如两个彼此相邻布置的内导体，所述内导体分别布置在穿孔中。内导体分别形成了相同的线圈的线圈线匝的一部分，其中，线圈线匝分别耦合到内导体的端侧上、直角地围绕环形芯地导引。线圈线匝的围绕环形芯导引的部分例如由形成了外导体的母线、特别是冲压格栅形成。相同的线圈的线圈线匝彼此间连接以使其串联地电连接，可以借助电路载体的母线形成，电路载体接触内导体。

线圈线匝因此可以包括内导体、弯曲的外导体和电路载体的能导电的层、例如IMS基板。内导体和外导体优选借助焊料与基板、特别是IMS基板材料接合地连接。

在接触***的一种优选的实施方式中，内导体的背离电路载体的末端与优选形成外导体的母线连接，母线由背离的末端在***绕环形芯地导引地形成并且与电路载体连接。母线优选由冲压格栅或引线架形成。线圈线匝的由母线、特别是冲压格栅形成的一部分，可以有利地由预成形的板材件、特别是铜板材件提供，其套装在内导体的背离电路载体的末端上并且可以在那里与内导体焊接或点焊。因此可以有利地利于成本地提供扼流线圈。

在接触***的一种优选的实施方式中，电路载体至少在内导体的和/或环形芯的区域中与散热装置能导热地连接。进一步优选的是扼流线圈特别是按三明治的样式夹在两个特别是陶瓷地构造的电路载体之间。这样形成的接触装置可以有利地从电路载体的两侧、特别是从电路载体的向外指向的侧面与散热装置连接。

可以例如借助也称为TIM（TIM = 热绝缘材料）的特别是电绝缘的导热材料与电路载体连接的散热装置，可以特别是有效地导出在共模扼流圈中产生的损耗热量。当然也可知，损耗热量可以被有效地导出到内导体的端侧。进一步可知，环形芯在接触***的前述接触装置中可以通过电路载体利于成本地和有效地散热。

在共模扼流圈的一种优选的实施方式中，在彼此不同的线圈的内导体之间布置有电绝缘的分隔接片或隔板。分隔接片例如是陶瓷接片、玻璃接片或塑料接片。分隔接片优选成形到保持体上。保持体可以以这种方式与分隔接片一起有利地一体地构造成注塑件。分隔接片例如以横截面呈T形或双T形的方式形成，其中，T形的边分别布置成至少部分包围内导体的拐角。内导体的拐角因此有利地被保护不受高压击穿或火花放电的影响。

现在在下文中借助附图和进一步的实施例说明本发明。进一步的有利的实施变型方案由在从属权利要求和附图中说明的特征的组合得出。

附图说明

图1在剖面图中示出了带有共模扼流圈的接触装置的实施例，接触装置夹在两个电路载体之间并且与这个电路载体连接；

图2在横截面图中示出了图1所示的共模扼流圈；

图3示出了共模扼流圈的实施方式，其带有用于共模扼流圈的每个线圈的两个线圈线匝；

图4示出了共模扼流圈的实施例，其带有用于共模扼流圈的每个线圈的三个线圈线匝；

图5示出了共模扼流圈的实施例，其带有矩形成形的环形芯。

具体实施方式

图1示出了接触装置10的实施例。接触装置10具有共模扼流圈1，该共模扼流圈部分在剖面图中示出。共模扼流圈1具有在这个实施例中呈空心柱筒形的环形芯2，环形芯在这个实施例中埋入到塑料套3中。

共模扼流圈1也具有柱筒形的穿孔4。塑料套3包括包围环形芯2的外包套28并且在这个实施例中也在环形芯2的内壁处延伸，因而塑料套在环形芯2的内侧处形成了空心柱筒29，共模扼流圈的线圈、特别是内导体可以布置在该空心柱筒的空腔中并且因此也布置在穿孔4中。

