CN110383658A - 谐振阻尼元件及具有谐振阻尼元件的功率转换器 - Google Patents

谐振阻尼元件及具有谐振阻尼元件的功率转换器 Download PDF

Info

Publication number
CN110383658A
CN110383658A CN201780087983.9A CN201780087983A CN110383658A CN 110383658 A CN110383658 A CN 110383658A CN 201780087983 A CN201780087983 A CN 201780087983A CN 110383658 A CN110383658 A CN 110383658A
Authority
CN
China
Prior art keywords
damping element
resonance damping
magnetic core
power converter
element according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780087983.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110383658B (zh
Inventor
马尔科·科斯凯拉
尤卡·林纳
韦萨·瓦萨宁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wai Ken Co Ltd
Original Assignee
Wai Ken Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wai Ken Co Ltd filed Critical Wai Ken Co Ltd
Publication of CN110383658A publication Critical patent/CN110383658A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110383658B publication Critical patent/CN110383658B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/245—Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • H01F27/085—Cooling by ambient air
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • H01F27/10—Liquid cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/255—Magnetic cores made from particles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
    • H01F27/263—Fastening parts of the core together
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
    • H01F27/266—Fastening or mounting the core on casing or support
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/14—Arrangements for reducing ripples from dc input or output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04—Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H01F17/06—Fixed inductances of the signal type  with magnetic core with core substantially closed in itself, e.g. toroid
    • H01F2017/067—Core with two or more holes to lead through conductor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

