CN110060845A - 电抗器和升压电路 - Google Patents

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Abstract

一种电抗器包括第一线圈、第二线圈和芯。第一线圈和第二线圈中的每个嵌入在芯中。芯具有外芯部、内芯部、上芯部、下芯部和中间芯部。在上下方向上，上芯部定位在第一线圈的横截面的上端的上方。在上下方向上，下芯部定位在第二线圈的横截面的下端的下方。芯由第一构件和第二构件制成。第二构件具有大于第一构件的相对磁导率的相对磁导率。上芯部和下芯部中的每个由第二构件制成。

Description

电抗器和升压电路
技术领域
本发明涉及一种包括两个线圈和芯的电抗器，以及一种包括该电抗器的升压电路。
背景技术
因为交错升压电路能够处理大电流，因此需要一种利用电抗器的交错升压电路。例如，在专利文献1(JPA H10-127049)中公开了这种利用电抗器的交错升压电路。例如，在专利文献2(JPA 2017-168587)中公开了一种在这种交错升压电路中使用的电抗器。参考图10，专利文献2的电抗器800具有两个线圈810、芯850和中间盖部880。芯850是铸芯，其通过混合软磁合金粉末和树脂，然后将混合物倒入预定模具中而形成。两个线圈810中的每个嵌入到芯850中。中间盖部880由树脂制成并具有环形平板。中间盖部880保持在两个线圈810之间。
专利文献2的电抗器800的电磁性能随着两个线圈810的耦合系数的增加而增加。已知在类似于专利文献2的电抗器800的电抗器用于提供了两个输出相的交错升压电路中的情况下，从减小纹波电流的观点来看，具有升压比(占空比)为0.5同时两个线圈的耦合系数为1的配置的交错升压电路是最优的。另外，还已知当在这种情况下将占空比设置为远离0.5的值时，随着其耦合系数增加，纹波电流显着增加。
另一方面，需要一种升压电路，其具有适用于实际使用的可用范围的升压比。根据上文可知，为了在升压比的一些范围中使得电抗器具有优异的磁性能，而具有电抗器的升压电路具有减小的纹波电流，因此需要适当调节电抗器的两个线圈的耦合系数。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种电抗器，其能够适当地调节电抗器的两个线圈的耦合系数。另外，本发明的另一个目的是提供一种利用该电抗器的升压电路。
通过反复试验，申请人已经发现，通过调节两个线圈之间的距离，能够在电抗器中容易地调节两个线圈的耦合系数，该电抗器包括两个线圈、高相对磁导率的上芯部、高相对磁导率的下芯部、低相对磁导率的内芯部和低相对磁导率的外芯部，其中：上芯部布置在两个线圈的上方；下芯部布置在两个线圈的下方；内芯部布置成向内超过两个线圈；并且，外芯部布置成向外超过两个线圈。本发明基于这一发现。
本发明的一个方面提供了一种电抗器，其包括第一线圈、第二线圈和芯。第一线圈和第二线圈中的每个嵌入在芯中。第一线圈包括第一线圈主体。第一线圈主体具有在上下方向上延伸的第一缠绕轴线。第二线圈包括第二线圈主体。第二线圈主体具有在上下方向上延伸的第二缠绕轴线。在上下方向上，第一线圈主体定位成远离第二线圈主体并在第二线圈主体的上方。在包括第一缠绕轴线和第二缠绕轴线的平面中，第一线圈和第二线圈中的每个还具有单个横截面。该横截面具有外周边、内周边、上端和下端。在垂直于第一缠绕轴线的径向方向上，所述内周边定位成向内超过外周边。在上下方向上，上端定位在下端的上方。芯具有外芯部、内芯部、上芯部、下芯部和中间芯部。在径向方向上，外芯部定位成向外超过第一线圈的横截面的外周边和第二线圈的横截面的外周边中的任何一个。在径向方向上，内芯部定位成向内超过第一线圈的横截面的内周边和第二线圈的横截面的内周边中的任何一个。在上下方向上，外芯部和内芯部中的每个定位在上芯部和下芯部之间。外芯部具有第一外芯部、第二外芯部和第三外芯部。内芯部具有第一内芯部、第二内芯部和第三内芯部。在径向方向上，第一外芯部和第一内芯部中的每个面向第一线圈主体。在径向方向上，第二外芯部和第二内芯部中的每个面向中间芯部。在径向方向上，第三外芯部和第三内芯部中的每个面向第二线圈主体。在上下方向上，上芯部定位在第一线圈的横截面的上端的上方。在上下方向上，下芯部定位在第二线圈的横截面的下端的下方。在上下方向上，中间芯部定位在第一线圈主体和第二线圈主体之间。在径向方向上，中间芯部定位在内芯部和外芯部之间。芯由第一构件和第二构件制成。第二构件具有大于第一构件的相对磁导率的相对磁导率。第一外芯部和第二外芯部之一由第一构件制成。第一外芯部和第二外芯部中的剩余一个由第一构件或第二构件制成。在第一外芯部由第一构件制成的情况下，第三外芯部由第一构件制成。在第一外芯部由第二构件制成的情况下，第三外芯部由第二构件制成。第一内芯部和第二内芯部之一由第一构件制成。第一内芯部和第二内芯部中的剩余一个由第一构件或第二构件制成。在第一内芯部由第一构件制成的情况下，第三内芯部由第一构件制成。在第一内芯部由第二构件制成的情况下，第三内芯部由第二构件制成。上芯部和下芯部中的每个由第二构件制成。中间芯部由第一构件或第二构件制成。
本发明的另一方面提供了一种升压电路，其包括电源、第一开关元件、第二开关元件、第一整流器元件、第二整流器元件和电抗器。第一开关元件、第一整流器元件和电抗器的第一线圈形成第一升压斩波电路，该第一升压斩波电路将电源的输出斩断为输出的升压电压。第二开关元件、第二整流器元件和电抗器的第二线圈形成第二升压斩波电路，该第二升压斩波电路将电源的输出斩断为输出的升压电压。第一升压斩波电路和第二升压斩波电路彼此并联连接。第一升压斩波电路和第二升压斩波电路以交错方式操作。
在本发明的电抗器的芯中，第一外芯部和第二外芯部之一由第一构件制成，并且第一内芯部和第二内芯部之一由第一构件制成。另外，在本发明的电抗器的芯中，上芯部和下芯部中的每个由第二构件制成，该第二构件具有大于第一构件的相对磁导率的相对磁导率。因此，通过调节第一线圈主体和第二线圈主体之间的距离，能够容易地调节第一线圈和第二线圈的耦合系数。特别地，由第二构件制成的上芯部定位在第一线圈主体的上方，并且由第二构件制成的下芯部定位在第二线圈主体的下方。因此，本发明的电抗器配置成在第一线圈和第二线圈之间具有适当的磁链。
通过研读以下优选实施例的具体实施方式并通过参考附图，可以领会本发明的目的并且对其结构有更全面的理解。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一实施例的电抗器的立体图。
图2是示出图1的电抗器的结构的横截面视图。
图3是示出根据本发明的第二实施例的电抗器的结构的横截面视图。
图4是示出根据本发明的第三实施例的电抗器的结构的横截面视图。
图5是示出根据本发明的第四实施例的电抗器的结构的横截面视图。
图6是示出根据本发明的第五实施例的电抗器的结构的横截面视图。
图7是示出根据本发明的第六实施例的电抗器的结构的横截面视图。
图8是示出根据本发明的第七实施例的电抗器的结构的横截面视图。
图9是示出根据本发明的实施例的升压电路的电路图。
图10是示出专利文献2的电抗器的结构的横截面视图。
尽管本发明可以具有各种修改和可替代形式，但是其特定实施例在附图中以示例的方式示出并且将在本文中进行详细描述。然而，应该理解，附图和对其的详细描述并非旨在将本发明限制于所公开的特定形式，相反，旨在涵盖落入如由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代方案。
具体实施方式
[第一实施例]
如图2中所示，根据本发明第一实施例的电抗器100包括第一线圈230、第二线圈240、芯300和壳体600。第一线圈230和第二线圈240中的每个嵌入在芯300中。
参见图1和图2，本实施例的第一线圈230包括第一线圈主体232和两个第一端部234。第一线圈主体232具有在上下方向上延伸的第一缠绕轴线231。两个第一端部234分别从第一线圈主体232的相对端延伸。在本实施例中，上下方向是Z方向。具体地，假设向上是Z正方向，而向下是Z负方向。本实施例的第一线圈主体232通过对扁平线233进行平绕而形成。尽管本实施例的第一线圈230是单层线圈，但是本发明并不限于此。第一线圈230可以是多层线圈。例如，第一线圈230可以是α-缠绕型线圈，即双盘形线圈。
