CN104641724B - 一种半桥式感应热发生器和一种用于半桥式感应热发生器的电容器组件 - Google Patents

一种半桥式感应热发生器和一种用于半桥式感应热发生器的电容器组件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种半桥式感应热发生器，这种感应热发生器包括：提供用于一个直流电压的至少一个电源端子(10)，至少一个接地端子(12)，以及四个电容器(C2，C3，C4，C5)，这些电容器在该电源端子(10)与该接地端子(12)之间形成一个桥式电路。该感应热发生器进一步包括：一个感应线圈(L)，该感应线圈是在所述桥式电路的中心互连的；两个半导体开关(Q1，Q2)，这些半导体开关在各自的情况下被连接成与在该桥式电路一侧上的两个电容器(C4，C5)之一相并联；以及另一电容器(C1)，该另一电容器互连于该电源端子(10)与该接地端子(12)之间。该桥式电路的四个电容器(C2，C3，C4，C5)以及该另一电容器(C1)被安排在一个共同的壳体(20)之内，其中，所述壳体(20)和这些电容器(C1，C2，C3，C4，C5)形成一个电容器组件，该电容器组件是一个单一部件并且被安装在或可安装在一个印刷电路板上并且被电气连接到或可电气连接到其上。本发明进一步涉及一种电容器组件，该电容器组件是提供用于所述半桥式感应热发生器的。

Description

一种半桥式感应热发生器和一种用于半桥式感应热发生器的 电容器组件
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的半桥式感应热发生器。本发明还涉及一种根据权利要求11的前序部分所述的电容器组件。
在感应加热转换器中使用了一种半桥式感应热发生器。图2示出根据现有技术的一种半桥式感应热发生器。所述半桥式感应热发生器包括两个晶体管Q1以及Q2，两个二极管D1以及D2，一个感应线圈L以及五个电容器C1，C2，C3，C4以及C5。第一电容器C1用作直流电的链路滤波器。第二电容器C2以及第三电容器C3是谐振电容器。这些谐振电容器C2和C3与该感应热发生器的谐振频率匹配。第四电容器C4和第五电容器C5是分别管理这两个晶体管Q1以及Q2的切换性能的缓冲电容器。
该感应热发生器包括相对大量的电容器C1，C2，C3，C4以及C5。而且，这些电容器C1，C2，C3，C4以及C5的电容也相对高。必须仔细地将这些电容器C1，C2，C3，C4以及C5放置在该转换器的一个印刷电路板上。杂散电感必须减至最少。电力轨道应该能承载大量的开关电流。应该在该印刷电路板上为该感应热发生器的其他部件提供空间。应提供用于电源电压以及该感应线圈L的高功率端子。
本发明的目的在于提供一种半桥式感应热发生器，其通过低复杂度满足了上述条件。
本发明的目的是通过根据权利要求1所述的半桥式感应热发生器来实现的。
根据本发明，该桥式电路的这四个电容器与另一电容器被安排在一个共同的壳体之内，其中所述壳体与这些电容器形成一个电容器组件，该电容器组件是一个单一部件并且安装或可安装在且电气连接到或可电气连接到一个印刷电路板上。
本发明的主要思想是将这些电容器安排在该共同的壳体之内并且形成该电容器组件。具有该外壳以及这些电容器的该电容器组件减少了要安装在该印刷电路板上的部件。这导致生产流程加快，并且生产成本降低。可以在这种电容器组件之内安排额外的部件。这种电容器组件允许使该感应热发生器的电力管理性能更好。这种电容器组件节省了该印刷电路板上的空间。
具体而言，该壳体内填充有一种硬化液体，这样使得该电容器组件形成一个鲁棒的块体。这有助于该壳体以及该电容器组件的稳定性。而且，该电容器组件内不发生热沉(heat sink)。
优选地，电源端子被安排在该电容器组件的壳体的外部，其中该电源端子连接到或可连接到一个相应的布线对应物上。尤其有利的是，如果通过表面安装器件(SMD)技术将该壳体安装在一个绝缘的金属基板(IMS)印刷电路板上。