一种用于具有正母线(1)和负母线(2)的功率转换器的谐振阻尼元件(10)，其中，该谐振阻尼元件(10)包括磁芯，该磁芯形成有两个开口(11，12)，该功率转换器的正母线(1)和负母线(2)分别穿过这两个开口进行布线。

Description

谐振阻尼元件及具有谐振阻尼元件的功率转换器
技术领域
本发明涉及一种用于功率转换器的谐振阻尼元件以及一种具有该谐振阻尼元件的功率转换器。
背景技术
本发明涉及的问题是当整流器(无源或有源的)与电机逆变器单元耦合时转换器DC链路之间的谐振电流。电容器，例如薄膜电容器或电解电容器，通常用作功率转换器DC链路中的DC链路能量储存装置。尽管薄膜电容器中的ESR(等效串联电阻)值通常远低于电解电容器中的值，但是当使用薄膜电容器作为功率转换器DC链路中的DC链路能量储存装置时，会在这两个转换器之间形成欠阻尼LC电路。这种欠阻尼LC电路将以某一频率谐振，这个频率可以接近于功率转换器的开关频率。因此，较大的AC电流可能在DC链路电容器之间振荡，从而产生损耗和热量。谐振电流可能导致不希望的过电流跳闸或烧坏保护性熔断器。在现有技术中，为了防止过电流烧坏保护性熔断器，这些保护性熔断器通常是超尺寸的以应对除了标称DC电流之外的AC电流纹波。
发明内容
根据本发明的目的，提供了一种谐振阻尼元件，该谐振阻尼元件可以根据高频率来增大AC电阻并减小纹波电流。
根据本发明的另一目的，提供了一种与谐振阻尼元件和液体冷却装置集成的功率转换器。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于具有正母线和负母线的功率转换器的谐振阻尼元件。该谐振阻尼元件包括磁芯，该磁芯形成有两个开口，功率转换器的正母线和负母线条分别穿过这两个开口进行布线。
在示例性实施例中，磁芯由具有绝缘层压片的层压磁性材料板形成，该绝缘层压片是与磁性材料板分离的绝缘层或者是磁性材料板上的涂层。
在示例性实施例中，层压磁性材料板通过在母线的纵向方向上贯穿磁芯的焊接梁焊接在一起。
在示例性实施例中，层压磁性材料板包括层压磁性硅钢板。
在示例性实施例中，磁芯包括由磁性材料制成的实心块。
在示例性实施例中，磁性材料包括铁、结构钢或其他铁基合金。
在示例性实施例中，磁芯具有面向母线的内表面以及与母线相反的外表面，并且多个凸脊和凹槽被形成为沿着磁芯的内表面和外表面中的至少一者延伸，并且这些凸脊和凹槽在母线的纵向方向上交替地布置。
在示例性实施例中，在母线的纵向方向上，每个凸脊具有大于磁芯的集肤深度的尺寸。
在示例性实施例中，磁芯包括：三个管脚，每个管脚在第一方向上延伸；以及两根梁，每根梁在垂直于第一方向的第二方向上延伸。每个管脚的一端连接到一根梁，并且另一端连接到另一根梁。
在示例性实施例中，磁芯被配置为在管脚或梁中的至少一者中具有气隙。
在示例性实施例中，开口为矩形、圆形或椭圆形。
还披露了一种功率转换器，该功率转换器包括金属外壳和上述谐振阻尼元件、以及分别延伸穿过磁芯的两个开口的正母线和负母线。
在示例性实施例中，该功率转换器进一步包括被适配成用于冷却谐振阻尼元件的冷却装置。
在示例性实施例中，谐振阻尼元件热连接到金属外壳，并且冷却装置通过冷却金属外壳来冷却谐振阻尼元件。
在示例性实施例中，冷却装置包括与金属外壳成一体的液体冷却通道，冷却液体流过该液体冷却通道。
在示例性实施例中，磁芯抵靠在金属外壳的外表面，并且正母线和负母线的正输出端子和负输出端子分别设置在磁芯的与金属外壳相反的一侧上。
在示例性实施例中，功率转换器进一步包括绝缘盖，该绝缘盖安装到金属外壳上以覆盖磁芯并使正母线和负母线与金属外壳的开口绝缘，这些母线通过这些开口延伸出来。
在示例性实施例中，冷却装置包括风扇或散热片。
附图说明
通过参照附图以本发明的详细示例性实施例进行描述，本发明的以上和其他特征将变得更加明显，在附图中：
图1示出了根据本发明的实施例的与谐振阻尼元件集成的功率转换器的说明性透视图；
图2示出了安装在功率转换器的金属外壳上的谐振阻尼元件；
图3示出了安装在功率转换器的金属外壳上的绝缘盖，该绝缘盖用于覆盖谐振阻尼元件并使母线与金属外壳的开口绝缘；
图4示出了根据本发明的实施例的谐振阻尼元件的说明性透视图；
图5示出了图4所示的谐振阻尼元件的磁芯的管脚的说明性横截面视图；
图6示出了具有不同阻尼配置的已测量DC链路纹波电流分量的FFT的示例；
说明性图7是从正面观察的图3的绝缘盖的说明性透视图；
图8是从背面观察的图3的绝缘盖的说明性透视图；
图9示出了DC链路谐振电路中所涉及的谐振阻尼元件的等效电路；
图10A示出了分别在没有使用阻尼器、使用无凸脊的阻尼器以及使用有凸脊的阻尼器的不同情况下的电阻-频率曲线；
图10B示出了针对具有无凸脊和凹槽的实芯的谐振阻尼元件的电感-频率曲线；
图11示出了具有不同阻尼配置的已测量DC链路纹波电流分量的FFT；
图12是根据本发明的另一实施例的谐振阻尼元件的说明性透视图；并且
图13是根据本发明的另一实施例的谐振阻尼元件的说明性透视图。
具体实施方式
在下文中将详细参照附图对本披露的多个示例性实施例进行描述，其中相似的附图标记指代相似的元件。然而，本披露可以通过许多不同的形式来实现并且不应被解释为局限于在此阐述的实施例；而是，提供这些实施例以使得本披露将是透彻和完整的，并且将为本领域的技术人员完整地传达本披露的概念。
在以下详细说明中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对所披露实施例的透彻理解。然而，将明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践一个或多个实施例。在其他情况下，示意性地示出了众所周知的结构和设备以便简化附图。
根据本发明的一般概念，提供了一种用于具有正母线和负母线的功率转换器的谐振阻尼元件。功率转换器可以是AC-DC转换器、DC-AC转换器或DC-DC转换器。谐振阻尼元件包括磁芯，该磁芯形成有两个开口，功率转换器的正母线和负母线分别穿过这两个开口进行布线。
图1中展示了所提出的设置有谐振阻尼元件的功率转换器。设计理念不是为了设计实际的电感器，而是为了设计用于高频谐振的电阻阻尼元件。
如图1所示，该功率转换器主要包括：金属外壳20；安装在金属外壳20上的谐振阻尼元件10(稍后将详细描述)；正母线1和负母线2，该正母线和负母线从金属外壳20中延伸出来并分别穿过谐振阻尼元件10的两个开口11、12进行布线。
在图1所示的实施例中，谐振阻尼元件热安装在金属外壳20的外壁上。但是本发明并不限于此实施例，例如，在另一个实施例中，谐振阻尼元件可以安装在金属外壳20的内壁上。在另一个实施例中，谐振阻尼元件可以安装在金属外壳20的内部或外部，并且可以提供冷却装置(例如，风扇或散热片)以用于冷却谐振阻尼元件。在另一个实施例中，谐振阻尼元件可以安装到与液体冷却通道连接的单独热导体。
图2示出了安装在功率转换器的金属外壳20上的谐振阻尼元件；图4示出了根据本发明的实施例的谐振阻尼元件的说明性透视图。
如图1至图2以及图4所示，在实施例中，谐振阻尼元件主要包括磁芯10。磁芯10形成有两个开口11、12，功率转换器的正母线1和负母线2分别穿过这两个开口进行布线。
如图4所示，磁芯10被配置为由磁性材料制成的单个实心块。但是本发明不限于此实施例，例如，在另一个实施例中，磁芯10可以由两个实心半部制成，每个实心半部包括一个开口。
在优选示例性实施例中，磁性材料包括铁、结构钢或其他铁基合金。以这种方式，使用实心铁/钢芯代替层压电工钢实现了电感的快速下降以及较高的涡流损耗/磁滞损耗。使用例如大块构造钢的实芯也较便宜且易于制造。图4示出了具有凹槽10g的实芯10，图13示出了无凹槽的实芯10’。除了凹槽之外，图13的实芯10’与图4的实芯10基本上相同。
如图4所示，谐振阻尼元件(或称为阻尼器)由如图4中所展示的具有三个管脚11a、11b、11c的磁芯10组成。功率转换器的正母线1和负母线2通过它们自己的芯开口11和12进行布线。
如图4所示，磁芯10包括三个管脚11a、11b、11c以及两根梁12a、12b，每个管脚在垂直于母线1、2的纵向方向Z的第一方向X上延伸，每根梁在垂直于第一方向X的第二方向Y上延伸。每个管脚11a、11b、11c的一端连接到两根梁12a、12b中的一根梁，每个管脚11a、11b、11c的另一端连接到两根梁12a、12b中的另一根梁。
如图4所示，三个管脚11a、11b、11c包括第一管脚11a、第二管脚11b和第三管脚11c。两个开口11、12包括在第一管脚11a与第二管脚11b之间限定的第一开口11、以及在第二管脚11b与第三管脚11c之间限定的第二开口12。
如图4所示，开口11、12具有矩形形状。但是本发明并不限于此；开口11、12可以具有任何其他合适的形状，例如圆形形状或椭圆形形状，并且管脚/梁的形状可以相应地改变。
图5示出了图4所示的谐振阻尼元件的磁芯10的第二管脚11b的说明性横截面视图。
如图4至图5所示，磁芯10具有面向母线1、2的内表面以及与母线1、2相反的外表面，并且多个凸脊10r和凹槽10g被形成为沿着磁芯10的内表面和外表面中的至少一者延伸。换言之，凸脊10r和凹槽10g在垂直于母线1、2的纵向方向Z的平面中延伸，并且凸脊10r和凹槽10g在母线1、2的纵向方向Z上交替地布置。
导体具有“集肤效应”的性质，也就是说，电流通常集中在导体的表层，并且在导体的内部部分几乎没有电流。通常，导体的集中有电流的表层厚度被称为“集肤深度”。可以根据以下公式来计算集肤深度：
其中，
Δ指示集肤深度；
ω＝2πf，其中，f指示电流的频率；
μ指示导体的磁导率；
ν指示导体的导电率。
在图4至图5所示的上述实施例中，通过在磁芯10的表面中形成凸脊10r和凹槽10g，这增大了磁芯10的整个表面积，并且增大了涡流需要行进的有效长度。因此，添加到磁芯10表面的凹槽10g和凸脊10r可以进一步增大阻尼器在高频下的AC电阻。
图6示出了阻尼器性能的示例。在这个示例中，INU fsw＝3kHz，AFE fsw＝8kHz，其中，fsw指示开关频率。安装母线的谐振频率大约为6kHz。在其上施加了纹波电流的标称DC电流为420A。
无阻尼器：DC链路纹波电流RMS 1080A
无凹槽和凸脊(1mm的间隙)的S235钢芯：584A；纹波减少：46％
具有凹槽和凸脊(1mm的间隙)的S235钢芯：445A；纹波减少59％。
如图11所示，添加到磁芯10表面的凹槽10g和凸脊10r进一步增大了阻尼器的AC电阻并进一步减小了纹波电流。
在实施例中，如图4至图5所示，每个凸脊10r在母线1、2的纵向方向Z上的尺寸充分大于磁芯10的集肤深度，使得通量不能直接通过，而是需要沿着凹槽表面行进。以这种方式，通过在管脚和梁中制作凹槽，增加了涡流必须行进的长度，并因此增大了损耗。图9示出了DC链路谐振电路中所涉及的谐振阻尼元件10的等效电路。
如图9所示，其示出了频率转换器(或电机驱动器)的等效电路。频率转换器具有两个不同的功率转换器：将AC转换为DC的有源前端(AFE)以及将DC转换为AC的逆变器单元(INU)。AFE和INU分别包括DC链路电容器C1和C2。L总线是连接AFE和INU的母线1、2的电感。每个AFE和INU均具有阻尼器(谐振阻尼元件10)，该阻尼器由频率相关电阻R阻尼器和电感L阻尼器组成。
阻尼器电路的目的是在不增加太多电感的情况下向电路引入附加电阻。阻尼器应当对低频提供低电阻，但对于开关频率(＞1kHz)提供尽可能高的电阻。低电感是期望的，因为降低接近于开关频率及其倍数的电路谐振频率是不利的。
图10A示出了分别在没有使用阻尼器、使用无凸脊的阻尼器以及使用有凸脊的阻尼器的不同情况下的电阻-频率曲线。
在图10A中，测量结果来自非层压阻尼器芯。小信号测量结果在一定程度上低估了取决于DC工作点和通量摆动的影响。如图10A所示，当电路谐振频率小于开关频率(＞1kHz)时，阻尼器提供低电阻；当电路谐振频率变得高于开关频率(＞1kHz)时，阻尼器可以提供高电阻。
此外，如图10A所示，在阻尼器具有图4至图5中示出的凹槽和凸脊的情况下，DC链路谐振电路在高频下具有最高电阻。
图10B示出了针对具有无凸脊和凹槽的实芯10’的谐振阻尼元件(参见图13)的电感-频率曲线。
如图10B所示，谐振阻尼元件的电感随着频率的增大而快速减小。因此，在高频下谐振阻尼元件的电感变得非常小。即，谐振阻尼元件的电感在高频下被最小化。
在实施例中，磁芯10在管脚11a、11b、11c或梁12a、12b中可以具有或可以不具有(多个)气隙。在图4所示的所展示实施例中，管脚11a、11c形成有气隙10a，并且管脚11b和梁12a、12b未形成有气隙。在这个实施例中，当在DC偏置下工作时，气隙10a用于将BH曲线工作点定位在线性区域的中心。
阻尼器的工作原理是使得在DC链路中流动的DC电流产生到磁性材料的恒定DC通量。可以利用气隙来控制此通量的大小。来自此DC电流的任何高频偏差(电流峰值)产生较小的磁滞回线和涡流，并且因此还分别产生磁滞损耗和涡流损耗。AC励磁越高，损耗就越大。由阻尼器产生的损耗被有效地传递到冷却液体中，该冷却液体通过导热外壳20流过功率转换器的冷却回路(稍后将描述)。
图11示出了阻尼器性能的示例。在这个示例中，利用AFE-INU对来呈现测量结果。在AFE开关频率为8kHz时，存在严重的DC链路谐振，并且阻尼器电路提供了对此谐振电流的高达51％的降低。由于更线性的工作(由于DC电流而不饱和)以及气隙周围的由附加边缘通量引起的涡流损耗，具有气隙的阻尼器性能更佳。阻尼器是由厚度为20mm的实心S235钢筋加工而成。
在图11的示例中，其示出了具有不同阻尼配置的已测量DC链路纹波电流分量的FFT。INU fsw＝3kHz，AFE fsw＝8kHz，其中，fsw指示开关频率。安装母线的谐振频率大约为8kHz。在其上施加了纹波电流的标称DC电流为420A。
无阻尼器：DC链路纹波电流RMS 553A
无间隙的S235钢芯：351 A；纹波减少：36.5％
具有1mm气隙的S235钢芯：269A；纹波减少51％
较低的AC电流含量与标称DC电流组合使得能够实现较低的DC熔断器额定值，并且经由降低的温度来延长DC链路电容器的寿命。
在图11所示的实施例中，磁芯10被配置为由磁性材料制成的实心块。实心块材料可以是铁、结构钢或其他铁基合金。目的是获得高磁导率(μr＝千)和相当低的电阻率(优选地，ρ＜5*10-7欧姆/米)。
如图1所示，功率转换器进一步包括被适配成用于冷却金属外壳20的冷却装置。在实施例中，如图1至图3所示，冷却装置包括与金属外壳20成一体的液体冷却通道21，冷却液体流过该液体冷却通道。在实施例中，可以在通道的末端设置插塞，为了清楚起见，将插塞移除。
请注意，被适配成用于冷却谐振阻尼元件的冷却装置不限于图1所示的实施例。在另一个实施例中，冷却装置可以包括风扇或散热片。
在图1所示的实施例中，谐振阻尼元件热连接到金属外壳20，并且冷却装置通过冷却金属外壳20来冷却谐振阻尼元件。但是本发明并不限于此，例如，谐振阻尼元件可以安装到与液体冷却通道集成的单独热导体。
以这种方式，如图1至图3所示，由谐振阻尼元件产生的热量可以迅速地传递到流过液体冷却通道21的冷却液体中。
请注意，在本发明中，冷却装置不限于图1至图3所示的实施例。例如，冷却装置可以是直接安装在功率转换器的金属外壳20上的热辐射散热片，或者是具有与金属外壳20的液体冷却通道21连通的冷却通路的热交换器。
如图2所示，磁芯10可以拧紧到金属外壳20上，并且与金属外壳20物理地接触。以这种方式，磁芯10可以直接抵靠在金属外壳20的外表面上。但是本发明并不限于此，例如，阻尼器可以或可以不与金属外壳20电绝缘，同时维持低热阻。
如图1所示，正母线1和负母线2的正输出端子1a和负输出端子2a分别设置在磁芯的与金属外壳相反的一侧上。
如图1至图3所示，在示例性实施例中，功率转换器可以进一步包括绝缘盖30(例如，安装在金属外壳20上的塑料盖)，以便覆盖磁芯10并通过塑料盖的定位柱体31、32(参见图8)使正母线1和负母线2与外壳20的开口绝缘，这些母线通过这些开口从外壳中延伸出来。
图7是绝缘盖30在从正面观察时的说明性透视图；图8是绝缘盖30在从背面观察时的说明性透视图。
如图7至图8所示，绝缘盖30包括盖板以及形成在盖板上并从盖板两侧突出的一对定位柱体31、32。如图1所示，在绝缘盖30被安装在功率转换器的金属外壳20上之后，正母线1和负母线2分别穿过这对定位柱体31、32中并定位在其中。
请注意，谐振阻尼元件不限于图4所示的实施例。可以对图4所示的谐振阻尼元件进行修改或改变。例如，图12是根据本发明的另一实施例的谐振阻尼元件的说明性透视图。
如图12所示，谐振阻尼元件的磁芯100由具有绝缘层压片102的层压磁性材料板101形成。在优选示例性实施例中，层压磁性材料板101可以包括层压磁性硅钢板。
如图12所示，在实施例中，绝缘层压片102可以是与磁性材料板101分离的绝缘层或者是磁性材料板101上的涂层。
如图12所示，在实施例中，磁芯100的所有层压磁性材料板101通过在母线的纵向方向上贯穿磁芯的焊接梁103焊接在一起。
如图12所示，磁性材料板101和绝缘层压片102在母线1、2的纵向方向Z上交替地堆叠。
在图12所示的实施例中，磁芯100形成有两个开口110、120，功率转换器的正母线1和负母线2分别穿过这两个开口进行布线。
尽管未示出，但是在实施例中，磁芯100可以被配置为在这两个开口110、120的侧壁中具有气隙。
在图12所示的实施例中，层压磁芯100可能增大阻尼器的磁滞损耗。
本领域技术人员应当理解，上述实施例旨在说明而非限制。例如，可以由本领域的技术人员对以上实施例进行许多修改，并且在不同实施例中描述的多种不同特征在构型或原理上没有冲突的情况下可以彼此自由组合。
尽管已经示出和描述了若干示例性实施例，但本领域的技术人员应理解的是，在不脱离本披露的原理和精神的情况下，可以对这些实施例作出多种不同改变或修改，本披露的范围是在权利要求及其等效物中限定的。
如在此使用的，以单数形式叙述并以单词“一(a)”或“一个(an)”开头的元件应被理解为不排除复数个所述元件或步骤，除非明确声明有这种排除。此外，引用本发明的“一个实施例”并不旨在解读为排除存在同样结合所述特征的附加实施例。此外，除非明确声明与之相反，“包括(comprising)”或“具有(having)”带具体特性的元件或多个元件的实施例还可以包括不具有那个特性的附加元件。

Claims (18)

1.一种用于具有正母线和负母线的功率转换器的谐振阻尼元件，其中，该谐振阻尼元件包括：
磁芯，该磁芯形成有两个开口，该功率转换器的正母线和负母线分别穿过这两个开口进行布线。
2.根据权利要求1所述的谐振阻尼元件，
其中，该磁芯由具有绝缘层压片的层压磁性材料板形成；
其中，该绝缘层压片是与该磁性材料板分离的绝缘层或者是该磁性材料板上的涂层。
3.根据权利要求2所述的谐振阻尼元件，
其中，这些层压磁性材料板通过在这些母线的纵向方向上贯穿该磁芯的焊接梁焊接在一起。
4.根据权利要求2或3所述的谐振阻尼元件，
其中，这些层压磁性材料板包括层压磁性硅钢板。
5.根据权利要求1所述的谐振阻尼元件，
其中，该磁芯包括由磁性材料制成的实心块。
6.根据权利要求5所述的谐振阻尼元件，
其中，该磁性材料包括铁、结构钢或其他铁基合金。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的谐振阻尼元件，
其中，该磁芯具有面向这些母线的内表面以及与这些母线相反的外表面，并且多个凸脊和凹槽被形成为沿着该磁芯的这些内表面和这些外表面中的至少一者延伸，并且这些凸脊和凹槽在这些母线的纵向方向上交替地布置。
8.根据权利要求7所述的谐振阻尼元件，
其中，在这些母线的纵向方向上，每个凸脊具有大于该磁芯的集肤深度的尺寸。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的谐振阻尼元件，
其中，该磁芯包括：
三个管脚，每个管脚在第一方向上延伸；以及
两根梁，每根梁在垂直于该第一方向的第二方向上延伸，其中，每个管脚的一端连接到一根梁，并且另一端连接到另一根梁。
10.根据权利要求9所述的谐振阻尼元件，
其中，该磁芯被配置为在这些管脚或这些梁中的至少一者中具有气隙。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的谐振阻尼元件，其中，这些开口为矩形、圆形或椭圆形。
12.一种功率转换器，包括：
金属外壳；
根据权利要求1至11中任一项所述的谐振阻尼元件；
正母线和负母线，该正母线和该负母线分别延伸穿过磁芯的两个开口。
13.根据权利要求12所述的功率转换器，
进一步包括被适配成用于冷却该谐振阻尼元件的冷却装置。
14.根据权利要求13所述的功率转换器，
其中，该谐振阻尼元件热连接到该金属外壳，并且该冷却装置通过冷却该金属外壳来冷却该谐振阻尼元件。
15.根据权利要求13或14所述的功率转换器，
其中，该冷却装置包括与该金属外壳成一体的液体冷却通道，冷却液体流过该液体冷却通道。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的功率转换器，
其中，该磁芯抵靠在该金属外壳的外表面上，并且该正母线和该负母线的正输出端子和负输出端子分别设置在该磁芯的与该金属外壳相反的一侧上。
17.根据权利要求16所述的功率转换器，
其中，该功率转换器进一步包括绝缘盖，该绝缘盖安装到该金属外壳上以覆盖该磁芯并使这些正母线和负母线与该金属外壳的开口绝缘，这些母线通过这些开口延伸出来。
18.根据权利要求13所述的功率转换器，
其中，该冷却装置包括风扇或散热片。
CN201780087983.9A 2017-04-21 2017-04-21 谐振阻尼元件及具有谐振阻尼元件的功率转换器 Active CN110383658B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2017/059529 WO2018192670A1 (en) 2017-04-21 2017-04-21 Resonance damping element and power converter with the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110383658A true CN110383658A (zh) 2019-10-25
CN110383658B CN110383658B (zh) 2022-02-01

Family

ID=58579184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780087983.9A Active CN110383658B (zh) 2017-04-21 2017-04-21 谐振阻尼元件及具有谐振阻尼元件的功率转换器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11462349B2 (zh)
CN (1) CN110383658B (zh)
DE (1) DE112017007456T5 (zh)
WO (1) WO2018192670A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT523578A1 (de) * 2020-03-05 2021-09-15 Avl List Gmbh Umrichteranordnung und Prüfstand mit einer Umrichteranordnung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0474610A2 (en) * 1990-09-04 1992-03-11 International Business Machines Corporation Combined differential and common mode choke for a power supply
CN1134028A (zh) * 1995-02-03 1996-10-23 株式会社村田制作所 扼流圈
EP2246864A1 (en) * 2008-02-20 2010-11-03 Panasonic Electric Works Co., Ltd Power receiving coil block

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05282619A (ja) * 1992-03-31 1993-10-29 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 磁気ヘッド
US5929733A (en) * 1993-07-21 1999-07-27 Nagano Japan Radio Co., Ltd. Multi-layer printed substrate
US5990776A (en) * 1994-12-08 1999-11-23 Jitaru; Ionel Low noise full integrated multilayers magnetic for power converters
JP3790147B2 (ja) * 2001-05-07 2006-06-28 株式会社深江工作所 リングコア及びその製造方法
JP4735469B2 (ja) * 2005-08-31 2011-07-27 Ｔｄｋ株式会社 スイッチング電源装置
TWM343273U (en) * 2008-12-03 2008-10-21 Well Shin Technology Co Ltd Receptacle apparatus
US8427267B1 (en) * 2009-06-29 2013-04-23 VI Chip, Inc. Encapsulation method and apparatus for electronic modules
JP6004082B2 (ja) 2013-03-19 2016-10-05 富士電機株式会社 磁気部品の取付け構造及びこの取付け構造を備えた電力変換装置
US10128770B2 (en) * 2014-04-25 2018-11-13 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Converter and electric power conversion apparatus
CN204189549U (zh) * 2014-11-28 2015-03-04 东莞铭普光磁股份有限公司 一种微型磁珠电感
CN204760209U (zh) * 2015-06-05 2015-11-11 重庆华虹仪表有限公司 改进型变压器骨架
JP6183440B2 (ja) * 2015-11-20 2017-08-23 株式会社安川電機 電力変換装置及びノイズフィルタ
JP6417600B2 (ja) * 2016-09-23 2018-11-07 本田技研工業株式会社 バスバーユニットおよびバスバーユニット製造方法
CN206471204U (zh) * 2017-02-28 2017-09-05 盐城天源电力设备有限公司 一种高效抗干扰变压器铁芯

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0474610A2 (en) * 1990-09-04 1992-03-11 International Business Machines Corporation Combined differential and common mode choke for a power supply
CN1134028A (zh) * 1995-02-03 1996-10-23 株式会社村田制作所 扼流圈
EP2246864A1 (en) * 2008-02-20 2010-11-03 Panasonic Electric Works Co., Ltd Power receiving coil block

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018192670A1 (en) 2018-10-25
DE112017007456T5 (de) 2020-01-02
US20200126708A1 (en) 2020-04-23
CN110383658B (zh) 2022-02-01
US11462349B2 (en) 2022-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2559039B1 (en) Integral planar transformer and busbar
US8686823B2 (en) Electronic unit
CN106165191B (zh) 电池块
KR20120099673A (ko) 유도성 컴포넌트를 위한 권선 어레인지먼트
CN107534424B (zh) 噪声滤波器
AU2018390986B2 (en) A coil assembly for use in a common mode choke
JP2014060914A (ja) コンデンサ・バンク、積層バス・バー、および電源装置
EP1644944A2 (en) Parallel core electromagnetic device
EP3528605B1 (en) Compact design of multilevel power converter systems
CN106575566B (zh) 电抗器和使用它的dc-dc转换器
CN110383658B (zh) 谐振阻尼元件及具有谐振阻尼元件的功率转换器
CN114203393A (zh) 一种电动车充电器用变压器骨架
CN212010641U (zh) 一种电感
US10340071B2 (en) Magnetic circuit for carrying at least one coil
JP2019106487A (ja) フィルムコンデンサモジュール
JP2003047259A (ja) 電力変換装置
WO2012032307A1 (en) Planar transformer
KR101925216B1 (ko) 판상 적층형 리액터 장치 및 그 제조 방법
CN221225973U (zh) 一种高频变压器及电源设备
JP2013165213A (ja) 巻線素子用固定金具および固定金具付き巻線素子
US20220277881A1 (en) Transformer
US12040124B2 (en) Transformer and DC-DC converter including same
CN210956373U (zh) 一种磁件
US20230015579A1 (en) Electric device for a converter, converter and arrangement with an electric machine and a converter
CN117546257A (zh) 电气设备布置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant