CN218602237U - 电感及电路系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电感，包括：底板，具有相对的第一表面和第二表面，所述底板开设有贯穿所述第一表面和所述第二表面的第一通孔，或所述底板开设有位于所述第一表面的凹槽；磁芯，固定于所述底板的第一表面上；以及绕设在所述磁芯上的绕组，所述绕组包括第一线圈组和第二线圈组，所述第一线圈组和所述第二线圈组分别具有连接端，所述第一线圈组和所述第二线圈组的连接端从所述第一表面延伸至所述第一通孔或所述凹槽中，使得所述第一线圈组和所述第二线圈组串联。本申请还提供一种电路系统。

Description

电感及电路系统

技术领域

本申请涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种电感及电路系统。

背景技术

市场对整流、逆变等功能模块的输出功率的需求日益增加，以电动汽车充电行业为例，目前单个功能模块的最大输出功率已到120kW。而大功率产品在电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility，EMC)认证方面存在巨大难度。EMC认证除了需要在产品设计阶段仔细考虑每一处电磁干扰的源头和路径并提前作出有效防干扰措施外，还需要硬件器件特别是共模电感的大力配合。

适配大功率模块的三相共模电感可以较好地解决产品在EMC认证方面存在的问题。但是，目前三相共模电感的线圈通过在印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)上连接实现输入输出串联，这导致PCB过热，降低模块的使用寿命。

实用新型内容

本申请第一方面提供一种电感，包括：底板，具有相对的第一表面和第二表面，所述底板开设有贯穿所述第一表面和所述第二表面的第一通孔，或所述底板开设有位于所述第一表面的凹槽；磁芯，固定于所述底板的第一表面上；以及绕设在所述磁芯上的绕组，所述绕组包括第一线圈组和第二线圈组，所述第一线圈组和所述第二线圈组分别具有连接端，所述第一线圈组和所述第二线圈组的连接端从所述第一表面延伸至所述第一通孔或所述凹槽中，使得所述第一线圈组和所述第二线圈组串联。

上述电感，在底板上开设第一通孔或开设凹槽，每一绕组中，第一线圈组和第二线圈组的连接端都从底板的第一表面上延伸至同一第一通孔或同一凹槽内，使得同一绕组中第一线圈组和第二线圈组可以通过连接端实现串联。如此，后续在将电感固定连接至PCB板时，可以避免在PCB板上制作额外走线来建立第一线圈组与第二线圈组之间的电连接，从而有利于减少热量产生，避免PCB板过热影响系统使用寿命。

于一些实施例中，所述第一线圈组与所述第二线圈组的连接端在所述第一通孔或所述凹槽内焊接以实现串联。

如此，可以固定第一线圈组与第二线圈组的连接端，实现更稳固的电连接。

于一些实施例中，所述第一通孔或所述凹槽位于所述第一线圈组与所述第二线圈组之间。

如此，有利于平衡第一通孔到第一线圈组和第二线圈组的距离。

于一些实施例中，所述磁芯为矩形框状，包括矩形的绕设臂和由所述绕设臂环绕的中心孔，所述第一通孔或所述凹槽位于所述中心孔内。

磁芯为矩形框状，使得磁芯的外轮廓方便绕设绕组。

于一些实施例中，所述底板上还开设有相互间隔的第二通孔和第三通孔；所述第一线圈组还包括第一端，所述第二线圈组还包括第二端，所述第一端从所述第一表面延伸至所述第二通孔内，所述第二端从所述第一表面延伸至所述第三通孔内。

如此，绕组的每一端都可通过在底板上开设通孔的方式与PCB板的相应位置连接。

于一些实施例中，所述第一端和所述第二端均从所述第二表面裸露。

绕组使用的导线尺寸较小，第一端和第二端均从第二表面裸露时导线较长，方便加工，因此有利于提升良率。

于一些实施例中，所述底板为矩形，所述第二通孔与所述第三通孔分别位于所述底板相对的两个边处且位于所述磁芯的外侧。

如此，使得延伸至第二通孔中的第一端与延伸至第三通孔中的第二端相隔尽量远的距离，避免热量堆积。

于一些实施例中，所述连接端相对所述第二表面裸露。

绕组使用的导线尺寸较小，第一端和第二端相对于第二表面裸露时导线较长，方便加工，因此有利于提升良率。

于一些实施例中，所述电感为三相电感，包括三个所述绕组，所述底板上开设有三个所述第一通孔或开设有三个所述凹槽，每一所述绕组中的所述第一线圈组和所述第二线圈组延伸至其中一所述第一通孔或其中一所述凹槽，以使得所述第一线圈组和所述第二线圈组串联。

在大功率的电路系统中通常使用三相电感，三相电感具有三个绕组，每一绕组通过在底板上开设第一通孔或开设凹槽的方式可以方便地与PCB板上相应的位置连接。

本申请第二方面提供一种电路系统，包括：

PCB板；

功率模块，位于所述PCB板的表面上，用于输出功率信号；

如上述的电感，所述电感固定于所述PCB板的所述表面上，电连接所述功率模块，所述电感用于对所述功率信号进行滤波，以输出目标频率的功率信号。

上述电路系统，电感在底板上开设第一通孔或开设凹槽，每一绕组中，第一线圈组和第二线圈组的连接端都从底板的第一表面上延伸至同一第一通孔内或同一凹槽，使得同一绕组中第一线圈组和第二线圈组通过连接端实现串联。如此，可以避免在PCB板上制作额外走线来建立第一线圈组与第二线圈组之间的电连接，从而有利于减少热量产生，避免PCB板过热影响电路系统的使用寿命。

于一些实施例中，所述连接端与所述PCB板间隔设置。

如此，无需在PCB板上制作额外的结构与绕组固定连接。

于一些实施例中，所述底板上开设所述第一通孔时，所述连接端从所述第一通孔中延伸至所述PCB板的所述表面以固定于所述PCB板。

如此，有利于更好地将电感固定于PCB板。

于一些实施例中，所述PCB板的所述表面上设置有焊盘，所述连接端与所述焊盘连接固定。

如此，当绕组中在传输电流信号时，电流信号可以流经焊盘，避免电流信号在第一线圈组和第二线圈组的连接端位置处产生热量破坏PCB板表面的材料层。

于一些实施例中，所述PCB板的所述表面上具有第一信号端和第二信号端，所述第一信号端电连接所述第一端，所述第二信号端电连接所述第二端，所述第一信号端用于输出电流信号，所述电流信号经所述绕组传输至所述第二信号端。

如此，使得PCB板可以传输电流信号给电感。

附图说明

图1为本申请实施例中电路系统的模块结构示意图。

图2为图1中电感的立体结构示意图。

图3为图2中电感的一平面结构示意图。

图4为图2中电感的另一平面结构示意图。

图5为沿图3中线Ⅴ-Ⅴ的剖面结构示意图。

主要元件符号说明

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。

本申请提供一种电路系统。请参阅图1，本申请实施例中电路系统10包括PCB板1、功率模块2及电感3。功率模块2和电感3位于PCB板1的一表面上且相互电连接。本实施例中，功率模块2为大功率的功能模块，例如可为整流模块、逆变模块、充电模块等。电感3用于滤除功率模块2中的目标频率的信号，以一定程度上减小电路系统10中的信号干扰。

本实施例中，电感3为磁芯卧式的共模电感。请一并参阅图2-图4，电感3包括底板31、磁芯32及绕组33。底板31用于承载磁芯32与绕组33，并支撑电感3的整体结构。

本实施例中，底板31为一刚性的绝缘基板，例如为环氧树脂板，且底板31整体呈大致的矩形薄片状结构。底板31具有相对的第一表面311和第二表面312。磁芯32和绕组33位于底板31的第一表面311上。底板31的第二表面固定于PCB板1上。

本实施例中，磁芯32固定于底板31的第一表面311上。磁芯32例如包括纳米晶、铁氧体材料。磁芯32为一大致的矩形框状结构，于其他实施例中，磁芯32还可为例如一根长条形的磁棒、圆环形等其他结构。本实施例中，磁芯32为大致的矩形结构时，一方面使得磁芯32具有直边部分，方便绕组33缠绕；另一方面，相对于长条形的磁芯，磁芯32为大致矩形结构，避免了磁芯32仅朝着一个维度延伸，有效利用了磁芯32在多个维度的延伸空间，有利于控制电感3整体的体积。

本实施例中，电感3为三相电感，包括三个绕组33。每一绕组33间隔绕设于磁芯32上。每一绕组33为一可传输电流信号的导线。各个绕组33采用扁平线。各个绕组33中分别传输电流信号。当绕组33中有电流信号传输时，可产生穿过磁芯32的磁感线。于其他实施例中，电感3例如可为单相电感，只包括一个绕组33。

本实施例中，各个绕组33的结构大致相同，以下对其中一绕组33的结构作举例说明。

本实施例中，每一绕组33包括串联的第一线圈组331和第二线圈组332，第一线圈组331与第二线圈组332间隔绕设于磁芯32上且相互串联，以传输同一电流信号。第一线圈组331和第二线圈组332在磁芯32上缠绕以分别形成多圈线圈，本实施例中，第一线圈组331与第二线圈组332在磁芯上缠绕的线圈数量相同。

第一线圈组331和第二线圈组332分别具有一连接端333，也即，同一绕组33中，第一线圈组331与第二线圈组332相互电连接的一端分别定义为第一线圈组331与第二线圈组332的连接端333。

第一线圈组331还具有一第一端334，第二线圈组332还具有第二端335。第一端334和第二端335其中一端作为绕组33的输入端，另一端作为绕组33的输出端。也即，绕组33中的电流信号可以从第一端334输入并从第二端335输出，也可以从第二端335输入并从第一端334输出。

本实施例中，为了充分利用磁芯32的结构使得每一绕组33绕制出相应数量的线圈，每一绕组33被划分为第一线圈组331和第二线圈组332分别绕设于磁芯32的不同位置。在一些对比例中，第一线圈组和第二线圈组的连接端分别延伸至PCB板上，再在PCB板上走线以建立两者的电连接。但该对比例中的方式一方面需要在PCB板上制作额外走线，另一方面走线上传输电流会产生额外的热量。

而本实施例中，请参阅图4，在底板31上开设第一通孔313，每一绕组33中，第一线圈组331和第二线圈组332的连接端333都从底板31的第一表面311上延伸至同一第一通孔313内，使得同一绕组33中第一线圈组331和第二线圈组332的连接端333在第一通孔313内电接触，后续还可通过焊接使得第一线圈组331和第二线圈组332的连接端333相互固定电连接。如此，可以避免在PCB板1上制作额外走线来建立第一线圈组331与第二线圈组332之间的电连接，从而有利于减少热量产生。

由于本实施例的电感3包括三个绕组33，底板31上对应开设有三个第一通孔313，三个第一通孔313与三个绕组33一一对应。于其他实施例中，底板31上可开设不同数量的第一通孔313，第一通孔313的数量与绕组33的数量相同即可。本实施例的三相电感适用于大功率的电路系统中。

本实施例中，底板31上还开设有三个第二通孔314和三个第三通孔315。每一第一端334在底板31的第一表面311上延伸至其中一第二通孔314中，以从第二通孔314伸出以连接PCB板1。每一第二端335在底板31的第一表面311上延伸至其中一第三通孔315中，以从第三通孔315中伸出以连接PCB板1。

PCB板1上靠近电感3的表面上设置有三个第一信号端和三个第二信号端(图未示)。每一第一信号端与一第一端电连接，每一第二信号端与一第二信号端电连接。第一信号端用于输出电流信号，电流信号经过绕组33输出至第二信号端。

于本申请其他实施例中，可以通过在第一表面311上开设凹槽的方式取代第一通孔313。也即，在该其他实施例中，可以不开设第一通孔313而开设凹槽。每一绕组33中，第一线圈组331和第二线圈组332的连接端333都从底板31的第一表面311上延伸至同一凹槽内，以使得第一线圈组331和第二线圈组332通过连接端333实现串联，用于传输同一电流信号。本实施例中开设第一通孔313，相较于其他实施例中开设凹槽，在工艺上更易实现。

本实施例中，磁芯32包括矩形的绕设臂321和由绕设臂环绕的中心孔322，第一通孔313位于中心孔322内，第二通孔314和第三通孔315分别位于底板31相对的两个边处，这使得第二通孔314与第三通孔315尽量相隔较远的距离，也即使得第一端334和第二端335尽量相隔较远的距离。因传输电流信号时在第一端334与第二端335处具有热效应，设置第一端334和第二端335尽量相隔较远的距离可以有效避免热量堆积，有利于电感3散热。

请参阅图5，本实施例中，连接端333相对底板31的第二表面312裸露，也即，连接端333从第一通孔313中突伸出来。且本实施例中，当电感3与PCB板1固定时，连接端333延伸至PCB板1上朝向电感3的表面，且固定于PCB板1的该表面。如此，有利于使得电感3更好地被固定于PCB板1上。

进一步的，在图5所示的实施例中，由于连接端333从第一通孔313中突伸出来，第一端334具有更长的尺寸，这使得工艺上相对图4所示实施例更加容易实现，方便加工，因此有利于提升良率。

于本申请一变更实施例中，连接端333位于第一通孔313内，与PCB板1间隔设置。也即，当电感3被固定值PCB板1上之后，连接端333是悬空的，并未与PCB板1上朝向电感3的表面接触。

于本申请另一变更实施例中，PCB板1朝向电感3的表面上设置有三个焊盘。每一从第一通孔313中突伸出来的连接端333与其中一焊盘焊接。该变更实施例中，每一焊盘为金属，可以传输电流信号。因此通过焊接焊盘与连接端333焊接，使得焊盘11与连接端333实现电连接。

由于连接端333传输电流信号，则在连接端处会产生热量，对于大功率的电感3来说电流信号强度较大，产生的热量也较多。在连接端333悬空的实施例中，连接端333处堆积的热量会使得PCB板1朝向电感3的表面持续受热，热量易破坏PCB板1该表面上的材料层。

而该变更实施例中，通过设置焊盘电连接连接端333，一方面更好地固定了PCB板1与电感3，另一方面可有效避免热量在连接端333处堆积破坏PCB板1的表面材料层。

本申请实施例的电感3及电路系统10，在电感3的底板31上开设第一通孔313，每一绕组33中，第一线圈组331和第二线圈组332的连接端333都从底板31的第一表面311上延伸至同一第一通孔313内，使得同一绕组33中第一线圈组331和第二线圈组332的连接端333在第一通孔313内电接触。如此，后续在将电感3固定连接至PCB板1时，可以避免在PCB板1上制作额外走线来建立第一线圈组331与第二线圈组332之间的电连接，从而有利于减少热量产生，避免PCB板1过热影响系统使用寿命。

电感3应用于大功率的场景中时，绕组33中传输的电流信号幅值更大，产生的热量更多，本申请的电感3和电路系统10在大功率的应用场景下具有更显著的散热效果。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本实用新型要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种电感，其特征在于，包括：

底板，具有相对的第一表面和第二表面，所述底板开设有贯穿所述第一表面和所述第二表面的第一通孔，或所述底板开设有位于所述第一表面的凹槽；

磁芯，固定于所述底板的第一表面上；以及

绕设在所述磁芯上的绕组，所述绕组包括第一线圈组和第二线圈组，所述第一线圈组和所述第二线圈组分别具有连接端，所述第一线圈组和所述第二线圈组的连接端从所述第一表面延伸至所述第一通孔或所述凹槽中，使得所述第一线圈组和所述第二线圈组串联。

2.如权利要求1所述的电感，其特征在于，所述第一线圈组与所述第二线圈组的连接端在所述第一通孔或所述凹槽内焊接以实现串联。

3.如权利要求1所述的电感，其特征在于，所述磁芯为矩形框状，包括矩形的绕设臂和由所述绕设臂环绕的中心孔，所述第一通孔或所述凹槽位于所述中心孔内。

4.如权利要求1所述的电感，其特征在于，所述底板上还开设有相互间隔的第二通孔和第三通孔；

所述第一线圈组还包括第一端，所述第二线圈组还包括第二端，所述第一端从所述第一表面延伸至所述第二通孔内，所述第二端从所述第一表面延伸至所述第三通孔内。

5.如权利要求4所述的电感，其特征在于，所述底板为矩形，所述第二通孔与所述第三通孔分别位于所述底板相对的两个边处且位于所述磁芯的外侧。

6.如权利要求1所述的电感，其特征在于，所述连接端相对所述第二表面裸露。

7.一种电路系统，其特征在于，包括：

PCB板；

功率模块，位于所述PCB板的表面上，用于输出功率信号；

如权利要求1-6中任一项所述的电感，所述电感固定于所述PCB板的所述表面上并电连接所述功率模块，所述电感用于对所述功率信号进行滤波，以输出目标频率的功率信号。

8.如权利要求7所述的电路系统，其特征在于，所述连接端与所述PCB板间隔设置。

9.如权利要求7所述的电路系统，其特征在于，所述底板上开设所述第一通孔时，所述连接端从所述第一通孔中延伸至所述PCB板的所述表面以固定于所述PCB板。

10.如权利要求9所述的电路系统，其特征在于，所述PCB板的所述表面上设置有焊盘，所述连接端与所述焊盘电连接固定。

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