在穿孔4中布置有至少两个或两个的整数倍的内导体，在本实施例中布置有仅两个内导体，即内导体6和内导体7。内导体6在这个实施例中形成了共模扼流圈的第一线圈的一部分。内导体7在这个实施例中形成了共模扼流圈的第二线圈的一部分。共模扼流圈的线圈在这个实施例中分别具有仅一个部分线匝。所述部分线匝在这个实施例中在穿孔中延伸并且从环形芯2的特别是中心布置的穿孔起延伸。与在环绕一次地包围环形芯的全线匝不同的是，部分线匝仅朝着内导体延伸并且在穿行过穿孔后再次引离这个内导体。

接触装置10在这个实施例中也包括两个特别是陶瓷构造的电路载体8和9。共模扼流圈1，特别是环形芯2和至少两个内导体6和7，在这个实施例中特别是按三明治的样式夹在电路载体8和9之间。

电路载体8和9包括电绝缘的层14和两个特别是布置在一个平面中的能导电的层15和16，这两个层分别形成了母线。电路载体9包括电绝缘的层11和两个能导电的层12和13。

内导体6和7分别具有两个端侧，所述端侧分别与电路载体中的其中一个电路载体的能导电的层材料接合地连接、特别是焊接。

内导体7为此具有端侧23，该端侧与能导电的层12连接。内导体7的与之对置的末端由端侧24形成，该端侧与电路载体8的能导电的层15材料接合地连接。分别形成了母线的能导电的层12和15，与内导体7一起形成了U形，该U形包围环形芯2。内导体12和15因此和内导体7一起形成了线圈，形式为内导体7的电磁有效的部分从该线圈起在穿孔4中延伸。

内导体6具有端侧25和端侧26，所述端侧分别由内导体6的彼此背离的末端形成。端侧25与能导电的层13材料接合地连接，并且构造在内导体的另一个末端处的端侧26与能导电的层16材料接合地连接。能导电的层13和16因此和内导体6一起形成了U形，该U形在与内导体7对置的圆周区段上包围环形芯2。电路载体8、特别是电绝缘构造的陶瓷层14，在这个实施例中与散热装置17能导热地连接。散热装置17在这个实施例中具有用于导引冷却流体的流体通道，例如标出了流体通道中的其中一个流体通道18。在内导体6或内导体7通电时产生的损耗热量27，可以从内导体6或7经由能导电的层16或15并且进一步经由电绝缘的层14、特别是陶瓷层导送到散热装置17。散热装置17例如由铝块形成。

与在图1中所示不同的是，将共模扼流圈1夹于其间的两个电路载体8和9可以分别与散热装置连接。

共模扼流圈1的线圈在这个实施例中通过之前也称为分隔接片的绝缘接片5彼此电绝缘。共模扼流圈因此可以安全地分隔几百伏或在500伏和1000伏之间的电位，该电位在包括内导体6和7的线圈上下降。

与在图1中所示不同的是，接触装置10可以具有仅一个电路载体，例如电路载体8。内导体6或7的背离电路载体8的端侧23和25可以分别与冲压格栅或引线架连接，冲压格栅从内导体围绕环形芯2地导引并且导引至电路载体8以及在那里与电路载体8连接。这样形成的共模扼流圈可以例如与散热装置连接并且通过电路载体8将损耗热量排出给散热装置。因此可以通过冲压格栅或引线架形成外导体，该外导体连接到内导体上并且因此形成了线圈的全线匝的一部分。

图2在剖面图中示出了图1所示的扼流圈1，其中，基本的剖面横向于穿孔4的纵向延伸部分延伸。

环形芯2至少部分或完全被塑料套3包围。塑料套3在这个实施例中包括外包包套28和内柱筒29，外包套包围在这个实施例中柱筒形地成形的环形芯2的侧表面，内柱筒在构造在环形芯2中的穿孔内延伸并且遮盖环形芯的内壁。

电绝缘构造的内柱筒29构造成空心柱筒并且包围穿孔4。在图1中已经示出的内导体6和7布置在穿孔4中并且平行于彼此地和沿着图1已经示出的纵轴线30延伸。共模扼流圈1的内导体6和7分别形成了线圈线匝，或者结合电路载体8和9形成了部分线匝，其中，线匝的其余部分由电路载体的能导电的层形成。