此外，该壳体包括与这些电容器的电极相对应的多个端子，其中该电容器的电气连接是在该印刷电路板上实现的或是在其上可实现的。
例如，该壳体与该印刷电路板之间的空间被提供用于其他电气和/或电子部件。这种格局节省了该印刷电路板上的空间。
此外，其他电气和/或电子部件是被安排在该壳体之内的。
而且，至少一个二极管被连接成与这两个半导体开关中的每一个都相并联。因此，该感应热发生器总共包括至少两个二极管，其中在各自的情况下一个二极管被连接成与这两个半导体开关之一相并联。
例如，利用通孔技术，该壳体被安装在或可安装在该印刷电路板上并且被电气连接到或可电气连接到其上。
替代地，通过表面安装器件(SMD)技术，该壳体被安装在或可安装在一个绝缘的金属基板(IMS)印刷电路板上并且被电气连接至或可电气连接至其上。在这种情况下，该电源端子优选地是被安排在该电容器组件的壳体处的。
优选地，一个第一输入端子被连接到这一个半导体开关的一个控制输入上，并且一个第二输入端子被连接到该另一半导体开关的一个控制输入上。
例如，该半导体开关是双极型晶体管。在这种情况下，该第一输入端子以及该第二输入端子可连接到这些双极型晶体管在各自的情况下的基极上。
替代地，该半导体开关是场效应晶体管，其中该第一输入端子以及该第二输入端子可连接到这些场效应晶体管在各自的情况下的栅极上。
本发明的目的进一步是通过根据权利要求11所述的电容器组件来实现的。
根据本发明，该桥式电路的这四个电容器与该另一电容器被安排在一个共同的壳体之内，其中所述壳体与这些电容器形成一个电容器组件，该电容器组件是一个单一部件并且可安装在并且可电气连接到一个印刷电路板上。
优选地，该壳体内填充有一种硬化液体，这样使得该电容器组件形成一个鲁棒的块体。这有助于该壳体以及该电容器组件的稳定性。而且，该电容器组件未发生热沉。
例如，利用通孔技术，该壳体可安装在一个印刷电路板上并且可电气连接到其上。
替代地，通过表面安装器件(SMD)技术，该壳体可安装在一个绝缘的金属基板(IMS)印刷电路板上并且可电气连接至其上。在这种情况下，该电源端子优选地被安排在该电容器组件的壳体处。
最后，一个电源端子可被安排在该电容器组件的壳体处，其中该电源端子被提供用于连接到一个相应的布线对应物上。
在所附的权利要求中阐述了本发明的新颖性和创造性特征。
参照附图更加详细地描述本发明，在附图中
图1示出一种根据本发明的优选实施例的半桥式感应热发生器的电路图，并且
图2示出一种根据现有技术的半桥式感应热发生器的电路图。
图1示出一种根据本发明的优选实施例的半桥式感应热发生器的电路图。
该半桥式感应热发生器包括一个第一晶体管Q1，一个第二晶体管Q2，一个第一二极管D1，一个第二二极管D2，一个感应线圈L以及五个电容器C1，C2，C3，C4以及C5。
该第一晶体管Q1与该第二晶体管Q2串联连接。该第一二极管D1被连接成与该第一晶体管Q1相并联。类似地，该第二二极管D2被连接成与该第二晶体管Q2相并联。
该第二电容器C2与该第三电容器C3串联连接并且形成一个第一电容器串列。该第四电容器C4与该第五电容器C5串联连接并且形成一个第二电容器串列。该第一电容器串列、该第二电容器串列以及该第一电容器C1是并联连接的并且安装在一个共同的壳体20之内。所述壳体20形成为安装在或可安装在该印刷板上的一个单一部件。该壳体20以及该壳体20内的这些电容器C1，C2，C3，C4以及C5形成一个电容器组件。
而且，该第一晶体管Q1与该第二晶体管Q2的这个串列被连接成与该第一电容器串列、该第二电容器串列以及该第一电容器C1相并联。这种并联安排是在一个电源端子10与一个接地端12之间互连的。该电源端子10被提供用于供应一个直流电压。
此外，该第一晶体管Q1与该第二晶体管Q2的连接点被连接到该第四电容器C4与该第五电容器C5的连接点上。因此，该第四电容器C4被连接成与该第一晶体管Q1以及该第一二极管D1相并联。类似地，该第五电容器C5被连接成与该第二晶体管Q2以及该第二二极管D2相并联。
