CN218568623U - 电感、滤波电路、电气设备、充电桩和逆变器 - Google Patents

电感、滤波电路、电气设备、充电桩和逆变器 Download PDF

Info

Publication number
CN218568623U
CN218568623U CN202222509972.6U CN202222509972U CN218568623U CN 218568623 U CN218568623 U CN 218568623U CN 202222509972 U CN202222509972 U CN 202222509972U CN 218568623 U CN218568623 U CN 218568623U
Authority
CN
China
Prior art keywords
coil
circuit board
magnetic core
inductor
hole
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.)
Active
Application number
CN202222509972.6U
Other languages
English (en)
Inventor
刘亮
柳林
熊建辉
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.)
Huawei Digital Power Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Digital Power Technologies 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 Huawei Digital Power Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Digital Power Technologies Co Ltd
Priority to CN202222509972.6U priority Critical patent/CN218568623U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN218568623U publication Critical patent/CN218568623U/zh
Priority to EP23194314.3A priority patent/EP4343795A1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • H01F27/06—Mounting, supporting or suspending transformers, reactors or choke coils not being of the signal type
    • 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
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2847—Sheets; Strips
    • H01F27/2852—Construction of conductive connections, of leads
    • 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
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/306—Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support
    • 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
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/324—Insulation between coil and core, between different winding sections, around the coil; Other insulation structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F37/00—Fixed inductances not covered by group H01F17/00
    • 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
    • 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
    • H01F27/06—Mounting, supporting or suspending transformers, reactors or choke coils not being of the signal type
    • H01F2027/065—Mounting on printed circuit boards
    • 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
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/29—Terminals; Tapping arrangements for signal inductances