内导体6和7在这个实施例中构造成圆弧段形、特别是半圆形。因此穿孔4除了隔板5外可以被内导体6和7几乎完全或完全填充。穿孔4通过隔板分成了两个子空间21和22，在子空间中分别布置有彼此不同的线圈或彼此不同的线圈的线圈部分。子空间21和22因此代表了共模扼流圈1的彼此不同的线圈。

图2也示出了分隔平面20，其将穿孔4分成两个特别是一样大的子空间20和21。子空间20和21分别通过隔板5彼此分隔，因而分别布置在子空间20或21的其中一个子空间中的内导体6和7防击穿地彼此电绝缘。

图3示出了共模扼流圈19的实施例。共模扼流圈19在这个实施例中具有穿孔4，穿孔通过之前也称为分隔接片的隔板39分成两个子空间21和22。在所述子空间21和22的每个子空间中分别布置有线圈的一些部分、特别是线匝，因而分别容纳在一个子空间中的线圈部分，与在与隔板39对置的子空间中的线圈部分电绝缘。

共模扼流圈19的线圈在这个实施例中分别具有两个线匝。每个线匝在这个实施例中包括内导体，该内导体在穿孔4的子空间中延伸。

在这个实施例中，在子空间21中布置有内导体31和内导体32，所述内导体分别形成了用于共模扼流圈19的线圈的线圈线匝的一部分。在子空间22中布置有两个内导体33和34，所述内导体分别形成了另外的线圈的一部分。线圈线匝的其余的部分可以通过电路载体的和电外导体的能导电的层、例如冲压格栅形成，所述其余的部分将内导体这样彼此电气串联，使得在相同线圈的内导体中的线圈电流朝相同的方向在穿孔中流动。

在这个实施例中，内导体31、32、33和34在横截面中分别构造成圆弧段形、特别是四分之一圆弧段形。两个在横截面中分别呈四分之一圆弧段形构造的内导体可以以这种方式共同地几乎完全或完全填充半柱筒形的子空间。

在图3所示的线圈中，为了形成带有仅一个线匝的线圈，两个内导体可以彼此并联。线圈然后针对每个线圈线匝具有至少一个、特别是两个内导体。

图4示出了共模扼流圈35的实施例。共模扼流圈35包括环形芯2，在环形芯中构造有穿孔4。在穿孔4中构造有电绝缘的隔板36，该隔板将柱筒形构造的穿孔4分成两个特别是半柱筒形的子空间20和21。

在子空间的每个子空间中容纳有相同的扼流线圈的线圈线匝的一些部分。在按图4的实施例中，共模扼流圈35的每个线圈线匝包括三个线圈线匝，其中，每个线圈线匝包括内导体作为线圈线匝的一部分。线圈的布置在子空间21中的三个内导体分别在横截面中构造成圆弧段形，其中，圆弧段共同沿着径向环绕结构形成了半圆。内导体（例如标出了这些内导体中的其中一个内导体37）因此并排布置在子空间21中地共同形成了半柱筒的形状。

子空间22与子空间21对置地布置在隔板36的对面，在该子空间中布置有另外的线圈的三个内导体。另外的线圈因此包括三个线圈线匝，其中，每个线圈线匝具有三个内导体中的其中一个内导体。示例性地标出了另外的线圈的内导体中的其中一个内导体38。

穿孔4因此通过线圈的和另外的线圈的内导体以及通过分隔线圈的隔板被完全填充。每个线圈的内导体因此为此形成了半柱筒，两个线圈的、特别是线圈和另外的线圈的内导体，共同形成了全柱筒。

在图4所示的线圈中，为了形成带有仅一个线匝的线圈，三个内导体可以彼此并联。线圈然后针对每个线圈线匝具有至少一个、特别是三个内导体。

图5示出了扼流线圈40的实施例。扼流线圈40与在图2、3和4中所示的扼流线圈不同的是具有矩形成形的环形芯41。环形芯41在这个实施例中包围穿孔42。在穿孔42中布置有四个内导体，其中，两个彼此相邻布置的内导体形成了共模扼流圈的线圈的一些部分。

第一线圈在此包括内导体43和44。另外的线圈包括内导体45和46。内导体43和44与另外的线圈的内导体45和46通过电绝缘的隔板47分隔。隔板47在这个例子中是塑料体的组成部分，环形芯41至少部分或完全埋入到该塑料体中。

在这个实施例中，内导体43、44、45和46分别具有矩形的或正方形的横截面。具有矩形的或正方形的穿孔的环形芯因此可以有利地被内导体完全地并且因此在尽可能好地充分利用空间的情况下装填。共模扼流圈因此可以在有很大电感的很小结构空间上实现。

Claims (10)

1.共模扼流圈（1、19、35、40），其带有特别是能磁渗透的环形芯（2）和至少一个线圈（6、31、32、37）及另外的线圈（7、31、32、38），其中，线圈（6、31、32、37）和另外的线圈（7、31、32、38）分别这样布置在环形芯（2）的区域中，使得贯穿线圈（6、31、32、37、7、31、32、38）的磁通检测环形芯（2），

其特征在于，环形芯（2）包围特别是柱筒形的穿孔（4）并且线圈（6、31、32、37、7、31、32、38）针对每个线圈线匝分别包括至少一个电内导体（6、31、32、37、7、31、32、38）、特别是母线，内导体布置在穿孔（4）中，其中，布置在穿孔（4）中的内导体特别是在横截面中共同形成了对应穿孔（4）的形状并且因此共同填充穿孔（4）。

2.按照权利要求1所述的共模扼流圈（1、19、35），其特征在于，所述内导体（6、31、32、37、7、31、32、38）分别具有圆弧段形的横截面。

3.按照权利要求1或2所述的共模扼流圈（1、19、35），其特征在于，所述线圈（21、22）分别具有线圈线匝并且所述内导体（6、7）为此分别在横截面中构造成半圆形。

4.按照权利要求1或2所述的共模扼流圈（1、19、35），其特征在于，所述线圈（21、22）分别具有两个线圈线匝，其中，所述内导体（31、32、33、34）为此分别在横截面中构造成四分之一圆弧段形。

5.按照前述权利要求中任一项所述的共模扼流圈（1、19、35），其特征在于，所述共模扼流圈（1、19、35）具有电绝缘构造的保持体（3），该保持体至少部分包围所述环形芯（2）并且具有成形到保持体（3）处的空心柱筒（29），其中，空心柱筒（29）的空腔形成了用于容纳所述内导体的所述穿孔（4）。

6.按照前述权利要求中任一项所述的共模扼流圈（1、19、35），其特征在于，所述内导体分别用末端与母线连接，母线特别是直角地从所述内导体的末端引出。

7.接触装置（10），其带有按照前述权利要求中任一项所述的共模扼流圈（1、19、35），其特征在于，接触装置（10）包括特别是陶瓷的电路载体（8、9），电路载体具有至少一个外部的能导电的层（12、13、15、16）和至少一个电绝缘的层（11、14），其中，能导电的层（12、13、15、16）具有母线，母线与内导体（6、31、32、37、7、31、32、38）中的其中一个内导体的末端（23、24、25、26）、特别是端侧连接。

8.按照权利要求7所述的接触装置（10），其特征在于，所述内导体（23、25）的背离所述电路载体的末端与母线连接，母线由背离的末端（23、25）在***绕所述环形芯（2）导引地成形并且与所述电路载体（8）连接。

9.按照权利要求7或8所述的接触装置（10），其特征在于，所述电路载体（8、9）至少在所述内导体（6、31、32、37、7、31、32、38）的和/或所述环形芯（2）的区域中与散热装置（17）能导热地连接。

10.按照前述权利要求中任一项所述的接触装置（10），其特征在于，在彼此不同的线圈（21、22）的内导体（6、31、32、37、7、31、32、38）之间布置有电绝缘的分隔接片（5、39、47）。

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