该感应线圈L的一端连接到该第一晶体管Q1与该第二晶体管Q2的连接点上。该感应线圈L的另一端连接到该第二电容器C2与该第三电容器C3的连接点上。
一个第一输入端子14连接到该第一晶体管Q1的基极上。类似地，一个第二输入端子16连接到该第二晶体管Q2的基极上。该第一输入端子14以及该第二输入端子16被提供用于供应矩形信号。
该第一电容器C1针对提供给该电源端子10的直流电是作为一个链路滤波器起作用的。该第二电容器C2以及该第三电容器C3是谐振电容器。这些谐振电容器C2和C3与该感应热发生器的谐振频率匹配。该第四电容器C4以及该第五电容器C5是分别管理这些晶体管Q1与Q2的切换性能的缓冲电容器。
该电容器组件，即，包括这些电容器C1，C2，C3，C4以及C5的壳体20，可被提供用于一个具有通孔技术的印刷电路板，还被提供用于一个绝缘金属基板(IMS)印刷电路板。例如，在这两种情况下，该电源端子10可根据标准的“RAST5”形成。该电源端子10被提供用于连接到一个相应的布线对应物上。
若该电容器组件是通过通孔技术提供用于印刷电路板的，则该电容器组件包括穿透该印刷电路板的多个引脚。所述引脚是通过焊点可连接到或连接到该印刷电路板上。
若该电容器组件被提供用于这种IMS印刷电路板，则该电容器组件是通过表面安装器件(SMD)技术紧固在该IMS印刷电路板上的。在这种情况下，该电容器组件包括多个形成为L形引脚的焊联器。所述焊联器在各自的情况下是通过这种SMD技术紧固在该IMS印刷电路板上。
若该电容器组件被提供用于这种IMS印刷电路板，则该电源端子10优选地是该电容器组件的一部分。当该电源端子10的布线对应物插入该电源端子10或从中拔出时，则该电源端子10与该IMS印刷电路板之间的正在发生的力被分配给该焊联器。因此，该电容器组件允许该电源端子10以足够稳定性而附接在该IMS印刷电路板上。
具有该壳体20以及这些电容器C1，C2，C3，C4以及C5的这种电容器组件减少了安装在该印刷电路板上的部件。这导致生产过程加快，并且生产成本更低。在该电容器组件内可以安排额外的部件。该电容器组件允许该感应热发生器的电力管理性能更好。最后，该电容器组件节省了该印刷电路板上的空间。
图2示出根据现有技术的半桥式感应热发生器的电路图。
传统的半桥式感应热发生器包括这两个晶体管Q1以及Q2，这两个二极管D1以及D2，该感应线圈L以及这五个电容器C1，C2，C3，C4以及C5。该第一电容器C1用作直流电的链路滤波器。该第二电容器C2以及第三容器C3是谐振电容器。这些谐振电容器C2以及C3与该感应热发生器的谐振频率匹配。该第四电容器C4以及第五电容器C5是分别管理这些晶体管Q1以及Q2的切换性能的缓冲电容器。
这一传统的半桥式感应热发生器在电气连接方面与根据本发明的优选实施例的半桥式感应热发生器是相同的。然而，这种传统的半桥式感应热发生器的这些电容器C1，C2，C3，C4以及C5在各自的情况下形成为单独的部件。
尽管本文已经描述了本发明的一个示例性实施例，但是应该理解的是，本发明并不受限于这种具体实施例，并且在不脱离本发明的范围或精神的情况下，本领域技术人员可以进行各种其他改动和修改。所有这些改动和修改都旨在包括在由后附权利要求所限定的本发明的范围内。
参考数字列表
10 电源端子
12 接地端子
14 第一输入端子
16 第二输入端子
20 壳体
Q1 第一晶体管
Q2 第二晶体管
D1 第一二极管
D2 第二二极管
C1 第一电容器
C2 第二电容器
C3 第三电容器
C4 第四电容器
C5 第五电容器
L 感应线圈

Claims (13)

1.一种半桥式感应热发生器，包括：
-至少一个电源端子(10)，该电源端子被提供用于一个直流电压，-至少一个接地端子(12)，
-四个电容器(C2，C3，C4，C5)，这四个电容器在该电源端子(10)与该接地端子(12)之间形成一个桥式电路，
-一个感应线圈(L)，该感应线圈是在所述桥式电路的中心互连的，
-两个半导体开关(Q1，Q2)，这些半导体开关在各自的情况下被连接成与在该桥式电路一侧上的两个电容器(C4，C5)之一相并联，以及
-另一电容器(C1)，该另一电容器被互连于该电源端子(10)与该接地端子(12)之间，
其特征在于
该桥式电路的这四个电容器(C2，C3，C4，C5)以及该另一电容器(C1)被安排在一个共同的壳体(20)之内，其中，所述壳体(20)以及这些电容器(C1，C2，C3，C4，C5)形成一个电容器组件，该电容器组件是一个单一部件并且被安装在或可安装在一个印刷电路板上并且被电气连接到或可电气连接到其上，该电源端子(10)被安排在该电容器组件的壳体(20)的外部，该电源端子(10)被连接到或可连接到一个相应的布线对应物上。
2.根据权利要求1所述的半桥式感应热发生器，
其特征在于
该壳体(20)填充有一种硬化液体，这样使得所述电容器组件形成一个鲁棒的块体。
3.根据以上权利要求中任一项所述的半桥式感应热发生器，
其特征在于
该壳体(20)包括与这些电容器(C1，C2，C3，C4，C5)的电极相对应的多个端子，其中这些电容器(C1，C2，C3，C4，C5)的电气连接是在该印刷电路板上实现的或是在其上可实现的。
4.根据权利要求3所述的半桥式感应热发生器，
其特征在于
在该壳体(20)与该印刷电路板之间的空间被提供用于另外的电气和/或电子部件。
5.根据权利要求3所述的半桥式感应热发生器，
其特征在于
在该壳体(20)内安排了另外的电气和/或电子部件。
6.根据权利要求3所述的半桥式感应热发生器，
其特征在于
至少一个二极管(D1，D2)被连接成与这两个半导体开关(Q1，Q2)中的每一个相并联。
7.根据权利要求3所述的半桥式感应热发生器，
其特征在于
利用通孔技术，该壳体(20)被安装在或可安装在该印刷电路板上并且被电气连接至或可电气连接至其上。
8.根据权利要求3所述的半桥式感应热发生器，
其特征在于
通过表面安装器件(SMD)技术，该壳体(20)被安装在或可安装在一个绝缘的金属基板(IMS)印刷电路板上并且被电气连接至或可电气连接至其上。
9.根据权利要求3所述的半桥式感应热发生器，
其特征在于
一个第一输入端子(14)被连接到该一个半导体开关(Q1)的一个控制电极上，并且一个第二输入端子(16)被连接到该另一半导体开关(Q2)的一个控制电极上，其中若所述半导体开关(Q1，Q2)是双极型晶体管，则该第一输入端子(14)以及该第二输入端子(16)被连接到这些半导体开关(Q1，Q2)的基极电极上，并且其中若所述半导体开关(Q1，Q2)是场效应晶体管，则该第一输入端子(14)以及该第二输入端子(16)被连接到这些半导体开关(Q1，Q2)的栅极上。
10.一种用于根据权利要求1至9中任一项所述的半桥式感应热发生器的电容器组件，该电容器组件包括：
-四个电容器(C2，C3，C4，C5)，这四个电容器形成一个桥式电路，以及
-另一电容器(C1)，该另一电容器被并联连接到该桥式电路上，其特征在于
该桥式电路的这四个电容器(C2，C3，C4，C5)与该另一电容器(C1)被安排在一个共同的壳体(20)之内，其中所述壳体(20)与这些电容器(C1，C2，C3，C4，C5)形成一个电容器组件，该电容器组件是一个单一部件并且可安装在并可电气连接到一个印刷电路板上，该电源端子(10)被安排在该电容器组件的壳体(20)处，该电源端子(10)被提供用于连接到一个相应的布线对应物上。
11.根据权利要求10所述的电容器组件，
其特征在于
该壳体(20)内填充有一种硬化液体，这样使得该电容器组件形成一个鲁棒的块体。
12.根据权利要求10或11所述的电容器组件，
其特征在于
利用通孔技术，该壳体(20)可安装在并且可电气连接到一个印刷电路板上。
13.根据权利要求10或11所述的电容器组件，
其特征在于
通过表面安装器件(SMD)技术，该壳体(20)可安装在并且可电气连接到一个绝缘金属基板(IMS)印刷电路板上。
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