    • H01F2027/297—Terminals; Tapping arrangements for signal inductances with pin-like terminal to be inserted in hole of printed path
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

本申请提供了一种电感、滤波电路、电气设备、充电桩和逆变器。其中，电感包括绝缘支架、磁芯和线圈；绝缘支架固定在滤波电路的电路板上；磁芯为闭合环状结构，磁芯具有通孔，通孔的轴线平行于电路板；磁芯固定于绝缘支架背向电路板的一侧；线圈穿过通孔并缠绕磁芯的局部，线圈的一部分位于局部与绝缘支架之间；线圈的引脚穿过绝缘支架并与电路板电连接。本申请的方案使得电感在电路板上的占用面积较小，有利于提升功率密度。

Description

电感、滤波电路、电气设备、充电桩和逆变器
技术领域
本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种电感、滤波电路、电气设备、充电桩和逆变器。
背景技术
当下，大功率、高功率密度的充电桩成为解决新能源汽车充电难问题的较优解决方案。但是，大功率、高功率密度产品在电磁兼容方面面临着巨大挑战，除了要优化布线和减少干扰源干扰，还需要对共模电感等滤波器件进行优化设计。
为了更好的实现充电桩的充电模块的大功率、高功率密度的需求，越来越多的厂家开始研究大功率共模电感。传统的共模电感在电路板上的占用面积较大，导致功率密度较低。
实用新型内容
本申请的技术方案提供了一种电感、滤波电路、电气设备、充电桩和逆变器，使得电感在电路板上的占用面积较小，有利于提升功率密度。
第一方面，本申请的技术方案提供了一种电感，用于安装在滤波电路中，电感包括绝缘支架、磁芯和线圈；绝缘支架固定在滤波电路的电路板上；磁芯为闭合环状结构，磁芯具有通孔，通孔的轴线平行于电路板；磁芯固定于绝缘支架背向电路板的一侧；线圈穿过通孔并缠绕磁芯的局部，线圈的一部分位于局部与绝缘支架之间；线圈的引脚穿过绝缘支架并与电路板电连接。
本方案中，将磁芯的通孔的轴线平行于电路板，使磁芯相对电路板是“立起来”的，并使得线圈穿过通孔且缠绕磁芯，此种设计可以减小电感在电路板上的正投影面积，从而有利于减小电感对电路板的面积占用。另外，使得线圈仅缠绕磁芯位于通孔一侧的局部，此种出线方式使得线圈在电路板上的正投影面积较小，进而有利于减小整个电感对电路板的面积占用。所以，本方案使得电感在电路板上的占用面积较小，有利于提升功率密度。
在第一方面的一种实现方式中，线圈的一部分与绝缘支架接触，且线圈与局部不接触。
本方案中，线圈与绝缘支架接触，使得绝缘支架能够对线圈进行支撑。同时，绝缘支架对磁芯具有支撑作用。由此，线圈可以相对绝缘支架悬空，二者之间可以具有间隙。本方案使得线圈不会勒紧局部，使得磁芯的局部的应力较小，能够避免磁芯裂开，有利于保证磁芯的可靠性与寿命。另外，线圈与绝缘支架之间具有间隙，有利于保证二者的电气间距，可以使得线圈与绝缘支架之间无需通过绝缘膜隔绝(常规方案中，线圈和/或绝缘支架上可以覆盖绝缘膜)，从而有利于简化设计、降低成本。
在第一方面的一种实现方式中，绝缘支架包括底板以及设于底板的凸台，底板固定在电路板上，凸台位于底板背向电路板的一侧；磁芯固定于凸台；线圈的一部分位于局部与底板之间，并与底板接触；线圈的引脚穿过底板。
本方案中，通过上述结构的绝缘支架，能够较好地支撑磁芯与线圈，保证电感的可靠安装、磁芯的可靠性与寿命以及线圈与绝缘支架的电气间距。
在第一方面的一种实现方式中，线圈为至少两个，任意相邻的两个线圈间隔分布。
本方案中，电感中的线圈为两个以上，这样的电感可以是两相电感或者三相电感，能够满足产品需求。
在第一方面的一种实现方式中，绝缘支架包括隔板，任意相邻的两个线圈通过隔板隔开；或者，任意相邻的两个线圈中，每个线圈与另一个线圈相邻的匝的外周均套有绝缘管。
本方案的一种实现方式中，每相邻的两个线圈被隔板隔开，这能保证线圈之间的电气距离。本方案的另一种实现方式中，通过绝缘管将相邻两个线圈的相邻匝隔开，能保证线圈之间的电气距离。
在第一方面的一种实现方式中，绝缘支架位于磁芯与电路板之间。通过本方案的设计，使得磁芯、绝缘支架和电路板三者可以依次层叠，即绝缘支架的所有部分均可以位于磁芯与电路板之间。本方案的绝缘支架结构简单，量产性较好。
在第一方面的一种实现方式中，磁芯的局部的外表面包括外凸的曲面。本方案中，使得该局部具有外凸的曲面，有利于增大被线圈缠绕的该局部的横截面积，从而有利于提升感量。
在第一方面的一种实现方式中，线圈的线型包括扁平线。本方案中，扁平线的线径较粗，能够流通较大电流，有利于使电感具有较大通流能力与较大功率。由于使用了扁平线，使得线圈可以绕制成单层。而线圈的单层绕制设计，便于通过绕线设备(如自动绕线机)绕制线圈，提升绕制效率。另外，单层绕制设计也有利于减小分布电容，使得电感具有较好的高频滤波性能。单层绕制设计还能使得线圈更易散热。
在第一方面的一种实现方式中，磁芯为一体式结构。本方案中，磁芯的各个部分连为一体，并未经过切割与组装。一体式的磁芯由于未经过切割，感量不易衰减，因此磁芯所需体积可以较小，对电路板的占用面积可以较小。另外，一体式的磁芯的机械可靠性较高，而且由于无需组装因而可以降低成本。
第二方面，本申请的技术方案提供了一种滤波电路，包括电感和电路板；电感包括绝缘支架、磁芯和线圈；绝缘支架固定在电路板上；磁芯为闭合环状结构，磁芯具有通孔，通孔的轴线平行于电路板；磁芯固定于绝缘支架背向电路板的一侧；线圈穿过通孔并缠绕磁芯的局部，线圈的一部分位于局部与绝缘支架之间；线圈的引脚穿过绝缘支架并与电路板电连接。