如图1中所示，本实施例的第一端部234中的每个延伸到芯300的外部。更具体地，第一端部234中的每个在垂直于上下方向的Y方向上延伸到芯300的外部。尽管图1中所示的第一端部234以使得扁平线233的长边垂直于上下方向的方式延伸到芯300的外部，但是本发明并不限于此。例如，第一端部234可以以使得扁平线233的短边垂直于上下方向的方式延伸到芯300的外部。另外，在XZ平面中，第一端部234可以自由地定位在芯300上。
参见图1和图2，本实施例的第二线圈240包括第二线圈主体242和两个第二端部244。第二线圈主体242具有在上下方向上延伸的第二缠绕轴线241。两个第二端部244分别从第二线圈主体242的相对端延伸。本实施例的第二线圈主体242通过对扁平线243进行平绕而形成。尽管本实施例的第二线圈240是单层线圈，但是本发明并不只限于此。第二线圈240可以是多层线圈。例如，第二线圈240可以是α-缠绕型线圈，即双盘形线圈。
如图1中所示，本实施例的第二端部244中的每个延伸到芯300的外部。更具体地，第二端部244中的每个在Y方向上延伸到芯300的外部。尽管图1中所示的第二端部244以使得扁平线243的长边垂直于上下方向的方式延伸到芯300的外部，但是本发明并不限于此。例如，第二端部244可以以使得扁平线243的短边垂直于上下方向的方式延伸到芯300的外部。另外，在XZ平面中，第二端部244可以自由地定位在芯300上。
如图2中所示，本实施例的第一缠绕轴线231和第二缠绕轴线241是同一轴线。在上下方向上，第一线圈230的第一线圈主体232定位成远离第二线圈240的第二线圈主体242，并在第二线圈240的第二线圈主体242的上方。
如上所述，在本实施例的电抗器100中，每个都是平绕的第一线圈230和第二线圈240在上下方向上布置，使得第一缠绕轴线231和第二缠绕轴线241是在上下方向上延伸的同一轴线。因此，与两个线圈(其中每个都是立绕的)以上述方式类似的方式布置的假设相比，本实施例的电抗器100具有如下优点。第一线圈230和第二线圈240中的每个易于制造，并且电抗器100在上下方向上具有改善的散热特性和减小的高度。
如图2中所示，在包括第一缠绕轴线231和第二缠绕轴线241的平面中，本实施例的第一线圈230还具有单个横截面250。此外，在包括第一缠绕轴线231和第二缠绕轴线241的平面中，本实施例的第二线圈240还具有单个横截面260。
如图2中所示，本实施例的第一线圈230的第一线圈主体232的横截面250具有外周边252、内周边254、上端256和下端258。外周边252、内周边254、上端256和下端258限定了横截面250的外边缘。
如图2中所示，在垂直于第一缠绕轴线231的径向方向上，本实施例的内周边254定位成向内超过外周边252。在上下方向上，本实施例的上端256定位在下端258的上方。
如图2中所示，本实施例的第二线圈240的第二线圈主体242的横截面260具有外周边262、内周边264、上端266和下端268。外周边262、内周边264、上端266和下端268限定了横截面260的外边缘。
如图2中所示，在垂直于第一缠绕轴线231的径向方向上，本实施例的内周边264定位成向内超过外周边262。在上下方向上，本实施例的上端266定位在下端268的上方。
参见图2，电抗器100优选在第一线圈主体232和第二线圈主体242之间具有距离d，其中距离d为1mm≤d≤5mm。更具体地，电抗器100优选地在第一线圈230的横截面250的下端258与第二线圈240的横截面260的上端266之间具有距离d，其中距离d为1mm≤d≤5mm。
参见图2，本实施例的芯300由第一构件400和第二构件500制成。本实施例的第二构件500是粉芯。本实施例的第一构件400是由复合磁体410制成的芯，其包括硬化的粘合剂412和磁性颗粒414。磁性颗粒414分散在硬化的粘合剂412中。
在本实施例中，第二构件500具有大于第一构件400的相对磁导率的相对磁导率。第一构件400优选具有3≤μL≤40的相对磁导率μL。另外，第二构件500优选具有40<μh≤300的相对磁导率μh。
如图2中所示，本实施例的芯300具有外芯部310、内芯部330、上芯部350、下芯部360和中间芯部370。图2中所示的上芯部350分成两个块，第一缠绕轴线231定位在这两个块之间。然而，本发明不限于此。上芯部350可以整体地形成为在X方向上延伸。类似于上芯部350，图2中所示的下芯部360分成两个块，第一缠绕轴线231定位在这两个块之间。然而，本发明不限于此。下芯部360可以整体地形成为在X方向上延伸。
如图2中所示，在径向方向上，本实施例的外芯部310定位成向外超过第一线圈230的横截面250的外周边252，同时面向第一线圈230的横截面250的外周边252。此外，在径向方向上，本实施例的外芯部310定位成向外超过第二线圈240的横截面260的外周边262，同时面向第二线圈240的横截面260的外周边262。在上下方向上，外芯部310定位在上芯部350的下方。在上下方向上，外芯部310与上芯部350的一部分接触。在上下方向上，外芯部310定位在下芯部360的上方。在上下方向上，外芯部310与下芯部360的一部分接触。在上下方向上，外芯部310定位在上芯部350和下芯部360之间。
如图2中所示，本实施例的外芯部310具有第一外芯部312、第二外芯部315和第三外芯部318。
如图2中所示，在上下方向上，本实施例的第一外芯部312定位在上芯部350的下方。在上下方向上，第一外芯部312与上芯部350的一部分接触。在上下方向上，第一外芯部312的上端定位在与第一线圈230的横截面250的上端256的位置相同的位置处。在上下方向上，第一外芯部312的下端定位在与第一线圈230的横截面250的下端258的位置相同的位置处。
如图2中所示，在上下方向上，本实施例的第二外芯部315定位在第一外芯部312的下方。在上下方向上，第二外芯部315与第一外芯部312接触。在上下方向上，第二外芯部315的上端定位在与第一线圈230的横截面250的下端258的位置相同的位置处。在上下方向上，第二外芯部315的下端定位在与第二线圈240的横截面260的上端266的位置相同的位置处。
如图2中所示，在上下方向上，本实施例的第三外芯部318定位在第二外芯部315的下方。在上下方向上，第三外芯部318与第二外芯部315接触。在上下方向上，第三外芯部318的上端定位在与第二线圈240的横截面260的上端266的位置相同的位置处。在上下方向上，第三外芯部318的下端定位在与第二线圈240的横截面260的下端268的位置相同的位置处。在上下方向上，第三外芯部318定位在下芯部360的上方。在上下方向上，第三外芯部318与下芯部360的一部分接触。
如图2中所示，本实施例的第一外芯部312、第二外芯部315和第三外芯部318中的每个由第一构件400制成。具体地，第一外芯部312、第二外芯部315和第三外芯部318由普通材料整体制成。然而，本发明不限于此。具体地，外芯部310可以配置为第一外芯部312和第二外芯部315之一由第一构件400制成，而第一外芯部312和第二外芯部315中的剩余一个由第一构件400或第二构件500制成。在这种配置下，在第一外芯部312由第一构件400制成的情况下，第三外芯部318由第一构件400制成。否则，在这种配置下，在第一外芯部312由第二构件500制成的情况下，第三外芯部318由第二构件500制成。
如图2中所示，在径向方向上，本实施例的内芯部330定位成向内超过第一线圈230的横截面250的内周边254，同时面向第一线圈230的横截面250的内周边254。在径向方向上，内芯部330定位成向内超过第二线圈240的横截面260的内周边264，同时面向第二线圈240的横截面260的内周边264。在上下方向上，内芯部330定位在上芯部350的下方。在上下方向上，内芯部330与上芯部350的一部分接触。在上下方向上，内芯部330定位在下芯部360的上方。在上下方向上，内芯部330与下芯部360的一部分接触。在上下方向上，内芯部330定位在上芯部350和下芯部360之间。
如图2中所示，本实施例的内芯部330具有第一内芯部332、第二内芯部335和第三内芯部338。
如图2中所示，在上下方向上，本实施例的第一内芯部332定位在上芯部350的下方。在上下方向上，第一内芯部332与上芯部350的一部分接触。在上下方向上，第一内芯部332的上端定位在与第一线圈230的横截面250的上端256的位置相同的位置处。在上下方向上，第一内芯部332的下端定位在与第一线圈230的横截面250的下端258相同的位置处。
如图2中所示，在上下方向上，本实施例的第二内芯部335定位在第一内芯部332的下方。在上下方向上，第二内芯部335与第一内芯部332接触。在上下方向上，第二内芯部335的上端定位在与第一线圈230的横截面250的下端258的位置相同的位置处。在上下方向上，第二内芯部335的下端定位在与第二线圈240的横截面260的上端266的位置相同的位置处。
如图2中所示，在上下方向上，本实施例的第三内芯部338定位在第二内芯部335的下方。在上下方向上，第三内芯部338与第二内芯部335接触。在上下方向上，第三内芯部338的上端定位在与第二线圈240的横截面260的上端266的位置相同的位置处。在上下方向上，第三内芯部338的下端定位在与第二线圈240的横截面260的下端268的位置相同的位置处。在上下方向上，第三内芯部338定位在下芯部360的上方。在上下方向上，第三内芯部338与下芯部360的一部分接触。
如图2中所示，在径向方向上，本实施例的第一外芯部312和第一内芯部332中的每个面向第一线圈主体232。在径向方向上，第二外芯部315和第二内芯部335中的每个面向中间芯部370。在径向方向上，第三外芯部318和第三内芯部338中的每个面向第二线圈主体242。
如图2中所示，本实施例的第一内芯部332、第二内芯部335和第三内芯部338中的每个由第一构件400制成。具体地，第一内芯部332、第二内芯部335和第三内芯部338由普通材料整体制成。然而，本发明不限于此。具体地，内芯部330可以配置为使得第一内芯部332和第二内芯部335之一由第一构件400制成，而第一内芯部332和第二内芯部335中的剩余一个由第一构件400或第二构件500制成。在这种配置下，在第一内芯部332由第一构件400制成的情况下，第三内芯部338由第一构件400制成。否则，在这种配置下，在第一内芯部332由第二构件500制成的情况下，第三内芯部338由第二构件500制成。
如图2中所示，在上下方向上，本实施例的上芯部350定位在第一线圈230的横截面250的上端256的上方，同时面向第一线圈230的横截面250的上端256。在径向方向上，上芯部350向外和向内突出超过第一线圈230的横截面250的上端256。具体地，上芯部350在径向方向上的内端定位成在径向方向上向内超过第一线圈230的横截面250的内周边254，而上芯部350在径向方向上的外端定位成在径向方向上向外超过第一线圈230的横截面250的外周边252。上芯部350由第二构件500制成。
如图2中所示，在上下方向上，本实施例的下芯部360定位在第二线圈240的横截面260的下端268的下方，同时面向第二线圈240的横截面260的下端268。在径向方向上，下芯部360向外和向内突出超过第二线圈240的横截面260的下端268。具体地，下芯部360在径向方向上的内端定位成在径向方向上向内超过第二线圈240的横截面260的内周边264，而下芯部360在径向方向上的外端定位成在径向方向上向外超过第二线圈240的横截面260的外周边262。下芯部360由第二构件500制成。
如图2中所示，在上下方向上，本实施例的中间芯部370定位在第一线圈主体232和第二线圈主体242之间。在径向方向上，中间芯部370定位在内芯部330和外芯部310之间。在上下方向上，中间芯部370的上端定位在与第二外芯部315的上端的位置相同的位置处。在上下方向上，中间芯部370的上端定位在与第二内芯部335的上端的位置相同的位置处。在上下方向上，中间芯部370的下端定位在与第二外芯部315的下端的位置相同的位置处。在上下方向上，中间芯部370的下端定位在与第二内芯部335的下端的位置相同的位置处。本实施例的中间芯部370由第一构件400制成。然而，本发明不限于此。具体地，中间芯部370可以由第一构件400或第二构件500制成。如果中间芯部370由类似于本实施例的第一构件400制成，则易于形成中间芯部370并且易于调节第一线圈主体232和第二线圈主体242之间的距离d。因此，中间芯部370优选由第一构件400制成。
参照图2，本实施例的电抗器100优选在第一线圈主体232和第二线圈主体242之间具有线圈耦合系数k，其中，在零磁场中，线圈耦合系数k为0.2≤k≤0.8。
参考图1和2，本实施例的壳体600由铝或树脂制成。在本实施例的电抗器100中，第一线圈230、第二线圈240和芯300布置在壳体600中。然而，本发明不限于此。特别地，电抗器100可以不具有壳体600。
如上所述，本实施例的电抗器100具有如下构造；平绕的第一线圈230的第一缠绕轴线231和平绕的第二线圈240的第二缠绕轴线241中的每个在上下方向上延伸，使得第一缠绕轴线231和第二缠绕轴线241是同一轴线，并且上芯部350布置在第一线圈230的上方，而下芯部360布置在第二线圈240的下方。因此，从第一线圈230和第二线圈240辐射的热量能够通过每个都是粉芯的上芯部350和下芯部360快速传递到壳体600。
[第二实施例]
如图3中所示，除了芯300A之外，根据本发明第二实施例的电抗器100A具有与根据如图1和图2中的每个所示的前述第一实施例的电抗器100的结构相同的结构。因此，图3中所示的电抗器100A的与第一实施例的电抗器100的那些部件相同的部件使用与第一实施例的电抗器100的那些附图标记相同的附图标记来表示。关于本实施例中的方向和定向，在下文将使用与第一实施例的那些表述相同的表述。
参见图3，本实施例的芯300A由第一构件400A和第二构件500A制成。本实施例的第二构件500A是粉芯。本实施例的第一构件400A是由复合磁体410A制成的芯，其包括硬化的粘合剂412和磁性颗粒414。磁性颗粒414分散在硬化的粘合剂412中。
在本实施例中，第二构件500A具有大于第一构件400A的相对磁导率的相对磁导率。第一构件400A优选具有3≤μL≤40的相对磁导率μL。另外，第二构件500A优选具有40<μh≤300的相对磁导率μh。
如图3中所示，本实施例的芯300A具有外芯部310、内芯部330、上芯部350、下芯部360和中间芯部370A。图3中所示的上芯部350分成两个块，第一缠绕轴线231定位在这两个块之间。然而，本发明不限于此。上芯部350可以整体地形成为在X方向上延伸。类似于上芯部350，图3中所示的下芯部360分成两个块，第一缠绕轴线231定位在这两个块之间。然而，本发明不限于此。下芯部360可以整体地形成为在X方向上延伸。
如图3中所示，在上下方向上，本实施例的中间芯部370A定位在第一线圈主体232和第二线圈主体242之间。在径向方向上，中间芯部370A定位在内芯部330和外芯部310之间。本实施例的中间芯部370A由第二构件500A制成。
更具体地，如图3中所示，在径向方向上，第二外芯部315和第二内芯部335中的每个面向中间芯部370。在上下方向上，中间芯部370A的上端定位在与第二外芯部315的上端的位置相同的位置处。在上下方向上，中间芯部370A的上端定位在与第二内芯部335的上端的位置相同的位置处。在上下方向上，中间芯部370A的下端定位在与第二外芯部315的下端的位置相同的位置处。在上下方向上，中间芯部370A的下端定位在与第二内芯部335的下端的位置相同的位置处。
参照图3，本实施例的电抗器100A优选在第一线圈主体232和第二线圈主体242之间具有线圈耦合系数k，其中，在零磁场中，线圈耦合系数k为0.2≤k≤0.8。
参照图3，在本实施例的电抗器100A中，第一线圈230、第二线圈240和芯300A布置在壳体600中。
[第三实施例]
如图4中所示，除了芯300B之外，根据本发明第三实施例的电抗器100B具有与根据如图1和图2中的每个所示的前述第一实施例的电抗器100的结构相同的结构。因此，图4中所示的电抗器100B的与第一实施例的电抗器100的那些部件相同的部件使用与第一实施例的电抗器100的那些附图标记相同的附图标记来表示。关于本实施例中的方向和定向，在下文将使用与第一实施例的那些表述相同的表述。
参见图4，本实施例的芯300B由第一构件400B和第二构件500B制成。本实施例的第二构件500B是粉芯。本实施例的第一构件400B是由复合磁体410B制成的芯，其包括硬化的粘合剂412和磁性颗粒414。磁性颗粒414分散在硬化的粘合剂412中。
在本实施例中，第二构件500B具有大于第一构件400B的相对磁导率的相对磁导率。第一构件400B优选具有3≤μL≤40的相对磁导率μL。第二构件500B优选具有40<μh≤300的相对磁导率μh。
如图4中所示，本实施例的芯300B具有外芯部310B、内芯部330B、上芯部350B、下芯部360B和中间芯部370。图4中所示的上芯部350B整体地形成为在X方向上延伸。然而，本发明不限于此。上芯部350B可以分成两个块，第一缠绕轴线231定位在这两个块之间。类似于上芯部350B，图4中所示的下芯部360B整体地形成为在X方向上延伸。然而，本发明不限于此。下芯部360B可以分成两个块，第一缠绕轴线231定位在这两个块之间。
如图4中所示，在径向方向上，本实施例的外芯部310B定位成向外超过第一线圈230的横截面250的外周边252，同时面向第一线圈230的横截面250的外周边252。此外，在径向方向上，本实施例的外芯部310B定位成向外超过第二线圈240的横截面260的外周边262，同时面向第二线圈240的横截面260的外周边262。在上下方向上，外芯部310B定位在上芯部350B的下方。在上下方向上，外芯部310B与上芯部350B耦合。在上下方向上，外芯部310B定位在下芯部360B的上方。在上下方向上，外芯部310B与下芯部360B耦合。在上下方向上，外芯部310B定位在上芯部350B和下芯部360B之间。
如图4中所示，本实施例的外芯部310B具有第一外芯部312B、第二外芯部315和第三外芯部318B。
如图4中所示，在上下方向上，本实施例的第一外芯部312B定位在上芯部350B的下方。在上下方向上，第一外芯部312B与上芯部350B耦合。在上下方向上，第一外芯部312B的上端定位在与第一线圈230的横截面250的上端256的位置相同的位置处。在上下方向上，第一外芯部312B的下端定位在与第一线圈230的横截面250的下端258的位置相同的位置处。
如图4中所示，在上下方向上，本实施例的第二外芯部315定位在第一外芯部312B的下方。在上下方向上，第二外芯部315与第一外芯部312B接触。
如图4中所示，在上下方向上，本实施例的第三外芯部318B定位在第二外芯部315的下方。在上下方向上，第三外芯部318B与第二外芯部315接触。在上下方向上，第三外芯部318B的上端定位在与第二线圈240的横截面260的上端266的位置相同的位置处。在上下方向上，第三外芯部318B的下端定位在与第二线圈240的横截面260的下端268的位置相同的位置处。在上下方向上，第三外芯部318B定位在下芯部360B的上方。在上下方向上，第三外芯部318B与下芯部360B耦合。
如图4中所示，第一外芯部312B和第三外芯部318B中的每个由第二构件500B制成。
如图4中所示，在径向方向上，本实施例的内芯部330B定位成向内超过第一线圈230的横截面250的内周边254，同时面向第一线圈230的横截面250的内周边254。在径向方向上，内芯部330B定位成向内超过第二线圈240的横截面260的内周边264，同时面向第二线圈240的横截面260的内周边264。在上下方向上，内芯部330B定位在上芯部350B的下方。在上下方向上，内芯部330B与上芯部350B耦合。在上下方向上，内芯部330B定位在下芯部360B的上方。在上下方向上，内芯部330B与下芯部360B耦合。在上下方向上，内芯部330B定位在上芯部350B和下芯部360B之间。
如图4中所示，本实施例的内芯部330B具有第一内芯部332B、第二内芯部335和第三内芯部338B。
如图4中所示，在上下方向上，本实施例的第一内芯部332B定位在上芯部350B的下方。在上下方向上，第一内芯部332B与上芯部350B耦合。在上下方向上，第一内芯部332B的上端定位在与第一线圈230的横截面250的上端256的位置相同的位置处。在上下方向上，第一内芯部332B的下端定位在与第一线圈230的横截面250的下端258的位置相同的位置处。
如图4中所示，在上下方向上，第二内芯部335定位在第一内芯部332B的下方。在上下方向上，第二内芯部335与第一内芯部332B接触。
如图4中所示，在上下方向上，本实施例的第三内芯部338B定位在第二内芯部335的下方。在上下方向上，第三内芯部338B与第二内芯部335接触。在上下方向上，第三内芯部338B的上端定位在与第二线圈240的横截面260的上端266的位置相同的位置处。在上下方向上，第三内芯部338B的下端定位在与第二线圈240的横截面260的下端268的位置相同的位置处。在上下方向上，第三内芯部338B定位在下芯部360B的上方。在上下方向上，第三内芯部338B与下芯部360B耦合。
如图4中所示，在径向方向上，第一外芯部312B和第一内芯部332B中的每个面向第一线圈主体232。在径向方向上，第三外芯部318B和第三内芯部338B中的每个面向第二线圈主体242。
如图4中所示，第一内芯部332B和第三内芯部338B中的每个由第二构件500B制成。
如图4中所示，在上下方向上，本实施例的上芯部350B定位在第一线圈230的横截面250的上端256的上方，同时面向第一线圈230的横截面250的上端256。在径向方向上，上芯部350B向外和向内突出超过第一线圈230的横截面250的上端256。具体地，上芯部350B在径向方向上的内端定位成在径向方向上向内超过第一线圈230的横截面250的内周边254，而上芯部350B在径向方向上的外端定位成在径向方向上向外超过第一线圈230的横截面250的外周边252。上芯部350B由第二构件500B制成。
如图4中所示，在上下方向上，本实施例的下芯部360B定位在第二线圈240的横截面260的下端268的下方，同时面向第二线圈240的横截面260的下端268。在径向方向上，下芯部360B向外和向内突出超过第二线圈240的横截面260的下端268。具体地，下芯部360B在径向方向上的内端定位成在径向方向上向内超过第二线圈240的横截面260的内周边264，而下芯部360B在径向方向上的外端定位成在径向方向上向外超过第二线圈240的横截面260的外周边262。下芯部360B由第二构件500B制成。
如图4中所示，在径向方向上，本实施例的中间芯部370定位在内芯部330B和外芯部310B之间。
参照图4，本实施例的电抗器100B优选在第一线圈主体232和第二线圈主体242之间具有线圈耦合系数k，其中，在零磁场中，线圈耦合系数k为0.2≤k≤0.8。
参照图4，在本实施例的电抗器100B中，第一线圈230、第二线圈240和芯300B布置在壳体600中。
[第四实施例]
如图5中所示，除了芯300C之外，根据本发明第四实施例的电抗器100C具有与根据如图1和图2中的每个所示的前述第一实施例的电抗器100的结构相同的结构。因此，图5中所示的电抗器100C的与第一实施例的电抗器100的那些部件相同的部件使用与第一实施例的电抗器100的那些附图标记相同的附图标记来表示。关于本实施例中的方向和定向，在下文将使用与第一实施例的那些表述相同的表述。
参见图5，本实施例的芯300C由第一构件400C和第二构件500C制成。本实施例的第二构件500C是粉芯。本实施例的第一构件400C是由复合磁体410C形成的芯，其包括硬化的粘合剂412和磁性颗粒414。磁性颗粒414分散在硬化的粘合剂412中。
在本实施例中，第二构件500C具有大于第一构件400C的相对磁导率的相对磁导率。第一构件400C优选具有3≤μL≤40的相对磁导率μL。另外，第二构件500C优选具有40<μh≤300的相对磁导率μh。
如图5中所示，本实施例的芯300C具有外芯部310B、内芯部330B、上芯部350B、下芯部360B和中间芯部370A。本实施例的外芯部310B、内芯部330B、上芯部350B和下芯部360B与第三实施例的那些类似。因此，省略其相关的详细说明。另外，中间芯部370A类似于第二实施例的中间芯部。因此，省略其相关的详细说明。外芯部310B、内芯部330B、上芯部350B和下芯部360B中的每个与中间芯部370A之间的关系类似于第三实施例中的外芯部310B、内芯部330B、上芯部350B和下芯部360B中的每个与中间芯部370之间的关系。因此，省略其相关的详细说明。图5中所示的上芯部350B整体地形成为在X方向上延伸。然而，本发明不限于此。上芯部350B可以分成两个块，第一缠绕轴线231定位在这两个块之间。类似于上芯部350B，图5中所示的下芯部360B整体地形成为在X方向上延伸。然而，本发明不限于此。下芯部360B可以分成两个块，第一缠绕轴线231定位在这两个块之间。
参照图5，本实施例的电抗器100C优选在第一线圈主体232和第二线圈主体242之间具有线圈耦合系数k，其中，在零磁场中，线圈耦合系数k为0.2≤k≤0.8。
参照图5，在本实施例的电抗器100C中，第一线圈230、第二线圈240和芯300C布置在壳体600中。
[第五实施例]
如图6中所示，除了芯300D之外，根据本发明第五实施例的电抗器100D具有与根据如图1和图2中的每个所示的前述第一实施例的电抗器100的结构相同的结构。因此，图6中所示的电抗器100D的与第一实施例的电抗器100的那些部件相同的部件使用与第一实施例的电抗器100的那些附图标记相同的附图标记来表示。关于本实施例中的方向和定向，在下文将使用与第一实施例的那些表述相同的表述。
参见图6，本实施例的芯300D由第一构件400D和第二构件500D制成。本实施例的第二构件500D是粉芯。本实施例的第一构件400D是由复合磁体410D制成的芯，其包括硬化的粘合剂412和磁性颗粒414。磁性颗粒414分散在硬化的粘合剂412中。
在本实施例中，第二构件500D具有大于第一构件400D的相对磁导率的相对磁导率。第一构件400D优选具有3≤μL≤40的相对磁导率μL。另外，第二构件500D优选具有40<μh≤300的相对磁导率μh。
如图6中所示，本实施例的芯300D具有外芯部310、内芯部330B、上芯部350D、下芯部360D和中间芯部370。图6中所示的上芯部350D整体地形成为在X方向上延伸。然而，本发明不限于此。上芯部350D可以分成两个块，第一缠绕轴线231定位在这两个块之间。类似于上芯部350D，图6中所示的下芯部360D整体地形成为在X方向上延伸。然而，本发明不限于此。下芯部360D可以分成两个块，第一缠绕轴线231定位在这两个块之间。
如图6中所示，在上下方向上，外芯部310定位在上芯部350D的下方。在上下方向上，外芯部310与上芯部350D的一部分接触。在上下方向上，外芯部310定位在下芯部360D的上方。在上下方向上，外芯部310与下芯部360D的一部分接触。在上下方向上，外芯部310定位在上芯部350D和下芯部360D之间。
如图6中所示，本实施例的外芯部310具有第一外芯部312、第二外芯部315和第三外芯部318。
如图6中所示，在上下方向上，本实施例的第一外芯部312定位在上芯部350D的下方。在上下方向上，第一外芯部312与上芯部350D的一部分接触。
如图6中所示，在上下方向上，第三外芯部318定位在下芯部360D的上方。在上下方向上，第三外芯部318与下芯部360D的一部分接触。
如图6中所示，在径向方向上，本实施例的内芯部330B定位成向内超过第一线圈230的横截面250的内周边254，同时面向第一线圈230的横截面250的内周边254。在径向方向上，内芯部330B定位成向内超过第二线圈240的横截面260的内周边264，同时面向第二线圈240的横截面260的内周边264。在上下方向上，内芯部330B定位在上芯部350D的下方。在上下方向上，内芯部330B与上芯部350D耦合。在上下方向上，内芯部330B定位在下芯部360D的上方。在上下方向上，内芯部330B与下芯部360D耦合。在上下方向上，内芯部330B定位在上芯部350D和下芯部360D之间。
如图6中所示，本实施例的内芯部330B具有第一内芯部332B、第二内芯部335B和第三内芯部338B。
如图6中所示，在上下方向上，本实施例的第一内芯部332B定位在上芯部350D的下方。在上下方向上，第一内芯部332B与上芯部350D耦合。在上下方向上，第一内芯部332B的上端定位在与第一线圈230的横截面250的上端256的位置相同的位置处。在上下方向上，第一内芯部332B的下端定位在与第一线圈230的横截面250的下端258的位置相同的位置处。
如图6中所示，在上下方向上，本实施例的第二内芯部335定位在第一内芯部332B的下方。在上下方向上，第二内芯部335与第一内芯部332B接触。
如图6中所示，在上下方向上，本实施例的第三内芯部338B定位在第二内芯部335的下方。在上下方向上，第三内芯部338B与第二内芯部335接触。在上下方向上，第三内芯部338B的上端定位在与第二线圈240的横截面260的上端266的位置相同的位置处。在上下方向上，第三内芯部338B的下端定位在与第二线圈240的横截面260的下端268的位置相同的位置处。在上下方向上，第三内芯部338B定位在下芯部360D的上方。在上下方向上，第三内芯部338B与下芯部360D耦合。
如图6中所示，在径向方向上，第一外芯部312和第一内芯部332B中的每个面向第一线圈主体232。在径向方向上，第三外芯部318和第三内芯部338B中的每个面向第二线圈主体242。
如图6中所示，第一内芯部332B和第三内芯部338B中的每个由第二构件500D制成。
如图6中所示，在上下方向上，本实施例的上芯部350D定位在第一线圈230的横截面250的上端256的上方，同时面向第一线圈230的横截面250的上端256。在径向方向上，上芯部350D向外和向内突出超过第一线圈230的横截面250的上端256。具体地，上芯部350D在径向方向上的内端定位成在径向方向上向内超过第一线圈230的横截面250的内周边254，而上芯部350D在径向方向上的外端定位成在径向方向上向外超过第一线圈230的横截面250的外周边252。上芯部350D由第二构件500D制成。
如图6中所示，在上下方向上，本实施例的下芯部360D定位在第二线圈240的横截面260的下端268的下方，同时面向第二线圈240的横截面260的下端268。在径向方向上，下芯部360D向外和向内突出超过第二线圈240的横截面260的下端268。具体地，下芯部360D在径向方向上的内端定位成在径向方向上向内超过第二线圈240的横截面260的内周边264，而下芯部360D在径向方向上的外端定位成在径向方向上向外超过第二线圈240的横截面260的外周边262。下芯部360D由第二构件500D制成。
参照图6，本实施例的电抗器100D优选在第一线圈主体232和第二线圈主体242之间具有线圈耦合系数k，其中，在零磁场中，线圈耦合系数k为0.2≤k≤0.8。
参照图6，在本实施例的电抗器100D中，第一线圈230、第二线圈240和芯300D布置在壳体600中。
[第六实施例]
如图7中所示，除了芯300E之外，根据本发明第六实施例的电抗器100E具有与根据如图1和图2中的每个所示的前述第一实施例的电抗器100的结构相同的结构。因此，图7中所示的电抗器100E的与第一实施例的电抗器100的那些部件相同的部件使用与第一实施例的电抗器100的那些附图标记相同的附图标记来表示。关于本实施例中的方向和定向，在下文将使用与第一实施例的那些表述相同的表述。
参见图7，本实施例的芯300E由第一构件400E和第二构件500制成。本实施例的第一构件400E具有芯和非磁性间隙430，其中芯由复合磁体410E制成，该复合磁体包括硬化的粘合剂412和磁性颗粒414，磁性颗粒414分散在硬化的粘合剂412中。
在本实施例中，第二构件500具有大于第一构件400E的相对磁导率的相对磁导率。第一构件400E优选具有3≤μL≤40的相对磁导率μL。
如图7中所示，本实施例的芯300E具有外芯部310、内芯部330E、上芯部350、下芯部360和中间芯部370。图7中所示的上芯部350分成两个块，第一缠绕轴线231定位在这两个块之间。然而，本发明不限于此。上芯部350可以整体地形成为在X方向上延伸。类似于上芯部350，图7中所示的下芯部360分成两个块，第一缠绕轴线231定位在这两个块之间。然而，本发明不限于此。下芯部360可以整体地形成为在X方向上延伸。
如图7中所示，在径向方向上，本实施例的内芯部330E定位成向内超过第一线圈230的横截面250的内周边254，同时面向第一线圈230的横截面250的内周边254。在径向方向上，内芯部330E定位成向内超过第二线圈240的横截面260的内周边264，同时面向第二线圈240的横截面260的内周边264。在上下方向上，内芯部330E定位在上芯部350的下方。在上下方向上，内芯部330E与上芯部350的一部分接触。在上下方向上，内芯部330E定位在下芯部360的上方。在上下方向上，内芯部330E与下芯部360的一部分接触。在上下方向上，内芯部330E定位在上芯部350和下芯部360之间。
如图7中所示，本实施例的内芯部330E具有第一内芯部332、第二内芯部335E和第三内芯部338。
如图7中所示，在上下方向上，本实施例的第二内芯部335E定位在第一内芯部332的下方。在上下方向上，第二内芯部335E与第一内芯部332接触。在上下方向上，第二内芯部335E的上端定位在与第一线圈230的横截面250的下端258的位置相同的位置处。在上下方向上，第二内芯部335E的下端定位在与第二线圈240的横截面260的上端266的位置相同的位置处。
如图7中所示，在上下方向上，本实施例的第三内芯部338定位在第二内芯部335E的下方。在上下方向上，第三内芯部338与第二内芯部335E接触。
如图7中所示，本实施例的第二内芯部335E设置有非磁性间隙430。除了非磁性间隙430之外，第二内芯部335E由第一构件400制成。
如图7中所示，在径向方向上，本实施例的中间芯部370定位在内芯部330E和外芯部310之间。在径向方向上，第二外芯部315和第二内芯部335E中的每个面向中间芯部370。在上下方向上，中间芯部370的上端定位在与第二内芯部335E的上端的位置相同的位置处。在上下方向上，中间芯部370的下端定位在与第二内芯部335E的下端的位置相同的位置处。
参照图7，本实施例的电抗器100E优选在第一线圈主体232和第二线圈主体242之间具有线圈耦合系数k，其中，在零磁场中，线圈耦合系数k为0.2≤k≤0.8。
参照图7，在本实施例的电抗器100E中，第一线圈230、第二线圈240和芯300E布置在壳体600中。
[第七实施例]
如图8中所示，除了第一线圈230F和第二线圈240F之外，根据本发明的第七实施例的电抗器100F具有与根据如图1和2中的每个所示的前述第一实施例的电抗器100的结构相同的结构。因此，图8中所示的电抗器100F的与第一实施例的电抗器100的那些部件相同的部件使用与第一实施例的电抗器100的那些附图标记相同的附图标记来表示。关于本实施例中的方向和定向，在下文将使用与第一实施例的那些表述相同的表述。
如图8中所示，本实施例的电抗器100F包括第一线圈230F、第二线圈240F、芯300和壳体600。第一线圈230F和第二线圈240F中的每个嵌入在芯300中。
参见图8，本实施例的第一线圈230F包括第一线圈主体232F和两个第一端部(未示出)。第一线圈主体232F具有在上下方向上延伸的第一缠绕轴线231F。两个第一端部分别从第一线圈主体232F的相对端延伸。本实施例的第一线圈主体232F通过对扁平线233F进行立绕而形成。本实施例的第一端部(未示出)中的每个延伸到芯300的外部。
参见图8，本实施例的第二线圈240F包括第二线圈主体242F和两个第二端部(未示出)。第二线圈主体242F具有在上下方向上延伸的第二缠绕轴线241F。两个第二端部244(未示出)分别从第二线圈主体242F的相对端延伸。本实施例的第二线圈主体242F通过对扁平线243F进行立绕而形成。本实施例的第二端部(未示出)中的每个延伸到芯300的外部。
如图8中所示，在本实施例中，第一缠绕轴线231F和第二缠绕轴线241F是同一轴线。在上下方向上，第一线圈230F的第一线圈主体232F定位成远离第二线圈240F的第二线圈主体242F，并在第二线圈240F的第二线圈主体242F的上方。
如图8中所示，在包括第一缠绕轴线231F和第二缠绕轴线241F的平面中，本实施例的第一线圈230F还具有单个横截面250F。此外，在包括第一缠绕轴线231F和第二缠绕轴线241F的平面中，本实施例的第二线圈240F还具有单个横截面260F。
如图8中所示，本实施例的第一线圈230F的第一线圈主体232F的横截面250F具有外周边252F、内周边254F、上端256F和下端258F。外周边252F、内周边254F、上端256F和下端258F限定了横截面250F的外边缘。
如图8中所示，在垂直于第一缠绕轴线231F的径向方向上，本实施例的内周边254F定位成向内超过外周边252F。在上下方向上，本实施例的上端256F定位在下端258F的上方。
如图8中所示，本实施例的第二线圈240F的第二线圈主体242F的横截面260F具有外周边262F、内周边264F、上端266F和下端268F。外周边262F、内周边264F、上端266F和下端268F限定了横截面260F的外边缘。
如图8中所示，在垂直于第一缠绕轴线231F的径向方向上，本实施例的内周边264F定位成向内超过外周边262F。在上下方向上，本实施例的上端266F定位在下端268F的上方。
参见图8，电抗器100F优选在第一线圈主体232F和第二线圈主体242F之间具有距离df，其中距离df为1mm≤df≤5mm。更具体地，电抗器100F优选地在第一线圈230F的横截面250F的下端258F与第二线圈240F的横截面260F的上端266F之间具有距离df，其中距离df为1mm≤df≤5mm。
如图8中所示，在径向方向上，本实施例的外芯部310定位成向外超过第一线圈230F的横截面250F的外周边252F，同时面向第一线圈230F的横截面250F的外周边252F。此外，在径向方向上，本实施例的外芯部310定位成向外超过第二线圈240F的横截面260F的外周边262F，同时面向第二线圈240F的横截面260F的外周边262F。
如图8中所示，在上下方向上，第一外芯部312的上端定位在与第一线圈230F的横截面250F的上端256F的位置相同的位置处。在上下方向上，第一外芯部312的下端定位在与第一线圈230F的横截面250F的下端258F的位置相同的位置处。
如图8中所示，在上下方向上，第二外芯部315的上端定位在与第一线圈230F的横截面250F的下端258F的位置相同的位置处。在上下方向上，第二外芯部315的下端定位在与第二线圈240F的横截面260F的上端266F的位置相同的位置处。
如图8中所示，在上下方向上，第三外芯部318的上端定位在与第二线圈240F的横截面260F的上端266F的位置相同的位置处。在上下方向上，第三外芯部318的下端定位在与第二线圈240F的横截面260F的下端268F的位置相同的位置处。
如图8中所示，在径向方向上，本实施例的内芯部330定位成向内超过第一线圈230F的横截面250F的内周边254F，同时面向第一线圈230F的横截面250F的内周边254F。在径向方向上，内芯部330定位成向内超过第二线圈240F的横截面260F的内周边264F，同时面向第二线圈240F的横截面260F的内周边264F。
如图8中所示，在上下方向上，第一内芯部332的上端定位在与第一线圈230F的横截面250F的上端256F的位置相同的位置处。在上下方向上，第一内芯部332的下端定位在与第一线圈230F的横截面250F的下端258F相同的位置处。
如图8中所示，在上下方向上，第二内芯部335的上端定位在与第一线圈230F的横截面250F的下端258F的位置相同的位置处。在上下方向上，第二内芯部335的下端定位在与第二线圈240F的横截面260F的上端266F的位置相同的位置处。
如图8中所示，在上下方向上，第三内芯部338的上端定位在与第二线圈240F的横截面260F的上端266F的位置相同的位置处。在上下方向上，第三内芯部338的下端定位在与第二线圈240F的横截面260F的下端268F的位置相同的位置处。
如图8中所示，在径向方向上，第一外芯部312和第一内芯部332中的每个面向第一线圈主体232F。在径向方向上，第三外芯部318和第三内芯部338中的每个面向第二线圈主体242F。
如图8中所示，在上下方向上，本实施例的上芯部350定位在第一线圈230F的横截面250F的上端256F的上方，同时面向第一线圈230F的横截面250F的上端256F。在径向方向上，上芯部350向外和向内突出超过第一线圈230F的横截面250F的上端256F。具体地，上芯部350在径向方向上的内端定位成在径向方向上向内超过第一线圈230F的横截面250F的内周边254F，而上芯部350在径向方向上的外端定位成在径向方向上向外超过第一线圈230F的横截面250F的外周边252F。图8中所示的上芯部350分成两个块，第一缠绕轴线231F定位在这两个块之间。然而，本发明不限于此。上芯部350可以整体地形成为在X方向上延伸。
如图8中所示，在上下方向上，本实施例的下芯部360定位在第二线圈240F的横截面260F的下端268F的下方，同时面向第二线圈240F的横截面260F的下端268F。在径向方向上，下芯部360向外和向内突出超过第二线圈240F的横截面260F的下端268F。具体地，下芯部360在径向方向上的内端定位成在径向方向上向内超过第二线圈240F的横截面260F的内周边264F，而下芯部360在径向方向上的外端定位成在径向方向上向外超过第二线圈240F的横截面260F的外周边262F。图8中所示的下芯部360分成两个块，第一缠绕轴线231F定位在这两个块之间。然而，本发明不限于此。下芯部360可以整体地形成为在X方向上延伸。
如图8中所示，在上下方向上，本实施例的中间芯部370定位在第一线圈主体232F和第二线圈主体242F之间。
参照图8，本实施例的电抗器100F优选在第一线圈主体232F和第二线圈主体242F之间具有线圈耦合系数k，其中，在零磁场中，线圈耦合系数k为0.2≤k≤0.8。
参照图8，在本实施例的电抗器100F中，第一线圈230F、第二线圈240F和芯300布置在壳体600中。
尽管上面参考实施例进行了关于本发明的具体说明，但是本发明不限于此，并且可以具有各种修改和替换形式。
尽管本实施例的第一线圈230、230F和第二线圈240、240F通过缠绕扁平线233、233F、243和243F来形成，但是第一线圈230、230F和第二线圈240、240F中的每个可以通过缠绕圆形线和方形线中的任何一种来形成，或者可以是表面线圈。
尽管电抗器100、100A、100B、100C、100D、100E、100F具有各自具有单个绕组的两个线圈，即第一线圈230、230F和第二线圈240、240F，但是电抗器100、100A、100B、100C、100D，100E、100F的第一线圈230、230F和第二线圈240、240F中的每个可以具有多个绕组。
尽管本发明的电抗器特别适用于汽车的电气系统中的元件，但它适用于其它线圈部件。
在制造本发明的电抗器时，由于粉芯、第一线圈和第二线圈的制造公差，本发明的电抗器在第一线圈或第二线圈与粉芯之间可能具有间隙。因此，第一线圈或第二线圈与粉芯之间的间隙可以填充有第一构件。
[通过模拟计算DC偏置特性]
申请人通过模拟计算本实施例的电抗器100、100A、100B、100C和100D的示例1至9的DC偏置特性。示例1至3中的每个是第一实施例的电抗器100的示例。示例4至6中的每个是第二实施例的电抗器100A的示例。示例7是第三实施例的电抗器100B的示例。示例8是第四实施例的电抗器100C的示例。示例9是第五实施例的电抗器100D的示例。另外，申请人通过模拟计算电抗器的对比示例1至3的DC偏置特性，电抗器中的每个具有在第一实施例的电抗器100中由非磁性材料制成中间芯部370的配置。在模拟中，第一线圈主体232和第二线圈主体242之间的距离d各自设定为表1中所示的值。表1示出了示例1至9和对比示例1至3的DC偏置特性的计算值。
[表1]
如表1中所示，当DC电流值Idc＝0时，第一实施例的示例1至3具有49.3μH至52.3μH的自感。另外，当DC电流值Idc＝0时，第二实施例的示例4至6具有60.2μH至65.8μH的自感。此外，当DC电流值Idc＝0时，第三和第四实施例的示例7和8具有118.3μH和172.4μH的自感。此外，当DC电流值Idc＝0时，第五实施例的示例9具有81.6μH的自感。相反，如表1中所示，当DC电流值Idc＝0时，对比示例1至3具有41.3μH至47.6μH的自感。因此，应当理解，当DC电流值Idc＝0时，示例1至9具有每个都大于对比示例1至3中的任何自感的自感。
如根据表1理解的，当DC电流值Idc增加时，示例1至4、7和9的自感不会显着降低。因此，示例1至4、7和9具有优异的DC偏置特性。
[通过模拟计算线圈耦合系数]
申请人通过模拟计算示例1至9和对比示例1至3的线圈耦合系数。表2示出了示例1至9和对比示例1至3的线圈耦合系数的计算值。
[表2]
如表2中所示，当DC电流值Idc＝0时，第一实施例的示例1至3具有0.45至0.78的线圈耦合系数。另外，当DC电流值Idc＝0时，第二实施例的示例4至6具有0.19至0.46的线圈耦合系数。相反，如表1中所示，当DC电流值Idc＝0时，对比示例1至3具有0.88至0.97的线圈耦合系数。因此，应当理解，在调节第一线圈主体232和第二线圈主体242之间的距离d时，对比示例1至3的线圈耦合系数不容易调节。另外，还应当理解，通过调节第一线圈主体232和第二线圈主体242之间的距离d，可以很容易地调节示例1至6的线圈耦合系数。
另外，如表2中所示，当DC电流值Idc从0A增加到250A时，示例1的线圈耦合系数为0.78到0.91。另外，当DC电流值Idc从0A增加到250A时，示例2的线圈耦合系数为0.58到0.81。此外，当DC电流值Idc从0A增加到250A时，示例3的线圈耦合系数为0.45到0.66。此外，当DC电流值Idc从0A增加到250A时，示例7的线圈耦合系数为0.77到0.92。此外，当DC电流值Idc从0A增加到250A时，示例9的线圈耦合系数为0.69到0.89。因此，当DC电流值Idc增加时，示例1、2、3、7和9的线圈耦合系数不会显着增加。
[通过模拟计算纹波电流]
申请人通过模拟计算示例1至9和对比示例1至3的纹波电流。在第一构件400、400A、400B、400C、400D具有10的相对磁导率而第二构件500、500A、500B、500C、500D具有100的相对磁导率的状态下，以20kHz频率进行模拟。另外，在输入电压为300V而输出电压为600V的第一条件下进行模拟，以及在输入电压为300V且输出电压为650V的第二条件下进行模拟。第一条件的占空比是0.5，而第二条件的占空比为大约0.54，其中，占空比通过如下公式计算：占空比＝1-输入电压/输出电压。表3示出了示例1至9和对比示例1至3的纹波电流的计算值。
[表3]
如表3中所示，考虑到第一条件下的纹波电流值(α)与第二条件下的纹波电流值(β)的对比，应该理解，第二条件下的对比示例1至3的纹波电流值(β)为105.2至216.9，这远大于第一条件下的对比示例1至3的纹波电流值(α)，并且还应该理解，第二条件下的示例1至9的纹波电流值(β)为18.6至69.8，这没有远大于第一条件下的示例1至9的纹波电流值(α)。另外，关于纹波电流值(α)和纹波电流值(β)的比(β/α)，示例1至9的比(β/α)为1.1至1.6，而对比示例1至3的比(β/α)为2.2至5.4。因此，应该理解，示例1至9的比(β/α)中的每个小于对比示例1至3中的任何比(β/α)。因此，与对比示例1至3相比，防止了示例1至9的纹波电流在占空比从0.5变化时增加。
[通过模拟计算AC铜损耗]
申请人通过模拟计算示例1至9和对比示例1至3的AC铜损耗。以与如上所述的模拟纹波电流的相同的频率、相同的状态和相同的条件进行模拟。表4示出了示例1至9和对比示例1至3的AC铜损耗的计算值。
[表4]
如表4中所示，考虑到第一条件下的AC铜损耗(γ)与第二条件下的AC铜损耗(δ)的对比，应该理解，第二条件下的对比示例1至3的AC铜损耗(δ)为488.9至2791.1，这远大于第一条件下的对比示例1至3的AC铜损耗(γ)，并且还应该理解，第二条件下的示例1至9的AC铜损耗(δ)为16.2至281.7，这没有远大于第一条件下的示例1至9的AC铜损耗(γ)。另外，关于AC铜损耗(γ)和AC铜损耗(δ)的比(δ/γ)，示例1至9的比(δ/γ)为1.2至2.7，而对比示例1至3的比(δ/γ)为4.7至29.3。因此，应该理解，示例1至9的比(δ/γ)中的每个小于对比示例1至3中的任何比(δ/γ)。因此，与对比示例1至3相比，防止了示例1至9的AC铜损耗在占空比从0.5变化时增加。特别地，示例6的比(δ/γ)为1.2，这是示例1至9的比(δ/γ)中的最小值。因此，应该理解，当占空比从0.5变化时，示例6的AC铜损耗几乎不增加。
[升压电路]
通过利用本实施例的电抗器100、100A、100B、100C、100D、100E、100F来制造升压电路700。下面描述本实施例的升压电路700。
如图9中所示，本实施例的升压电路700包括电源E、第一开关元件S1、第二开关元件S2、第一整流器元件D1、第二整流器元件D2、电抗器100和滤波电容器C。然而，本发明不限于此。可以通过利用电抗器100A、100B、100C、100D、100E、100F中的任何一个代替电抗器100来制造升压电路700。
本实施例的电源E为DC。然而，本发明不限于此。电源E可以为AC。
参照图9，在本实施例的升压电路700中，第一开关元件S1、第一整流器元件D1和电抗器100的第一线圈230形成第一升压斩波电路720，第一升压斩波电路720将电源E的输出斩断为输出的升压电压。
诸如GBT(绝缘栅双极晶体管)或MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)等的半导体开关元件可以用作本实施例的第一开关元件S1。另外，使用Si的典型MOSFET、使用Si的SJ MOSFET(超级结MOSFET)和使用SiC、GaN或Ga2O3的宽带隙半导体中的任一种也可以用作本实施例的第一开关元件S1。
Si pn结二极管、SiC肖特基势垒二极管、用于同步整流的MOSFET和体二极管中的任一种可以用作本实施例的第一整流器元件D1。另外，通过将Si pn结二极管、SiC肖特基势垒二极管、用于同步整流的MOSFET和体二极管中的任意两种或更多种并联连接而形成的电路也可以用作本实施例的第一整流器元件D1。
类似地，参照图9，在本实施例的升压电路700中，第二开关元件S2、第二整流器元件D2和电抗器100的第二线圈240形成第二升压斩波电路750，第二升压斩波电路750将电源E的输出斩断为输出的升压电压。
诸如GBT(绝缘栅双极晶体管)或MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)等的半导体开关元件可以用作本实施例的第二开关元件S2。另外，使用Si的典型MOSFET、使用Si的SJ MOSFET(超级结MOSFET)和使用SiC、GaN或Ga2O3的宽带隙半导体中的任一种也可以用作本实施例的第二开关元件S2。第二开关元件S2可以或可以不与第一开关元件S1类似。
Si pn结二极管、SiC肖特基势垒二极管、用于同步整流的MOSFET和体二极管中的任一种可以用作本实施例的第二整流器元件D2。另外，通过将Si pn结二极管、SiC肖特基势垒二极管、用于同步整流的MOSFET和体二极管中的任意两种或更多种并联连接而形成的电路也可以用作本实施例的第二整流器元件D2。第二整流器元件D2可以或可以不与第一整流器元件D1类似。
换句话说，本实施例的升压电路700包括第一升压斩波电路720和第二升压斩波电路750。在升压电路700中，第一升压斩波电路720和第二升压斩波电路750彼此并联连接。另外，第一升压斩波电路720和第二升压斩波电路750以交错方式操作。
本实施例的滤波电容器C配置为对第一升压斩波电路720和第二升压斩波电路750的输出电流进行滤波。
虽然已经描述了被认为是本发明的优选实施例，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神的情况下，可以对其进行其他和进一步的修改，并且旨在要求保护落入本发明真正范围内的所有这些实施例。

Claims (14)

1.一种电抗器，包括第一线圈、第二线圈和芯，其中：
所述第一线圈和第二线圈中的每个嵌入在所述芯中；
所述第一线圈包括第一线圈主体；
所述第一线圈主体具有在上下方向上延伸的第一缠绕轴线；
所述第二线圈包括第二线圈主体；
所述第二线圈主体具有在上下方向上延伸的第二缠绕轴线；
在上下方向上，所述第一线圈主体定位成远离所述第二线圈主体并在所述第二线圈主体的上方；
在包括所述第一缠绕轴线和第二缠绕轴线的平面中，所述第一线圈和第二线圈中的每个还具有单个横截面；
所述横截面具有外周边、内周边、上端和下端；
在垂直于所述第一缠绕轴线的径向方向上，所述内周边定位成向内超过所述外周边；
在上下方向上，所述上端定位在所述下端的上方；
所述芯具有外芯部、内芯部、上芯部、下芯部和中间芯部；
在径向方向上，所述外芯部定位成向外超过所述第一线圈的横截面的外周边和所述第二线圈的横截面的外周边中的任何一个；
在径向方向上，所述内芯部定位成向内超过所述第一线圈的横截面的内周边和所述第二线圈的横截面的内周边中的任何一个；
在上下方向上，所述外芯部和内芯部中的每个定位在所述上芯部和下芯部之间；
所述外芯部具有第一外芯部、第二外芯部和第三外芯部；
所述内芯部具有第一内芯部、第二内芯部和第三内芯部；
在径向方向上，所述第一外芯部和第一内芯部中的每个面向所述第一线圈主体；
在径向方向上，所述第二外芯部和第二内芯部中的每个面向所述中间芯部；
在径向方向上，所述第三外芯部和第三内芯部中的每个面向所述第二线圈主体；
在上下方向上，所述上芯部定位在所述第一线圈的横截面的上端的上方；
在上下方向上，所述下芯部定位在所述第二线圈的横截面的下端的下方；
在上下方向上，所述中间芯部定位在所述第一线圈主体和第二线圈主体之间；
在径向方向上，所述中间芯部定位在所述内芯部和外芯部之间；
所述芯由第一构件和第二构件制成；
所述第二构件具有大于所述第一构件的相对磁导率的相对磁导率；
所述第一外芯部和第二外芯部之一由所述第一构件制成；
所述第一外芯部和第二外芯部中的剩余一个由所述第一构件或第二构件制成；
在所述第一外芯部由所述第一构件制成的情况下，所述第三外芯部由所述第一构件制成；
在所述第一外芯部由所述第二构件制成的情况下，所述第三外芯部由所述第二构件制成；
所述第一内芯部和第二内芯部之一由所述第一构件制成；
所述第一内芯部和第二内芯部中的剩余一个由所述第一构件或第二构件制成；
在所述第一内芯部由所述第一构件制成的情况下，所述第三内芯部由所述第一构件制成；
在所述第一内芯部由所述第二构件制成的情况下，所述第三内芯部由所述第二构件制成；
所述上芯部和下芯部中的每个由所述第二构件制成；并且
所述中间芯部由所述第一构件或第二构件制成。
2.根据权利要求1所述的电抗器，其中：
所述第一外芯部、第二外芯部和第三外芯部中的每个由所述第一构件制成；并且
所述第一内芯部、第二内芯部和第三内芯部中的每个由所述第一构件制成。
3.根据权利要求1所述的电抗器，其中：
所述第一外芯部和第三外芯部中的每个由所述第二构件制成；
所述第二外芯部由所述第一构件制成；
所述第一内芯部和第三内芯部中的每个由所述第二构件制成；并且
所述第二内芯部由所述第一构件制成。
4.根据权利要求1所述的电抗器，其中：
所述第一外芯部、第二外芯部和第三外芯部中的每个由所述第一构件制成；
所述第一内芯部和第三内芯部中的每个由所述第二构件制成；并且
所述第二内芯部由所述第一构件制成。
5.根据权利要求1所述的电抗器，其中，所述第一线圈主体和第二线圈主体中的每个通过对扁平线进行平绕而形成。
6.根据权利要求1所述的电抗器，其中，所述第一线圈主体和第二线圈主体中的每个通过对扁平线进行立绕而形成。
7.根据权利要求1所述的电抗器，其中：
所述第二构件是粉芯；并且
所述第一构件是由复合磁体制成的芯，所述复合磁体包括硬化的粘合剂和磁性颗粒，所述磁性颗粒分散在所述硬化的粘合剂中。
8.根据权利要求1所述的电抗器，其中：
所述电抗器在所述第一线圈主体和第二线圈主体之间具有线圈耦合系数k；并且
在零磁场中，所述线圈耦合系数k为0.2≤K≤0.8。
9.根据权利要求1所述的电抗器，其中：
所述电抗器在所述第一线圈主体和第二线圈主体之间具有距离d；并且
所述距离d为1mm≤d≤5mm。
10.根据权利要求1所述的电抗器，其中，所述第一构件具有3≤μL≤40的相对磁导率μL。
11.根据权利要求1所述的电抗器，其中，所述第二构件具有40<μh≤300的相对磁导率μh。
12.根据权利要求1所述的电抗器，其中，所述第一构件具有非磁性间隙。
13.根据权利要求1所述的电抗器，其中：
所述电抗器还具有壳体；
所述壳体由铝或树脂制成；并且
所述第一线圈、第二线圈和芯中的所有都布置在所述壳体中。
14.一种升压电路，包括电源、第一开关元件、第二开关元件、第一整流器元件、第二整流器元件和根据权利要求1所述的电抗器，其中：
所述第一开关元件、第一整流器元件和电抗器的第一线圈形成第一升压斩波电路，所述第一升压斩波电路将所述电源的输出斩断为输出的升压电压；
所述第二开关元件、第二整流器元件和电抗器的第二线圈形成第二升压斩波电路，所述第二升压斩波电路将所述电源的输出斩断为输出的升压电压；
所述第一升压斩波电路和第二升压斩波电路彼此并联连接；并且
所述第一升压斩波电路和第二升压斩波电路以交错方式操作。
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