本方案中，将磁芯的通孔的轴线平行于电路板，使磁芯相对电路板是“立起来”的，并使得线圈穿过通孔且缠绕磁芯，此种设计可以减小电感在电路板上的正投影面积，从而有利于减小电感对电路板的面积占用。另外，使得线圈仅缠绕磁芯位于通孔一侧的局部，此种出线方式使得线圈在电路板上的正投影面积较小，进而有利于减小整个电感对电路板的面积占用。所以，本方案使得电感在电路板上的占用面积较小，有利于提升功率密度，提升滤波电路的性能。
在第二方面的一种实现方式中，绝缘支架位于磁芯与电路板之间。通过本方案的设计，使得磁芯、绝缘支架和电路板三者可以依次层叠，即绝缘支架的所有部分均可以位于磁芯与电路板之间。本方案的绝缘支架结构简单，量产性较好。
第三方面，本申请的技术方案提供了一种电气设备，包括滤波电路，滤波电路包括电感和电路板；电感包括绝缘支架、磁芯和线圈；绝缘支架固定在电路板上；磁芯为闭合环状结构，磁芯具有通孔，通孔的轴线平行于电路板；磁芯固定于绝缘支架背向电路板的一侧；线圈穿过通孔并缠绕磁芯的局部，线圈的一部分位于局部与绝缘支架之间；线圈的引脚穿过绝缘支架并与电路板电连接。
本方案中，将磁芯的通孔的轴线平行于电路板，使磁芯相对电路板是“立起来”的，并使得线圈穿过通孔且缠绕磁芯，此种设计可以减小电感在电路板上的正投影面积，从而有利于减小电感对电路板的面积占用。另外，使得线圈仅缠绕磁芯位于通孔一侧的局部，此种出线方式使得线圈在电路板上的正投影面积较小，进而有利于减小整个电感对电路板的面积占用。所以，本方案使得电感在电路板上的占用面积较小，有利于提升功率密度，提升电气设备的性能。
在第三方面的一种实现方式中，电气设备包括充电桩、逆变器、通信电源与整流器中的至少一个。本方案的设计能够应用于充电桩、逆变器、通信电源与整流器等设备中，有利于提升功率密度，提升产品性能。
在第三方面的一种实现方式中，电气设备为充电桩，充电桩包括充电模块，充电模块包括滤波电路。本方案的设计能够应用于充电桩的充电模块中，有利于提升充电桩的功率密度，提升产品性能。
在第三方面的一种实现方式中，电气设备为逆变器，逆变器包括直流-交流变换电路，直流-交流变换电路与滤波电路连接。可以在直流-交流变换电路的直流侧连接滤波电路，和/或，在直流-交流变换电路的交流侧连接滤波电路。本方案的设计能够应用于逆变器中，有利于提升逆变器的功率密度，提升产品性能。
第四方面，本申请的技术方案提供了一种充电桩，包括交流配电模块、充电模块、直流配电模块和充电枪，交流配电模块连接电网与充电模块的输入端，充电模块的输出端连接直流配电模块的输入端，直流配电模块的输出端连接充电枪；充电模块包括滤波电路，滤波电路包括电感和电路板；电感包括绝缘支架、磁芯和线圈；绝缘支架固定在电路板上；磁芯为闭合环状结构，磁芯具有通孔，通孔的轴线平行于电路板；磁芯固定于绝缘支架背向电路板的一侧；线圈穿过通孔并缠绕磁芯的局部，线圈的一部分位于局部与绝缘支架之间；线圈的引脚穿过绝缘支架并与电路板电连接；交流配电模块用于将电网的交流电能传输至充电模块；充电模块用于将交流电能转换为直流电能，并传输至直流配电模块；直流配电模块用于将直流电能输出至充电枪；充电枪用于连接待充电电池，并对待充电电池进行充电。
本方案的充电桩，通过在充电模块中应用该滤波电路，有利于提升充电桩的功率密度，提升产品性能。
第五方面，本申请的技术方案提供了一种逆变器，包括直流-交流变换电路与滤波电路，直流-交流变换电路通过滤波电路与电网连接；滤波电路包括电感和电路板；电感包括绝缘支架、磁芯和线圈；绝缘支架固定在电路板上；磁芯为闭合环状结构，磁芯具有通孔，通孔的轴线平行于电路板；磁芯固定于绝缘支架背向电路板的一侧；线圈穿过通孔并缠绕磁芯的局部，线圈的一部分位于局部与绝缘支架之间；线圈的引脚穿过绝缘支架并与电路板电连接。
本方案的逆变器，由于应用了该滤波电路，有利于提升逆变器的功率密度，提升产品性能。
附图说明
图1是本申请一种实施例的滤波电路的组装结构示意图；
图2是图1中的滤波电路的分解结构示意图；
图3是图2中的电感的组装结构示意图；
图4是图3中的电感的分解结构示意图；
图5是图4中的磁芯的结构示意图；
图6是图3中的磁芯与线圈的组装结构示意图；
图7是图6所示结构的A-A剖视图；
图8是图1中的滤波电路的俯视结构示意图；
图9是一种传统的滤波电路的俯视结构示意图；
图10是本申请另一种实施例的滤波电路的俯视结构示意图；
图11是另一种传统的滤波电路的俯视结构示意图；
图12是本申请一种实施例中的充电桩的系统架构示意图；
图13是本申请一种实施例中的逆变器的系统架构示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了具有滤波电路的电气设备。该电气设备包括但不限于充电桩、逆变器、通信电源、整流器等。
其中，充电桩可以内置充电模块，充电模块用于实现向电动车(例如新能源汽车、电动摩托车等)充电，充电模块可以包括该滤波电路。
逆变器可用于光伏、变频器等供电或者电力控制场景，逆变器可以包括直流-交流变换电路(DC-AC)与该滤波电路，该滤波电路可与直流-交流变换电路的交流侧连接，直流-交流变换电路(DC-AC)可通过该滤波电路与电网(AC GRI D)连接。该滤波电路还可以与直流-交流变换电路的直流侧连接。
通信电源可用于通信系统中，通信电源用于向通信系统中的负载稳定供电，保证通信系统安全、可靠运行。通信电源可以内置该滤波电路。
整流器可以是将交流电转换成直流电的整流装置，整流器可以内置该滤波电路。示意性的，整流器可以具有如下功能：将交流电变成直流电，经该滤波电路滤波后供给负载；向蓄电池提供充电电压等。
本申请实施例的滤波电路，可用于进行滤波、抑制差模谐振、抑制共模干扰等处理。该滤波电路可以包括电路板，以及布置于电路板上的电感、电容等器件，该电容可以与该电感电连接。其中，该电感可以是用于抑制共模干扰的共模电感，或者可以是用于抑制差模谐振的差模电感。该电容例如可以是抑制共模干扰的Y电容，或者可以是抑制差模干扰的X电容。电路板上可以布置Y电容与X电容中的至少一个。
下面将详细说明该滤波电路中的电感的设计。
如图1和图2所示，本实施例的滤波电路1可以包括电路板11和安装在电路板11上的电感12，电感12与电路板11电连接。示意性的，电感12可以是共模电感。可以理解的是，这仅仅是一种举例，在其他实施例中，电感也可以是差模电感。另外，图1与图2所示仅仅是一种简明示意，实际上电路板11上还可以布置其他器件，例如上述的Y电容与X电容。
如图3和图4所示，电感12可以包括绝缘支架121、磁芯123和线圈122。磁芯123支撑于绝缘支架121上。线圈122缠绕在磁芯123上，并可以被绝缘支架121支撑。下面将详细说明。
结合图1和图4所示，磁芯123、绝缘支架121和电路板11三者可以依次层叠，绝缘支架121可以位于磁芯123与电路板11之间，即绝缘支架121的所有部分均可以位于磁芯123与电路板11之间。基于图1所示视角，可以认为整个绝缘支架121可以位于磁芯123之下。在其他实施例中，可以不对绝缘支架相较磁芯123的位置做如上限定，例如绝缘支架的一部分位于磁芯123之下，其他部分不在磁芯123的下方。
如图4所示，绝缘支架121可以包括底板121a、隔板121b和凸台121c。
其中，底板121a可以基本呈平板状，其具体结构不做限定。隔板121b与凸台121c可以连接于底板121a的同一侧。隔板121b与凸台121c的结构、位置及数量可以根据需要设计，本实施例不做限定。示意性的，凸台121c可以大致为块状，凸台121c可以有两个，两个凸台121c可以分别位于底板121a的相对两侧。示意性的，隔板121b可以大致为板状，隔板121b可以有两个，两个隔板121b均可以位于两个凸台121c之间。
本实施例中，绝缘支架121可以是一体式的，即底板121a、隔板121b和凸台121c可以连为一体。或者，绝缘支架121也可以是分体式的，例如凸台121c与隔板121b中的一个可以组装至底板121a，另一个可以与底板121a连为一体；或者凸台121c与隔板121b均可以组装至底板121a。
本实施例中，绝缘支架121可对磁芯123和线圈122进行支撑。如图3所示，磁芯123可以承载于凸台121c上，磁芯123与底板121a之间可以形成间隙。线圈122的一部分122b可以位于该间隙内，线圈122位于该间隙内的一部分122b可以与底板121a接触，且线圈122可以承载在底板121a上。示意性的，一部分122b可以粘接至底板121a，以使线圈122可靠地承载于底板121a上。
与上述实施例不同的是，在其他实施例中，绝缘支架121可以对线圈122没有支撑作用，即线圈122的一部分122b可以不与底板121a接触(即二者之间具有间隙)，或者一部分122b与底板121a接触但是底板121a对一部分122b基本没有支撑力。
参照图3所示，上述的绝缘支架121与磁芯123的下侧表面配合，与磁芯123的其他表面没有配合关系，因而绝缘支架121的结构可以较为简单，量产性可以较好，成本可以较低。
在其他实施例中，绝缘支架的结构可以根据需要设计，不限于上文所述。例如，绝缘支架可以没有隔板。
本申请实施例中，绝缘支架可以使用绝缘材料制造，例如环氧树脂、塑胶等。示意性的，上述的底板121a与隔板121b可以使用环氧树脂制造。
如图4和图5所示，磁芯123可以呈闭合环状结构。示意性的，图中的磁芯123可以大致为矩形环状结构。就外形而言，磁芯123可以大致为长方体构造。在其他实施例中，磁芯也可以为其他形状的闭合环状结构，例如闭合圆环结构。磁芯123围成通孔123c，通孔123c可以大致为矩形孔。通孔123c具有轴线(在图中以虚线表示)，该轴线可以经过通孔123c的中心，或者可以与该中心具有一定偏差。结合图5与图2所示，该轴线可以与电路板11平行，也即通孔123c可以沿着平行于电路板11的方向延伸。可以理解的是，上述的“平行”包括几何意义上的严格平行，还可以包括相较严格平行的情况而言存在一定误差的情况，也即存在一定误差的基本平行。
本实施例中，磁芯123可以是一体式结构，磁芯123的各个部分连为一体，并未经过切割与组装。一体式的磁芯123，由于未经过切割，感量不易衰减，因此磁芯123所需体积可以较小，对电路板11的占用面积可以较小。另外，一体式的磁芯123的机械可靠性较高，而且由于无需组装因而可以降低成本。
如图5所示，磁芯123可以包括两个局部123a，示意性的，两个局部123a可以对称分布，局部123a可以是认为是磁芯123中的一个较长的柱子。局部123a用于供线圈122缠绕(下文将继续说明)。
如图5所示，局部123a的外表面可以包括曲面123b。示意性的，在通孔123c的轴线的两端均可以分布有曲面123b(如图7所示，下文将继续说明)。或者，曲面123b可以仅位于通孔123c的轴线的一端。或者，曲面123b可以位于局部123a的其他位置，例如通孔123c的内壁可以包括曲面123b。曲面123b的面积可以根据实际需要确定，本实施例不做限定。
本实施例中，曲面123b可以是外凸的，也即曲面123b呈鼓起状，而非凹陷状。示意性的，曲面123b可以为弧面，以与线圈122的绕制形状适配。
本实施例中，外凸的曲面123b有利于增大磁芯123的横截面积，从而提升感量(将在下文继续说明)。在其他实施例中，局部123a的外表面可以不含该外凸的曲面123b。
本申请实施例中，磁芯123的材料包括但不限于纳米晶、铁氧体等。
如图4所示，线圈122例如可以有三个，具有三个线圈122的电感12可以是三相共模电感。在其他实施例中，线圈122也可以为一个、两个等。当有一个线圈122时，电感可以是差模电感。当为两个线圈122时，电感可以是两相共模电感。
如图4所示，本实施例中，线圈122的线型可以是扁平线，此种线型的横截面可以为扁平的矩形结构。扁平线的线径较粗，能够流通较大电流，有利于使电感12具有较大通流能力与较大功率。线圈122可以绕制成单层，即线圈122的各匝未层叠，而是沿线圈122的轴线依次分布。由于使用扁平线已经可以使线圈122具有较大的通流能力，因而即使将线圈122绕制成单层也可以保证线圈122的通流需求。而线圈122的单层绕制设计，便于通过绕线设备(如自动绕线机)绕制线圈122，提升绕制效率。另外，单层绕制设计也有利于减小分布电容，使得电感12具有较好的高频滤波性能。
如图4所示，线圈122的各匝可以无需紧密排布，相邻匝之间可以具有一定间隙。此种设计可以使得线圈122的相邻匝之间填充空气，有利于使得线圈122具有更好的散热性能。另外，相较传统的多层绕制(线圈的匝之间层叠起来，可以区分出内层与外层)，线圈122的单层绕制使得线圈122更易散热。
在其他实施例中，线圈可以具有其他线型，例如漆包铜线。漆包铜线的横截面为圆形，其线径较细。线圈的绕制方式可以不限于上文所述，例如线圈还可以绕制成至少两层，线圈的匝还可以紧密排布基本没有间隙。
如图4所示，线圈122的两端均可以作为引脚122a，引脚122a可焊接至电路板11，以实现线圈122的通流。
图6和图7示意了线圈122与磁芯123的组装结构，其中图7为图6的A-A剖视图。如图6和图7所示，线圈122可以穿过通孔123c，并缠绕磁芯123的一个局部123a，线圈122的引脚122a以及一部分122b可以位于该局部123a背向通孔123c的一侧。线圈122的此种缠绕方式可以称为单侧出线。
如图7所示，局部123a的两侧可以具有外凸的曲面123b，曲面123b可与线圈122的形状适配。本实施例中，由于设计了外凸的曲面123b，使曲面123b与线圈122的形状适配，能够有效利用线圈122所围空间，使得局部123a具有较大的横截面积(相较于呈矩形的横截面而言)。由于被线圈122所缠绕的局部123a的横截面积较大，因此使得电感12的感量较大。
如图7所示，线圈122与磁芯123的局部123a可以不接触，线圈122与局部123a之间可以具有间隙。此种设计使得线圈122不会勒紧局部123a，因而使得局部123a的应力较小，从而能够避免磁芯123裂开，有利于保证磁芯123的可靠性与寿命。示意性的，线圈122与磁芯123的所有区域均可以不接触，从而保证磁芯123的可靠性与寿命。在其他实施例中，线圈122与磁芯123可以接触。
本实施例中，通过线圈122与绝缘支架121的组装配合，便于实现上述的线圈122与局部123a不接触的设计。下面将进行说明。
结合图6与图3所示，线圈122的一部分122b可以与绝缘支架121的底板121a接触，底板121a可以对一部分122b进行支撑，从而使得线圈122可以保持与局部123a的不接触。另外结合图6与图2所示，线圈122的引脚122a可以穿过底板121a，并焊接至电路板11。示意性的，可以使用粘胶将引脚122a与底板121a粘接，以增强底板121a对线圈122的支撑和固定作用。
如图3所示，相邻的线圈122可以被一个隔板121b隔开，以保证线圈122之间的电气距离。
在其他实施例中，相邻的两个线圈122中，每个线圈122与另一个线圈122相邻的匝的外周均可以套设绝缘管(即匝收容在绝缘管之内)，通过绝缘管将相邻两个线圈122的相邻匝隔开，以保证电气距离。该实施例中，相邻的匝可以指一个线圈122中最靠近另一个线圈122的匝。绝缘管的包裹长度可以根据需要设计，例如可以包裹完整的一匝，或者可以包裹一匝的一部分。绝缘管可以是由绝缘材料(例如塑胶)制成的管状部件。该实施例中，可以不再使用隔板121b的设计；或者可以同时使用绝缘管与隔板121b的设计。
如图1所示，本实施例中，线圈122的绕线方式可以称为立式绕线，也即：磁芯123的通孔123c的轴线(图2中使用虚线示意)平行于电路板11，可以称磁芯123相对电路板11是“立起来”的，线圈122穿过通孔123c并缠绕磁芯123。立式绕线可以使得电感12在电路板11上的占用面积较小。下面将进行说明。
本实施例中，该占用面积可以通过电感12在电路板11上的正投影面积来衡量。如图8所示(图8表示图1所示结构的俯视图)，电感12在电路板11上的正投影可以使用虚线框表示，该虚线框所围的面积即为该占用面积。其中，磁芯123的正投影和线圈122的正投影均可以落入底板121a的正投影以内，因而底板121a的正投影面积也即该虚线框所围的面积。
图9示意了一种可以称之为“卧式绕线”的传统方案。与图8所示相同的是，图9所示的滤波电路1’包括电路板11和电感12’，电感12’可以包括绝缘支架(图9标示出了底板121a，并使用虚线示意底板121a的边界)、磁芯123’和线圈122，该绝缘支架与线圈122的结构、连接方式和相对位置可以同图8所示的实施例。与图8所示不同的是，在图9中，磁芯123’的通孔123c’的轴线垂直于电路板11，可以称磁芯123’相对电路板11是“卧着”的。电感12’在电路板11上的正投影可以使用虚线框L表示，该虚线框L所围的面积即为电感12’在电路板11上的占用面积。其中，线圈122的正投影与一部分磁芯123’的正投影可以落入底板121a的正投影以内，另一部分磁芯123’的正投影可以落在底板121a的正投影之外，因此，底板121a的正投影面积+该另一部分磁芯123’的正投影面积即该虚线框L所围的面积。
对比图8与图9所示容易理解，图8中的虚线框所围的面积小于图9中的虚线框L所围的面积，也即采用立式绕线的电感12在电路板11上的占用面积较小，而采用传统的卧式绕线的电感12’在电路板11上的占用面积较大。
在另一种采用卧式绕线的传统方案中，与图9所示不同的是，底板的面积可以做大，且磁芯与线圈在电路板上的正投影均落入底板在电路板上的正投影以内。此时，电感在电路板上的占用面积等于底板在电路板上的正投影面积。容易理解，采用立式绕线的电感对电路板的占用面积较小，而这种采用卧式绕线的传统电感对电路板的占用面积较大。
上文的说明中，以图8中的磁芯123的正投影和线圈122的正投影均落入底板121a的正投影为例。实际上，本申请实施例不限于此。例如在一种实施例中，一部分磁芯123的正投影可以落入底板121a的正投影之外。相较采用卧式绕线的传统方案，该实施例的电感对电路板11的占用面积依然较小，具体原理同上，此处不再重复。
另外，本实施例的电感12可以采用单侧出线的方式，即线圈122缠绕磁芯123位于通孔123c的一侧(例如图1中的下侧)的部分。但是，另外一种采用卧式绕线的传统方案使用双侧出线的方式，即参考图9所示，线圈122可以缠绕磁芯123’位于通孔123c’的两侧(例如图9中的上侧与下侧)的部分。容易理解，由于双侧的线圈122均需要占用电路板11的面积，导致采用双侧出线的电感在电路板11上的占用面积更大。对比可知，本实施例的电感12采用了单侧出线的方式，使得电感12在电路板11上的占用面积较小。
综上所述，本实施例的电感12通过立式绕线与单侧出线的设计，使得电感12对电路板11的占用面积较小，从而使得电路板11上可以布置更多器件，有利于提升功率密度。
上文以磁芯123的外形为长方体为例，说明了电感12对电路板11的占用面积较小的设计。实际上，本申请实施例不限定磁芯的结构。下面将举例说明。
例如图10所示(图10采用与图8相同的俯视视角)的实施例中，滤波电路2中的电感22采用立式绕线，磁芯223的外形可以呈正方体，磁芯223的通孔223c的轴线可以平行于电路板21，线圈222穿过磁芯223的通孔223c并缠绕磁芯223的局部。电感22对电路板21的占用面积即电感22在电路板21上的正投影面积，也即底板221在电路板21上的正投影面积。
相对比的，图11示意出了一种采用卧式绕线的传统方案。与图10所示不同的是，图11中的滤波电路2’中的电感22’采用卧式绕线，磁芯223’的通孔223c’垂直于电路板21。图11中，磁芯223’的一部分可以伸到底板221之外(图11中的虚横线表示底板221的下边界)。电感22’对电路板21的占用面积即电感22’在电路板21上的正投影面积，也即底板221在电路板21上的正投影面积+位于底板221之外的那部分磁芯223’在电路板21上的正投影面积。
对比图10与图11可知，图10所示的电感22在电路板21上的正投影面积较小，而图11所示的电感22’在电路板21上的正投影面积较大。因此，对于外形呈正方体的磁芯223而言，采用立式绕线的方式使得电感22对电路板21的占用面积较小，但是采用卧式绕线的方式使得电感22’对电路板21的占用面积较大。
上文详细说明了本申请实施例的滤波电路及电感的设计。下面将列举两种应用该滤波电路的电气设备。
图12示意了一种充电桩3的系统组成。如图12所示，充电桩3可以包括交流配电模块31、充电模块32、直流配电模块33、充电枪34与充电枪35等。交流配电模块31连接电网(图12中左侧的符号所示)与充电模块32的输入端，充电模块32的输出端连接直流配电模块33的输入端，直流配电模块33的输出端连接充电枪34与充电枪35。示意性的，充电桩3可以包括两个充电枪。在其他实施例中，充电枪的数量可以不限。可以理解的是，图12所示的充电桩3的系统架构是一种示意，实际上充电桩3还可以包括其他功能模块。
参考图12所示，交流配电模块31可用于将电网的交流电能进行处理(例如配电)后，传输至充电模块32。充电模块32可以包括交流-直流变换电路、上述的滤波电路等，充电模块32可用于将交流电能转换为直流电能，并传输至直流配电模块33。其中，该滤波电路用于进行滤波、抑制差模谐振、抑制共模干扰等处理。直流配电模块33可用于将直流电能进行处理(例如配电)，并输出至充电枪34与充电枪35。当需要充电时，充电枪34与充电枪35可以与待充电电池连接，并对待充电电池进行直流充电。
本实施例的充电桩3例如可以是直流一体式充电桩。可以理解的是，充电桩3也可以是其他类型的充电桩，例如直流分体式充电桩。
充电桩3的充电模块32中应用了本申请实施例的滤波电路，有利于提升充电桩的功率密度，提升产品性能。
图13示意了一种逆变器4的系统组成。如图13所示，逆变器4可以包括直流-交流变换电路41与滤波电路42等，滤波电路42可以连接在直流-交流变换电路41的交流侧，直流-交流变换电路41通过滤波电路42与电网(图13中右侧的符号所示)连接。直流-交流变换电路41用于实现直流-交流变换。滤波电路42可以为上述的滤波电路，用于进行滤波、抑制差模谐振、抑制共模干扰等处理。可以理解的是，图13所示的逆变器4的系统架构是一种示意，实际上逆变器4还可以包括其他功能模块。
逆变器4中应用了本申请实施例的滤波电路，有利于提升逆变器的功率密度，提升产品性能。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种电感，用于安装在滤波电路中，其特征在于，
所述电感包括绝缘支架、磁芯和线圈；
所述绝缘支架固定在所述滤波电路的电路板上；
所述磁芯为闭合环状结构，所述磁芯具有通孔，所述通孔的轴线平行于所述电路板；所述磁芯固定于所述绝缘支架背向所述电路板的一侧；
所述线圈穿过所述通孔并缠绕所述磁芯的局部，所述线圈的一部分位于所述局部与所述绝缘支架之间；所述线圈的引脚穿过所述绝缘支架并与所述电路板电连接。
2.根据权利要求1所述的电感，其特征在于，
所述线圈的所述一部分与所述绝缘支架接触，且所述线圈与所述局部不接触。
3.根据权利要求2所述的电感，其特征在于，
所述绝缘支架包括底板以及设于所述底板的凸台，所述底板固定在所述电路板上，所述凸台位于所述底板背向所述电路板的一侧；
所述磁芯固定于所述凸台；
所述线圈的所述一部分位于所述局部与所述底板之间，并与所述底板接触；所述线圈的引脚穿过所述底板。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电感，其特征在于，
所述线圈为至少两个，任意相邻的两个所述线圈间隔分布。
5.根据权利要求4所述的电感，其特征在于，
所述绝缘支架包括隔板，任意相邻的两个所述线圈通过所述隔板隔开；
或者，任意相邻的两个所述线圈中，每个线圈与另一个线圈相邻的匝的外周均套有绝缘管。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电感，其特征在于，
所述绝缘支架位于所述磁芯与所述电路板之间。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电感，其特征在于，
所述磁芯的所述局部的外表面包括外凸的曲面。
8.根据权利要求1-7任一项所述的电感，其特征在于，
所述线圈的线型包括扁平线。
9.根据权利要求1-8任一项所述的电感，其特征在于，
所述磁芯为一体式结构。
10.一种滤波电路，其特征在于，
包括电感和电路板；
所述电感包括绝缘支架、磁芯和线圈；所述绝缘支架固定在所述电路板上；所述磁芯为闭合环状结构，所述磁芯具有通孔，所述通孔的轴线平行于所述电路板；所述磁芯固定于所述绝缘支架背向所述电路板的一侧；所述线圈穿过所述通孔并缠绕所述磁芯的局部，所述线圈的一部分位于所述局部与所述绝缘支架之间；所述线圈的引脚穿过所述绝缘支架并与所述电路板电连接。
11.根据权利要求10所述的滤波电路，其特征在于，
所述绝缘支架位于所述磁芯与所述电路板之间。
12.一种电气设备，其特征在于，
包括滤波电路，所述滤波电路包括电感和电路板；
所述电感包括绝缘支架、磁芯和线圈；所述绝缘支架固定在所述电路板上；所述磁芯为闭合环状结构，所述磁芯具有通孔，所述通孔的轴线平行于所述电路板；所述磁芯固定于所述绝缘支架背向所述电路板的一侧；所述线圈穿过所述通孔并缠绕所述磁芯的局部，所述线圈的一部分位于所述局部与所述绝缘支架之间；所述线圈的引脚穿过所述绝缘支架并与所述电路板电连接。
13.根据权利要求12所述的电气设备，其特征在于，
所述电气设备包括充电桩、逆变器、通信电源与整流器中的至少一个。
14.一种充电桩，其特征在于，
包括交流配电模块、充电模块、直流配电模块和充电枪，所述交流配电模块连接电网与所述充电模块的输入端，所述充电模块的输出端连接所述直流配电模块的输入端，所述直流配电模块的输出端连接所述充电枪；
所述充电模块包括滤波电路，所述滤波电路包括电感和电路板；所述电感包括绝缘支架、磁芯和线圈；所述绝缘支架固定在所述电路板上；所述磁芯为闭合环状结构，所述磁芯具有通孔，所述通孔的轴线平行于所述电路板；所述磁芯固定于所述绝缘支架背向所述电路板的一侧；所述线圈穿过所述通孔并缠绕所述磁芯的局部，所述线圈的一部分位于所述局部与所述绝缘支架之间；所述线圈的引脚穿过所述绝缘支架并与所述电路板电连接；
所述交流配电模块用于将电网的交流电能传输至所述充电模块；
所述充电模块用于将交流电能转换为直流电能，并传输至所述直流配电模块；
所述直流配电模块用于将直流电能输出至所述充电枪；
所述充电枪用于连接待充电电池，并对所述待充电电池进行充电。
15.一种逆变器，其特征在于，
包括直流-交流变换电路与滤波电路，所述直流-交流变换电路通过所述滤波电路与电网连接；
所述滤波电路包括电感和电路板；所述电感包括绝缘支架、磁芯和线圈；所述绝缘支架固定在所述电路板上；所述磁芯为闭合环状结构，所述磁芯具有通孔，所述通孔的轴线平行于所述电路板；所述磁芯固定于所述绝缘支架背向所述电路板的一侧；所述线圈穿过所述通孔并缠绕所述磁芯的局部，所述线圈的一部分位于所述局部与所述绝缘支架之间；所述线圈的引脚穿过所述绝缘支架并与所述电路板电连接。
CN202222509972.6U 2022-09-21 2022-09-21 电感、滤波电路、电气设备、充电桩和逆变器 Active CN218568623U (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202222509972.6U CN218568623U (zh) 2022-09-21 2022-09-21 电感、滤波电路、电气设备、充电桩和逆变器
EP23194314.3A EP4343795A1 (en) 2022-09-21 2023-08-30 Choke, filter circuit, electrical device, charging pile, and inverter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202222509972.6U CN218568623U (zh) 2022-09-21 2022-09-21 电感、滤波电路、电气设备、充电桩和逆变器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN218568623U true CN218568623U (zh) 2023-03-03

Family

ID=85313852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202222509972.6U Active CN218568623U (zh) 2022-09-21 2022-09-21 电感、滤波电路、电气设备、充电桩和逆变器

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4343795A1 (zh)
CN (1) CN218568623U (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117439288A (zh) * 2023-12-20 2024-01-23 荣耀终端有限公司 无线充电设备、电子设备及电子设备组件

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI609386B (zh) * 2016-12-15 2017-12-21 Yujing Technology Co Ltd Vertical composite common mode coil
WO2018216465A1 (ja) * 2017-05-24 2018-11-29 株式会社オートネットワーク技術研究所 回路構成体
CN109378169B (zh) * 2018-11-19 2024-03-12 深圳市京泉华科技股份有限公司 电抗器
JP2021093456A (ja) * 2019-12-11 2021-06-17 株式会社村田製作所 コイル部品
EP3933861A1 (en) * 2020-07-03 2022-01-05 Eltek AS Method for manufacturing a cm or dm inductor and cm or dm inductor
DE202020104578U1 (de) * 2020-08-07 2020-11-05 Schaffner Emv Ag Magnetische Vorrichtung
CN115346773A (zh) * 2021-05-14 2022-11-15 台达电子工业股份有限公司 共模电感器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117439288A (zh) * 2023-12-20 2024-01-23 荣耀终端有限公司 无线充电设备、电子设备及电子设备组件
CN117439288B (zh) * 2023-12-20 2024-05-17 荣耀终端有限公司 无线充电设备、电子设备及电子设备组件

Also Published As

Publication number Publication date
EP4343795A1 (en) 2024-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8902035B2 (en) Medium / high voltage inductor apparatus and method of use thereof
JP7055800B2 (ja) 直流－直流コンバータ
US8624702B2 (en) Inductor mounting apparatus and method of use thereof
US8519813B2 (en) Liquid cooled inductor apparatus and method of use thereof
US8089333B2 (en) Inductor mount method and apparatus
US8373530B2 (en) Power converter method and apparatus
US7973632B2 (en) Methods and apparatus for electromagnetic component
US8203411B2 (en) Potted inductor apparatus and method of use thereof
US8624696B2 (en) Inductor apparatus and method of manufacture thereof
US8130069B1 (en) Distributed gap inductor apparatus and method of use thereof
JP2013192450A (ja) コイルユニット及び非接触給電システム、並びにコイルユニットの筐体
WO2007012272A1 (en) Rechargeable battery circuit and structure for compatibility with a planar inductive charging platform
JP2014130949A (ja) リアクトル、コンバータ、および電力変換装置
US8947187B2 (en) Inductor apparatus and method of manufacture thereof
CN218568623U (zh) 电感、滤波电路、电气设备、充电桩和逆变器
JP2020102913A (ja) 電力変換装置、及び高電圧ノイズフィルタ
KR102512381B1 (ko) Dc-dc 컨버터
JP2014093374A (ja) リアクトル、コンバータ、及び電力変換装置
CN111937286A (zh) Llc谐振转换器
CN112189293B (zh) 无线充电板以及无线充电装置
JP2014150171A (ja) リアクトル、コンバータ、および電力変換装置
KR102536990B1 (ko) Dc-dc 컨버터
CN115943469A (zh) 一种电气元件、电路板及开关电源
CN112863815B (zh) 电力转换装置
US20240138070A1 (en) Circuit board having composite magnetic components mounted thereon

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant