用于PCB安装的电感设备及具有PCB安装的电感设备的逆变器的制作方法

本发明涉及用于安装在印刷电路板(PCB)上的电感设备，该电感设备包括用于支承具有至少两个线圈的扼流圈的托盘。本发明还涉及包括安装在PCB上的电感设备的逆变器。

发明背景

电感设备，特别是扼流圈，可以使用表面贴装技术(SMT)或通孔技术(THT)安装在例如功率转换器的电气设备或电子设备的印刷电路板(PCB)上。为此目的，电感设备的电连接部包括设备上的引导件，该引导件插入至PCB中的孔中且焊接至PCB上的焊接垫。

在扼流圈的情况下，电感设备包括围绕芯部缠绕的多个线圈。每个线圈包括具有将连接至PCB上的指定的连接位置的两个端部部段的导线。根据应用，扼流圈可以包括：相当大的总数的线圈，例如，用于三相共模电流扼流圈的六个线圈，用于抑制三相逆变器的输出处的共模电流；和对应数量的端部部段，例如，在所述三相共模扼流圈的情况下的12个端部部段。

为了促进将这样的电感设备安装在PCB上，该电感设备可以包括大体上平坦的托盘，该托盘在托盘的顶侧上支承扼流圈自身并指定在托盘的底侧上的电感设备的电连接部的位置，即，线圈的端部部段的位置。为了该目的，托盘可以包括导引装置以导引导线的端部部段从顶侧穿过托盘至底侧。通常，这样的导引装置是导线托盘中的简单的孔，导线穿过该孔。

DE10200500634A1公开一种电感设备，其包括固定在安装板上的扼流圈。该安装板包括容纳用于维持电感设备的给定的模块化尺寸的缠绕端部的开口。

为了通过所述导引装置对包括托盘的电感设备进行组装，扼流圈通过将对应于应用的所需数量的线圈缠绕在芯部上而创建。扼流圈然后安装至托盘上以形成电感设备，且该电感设备通过用于低电流部件的表面贴装技术或者通过用于高电流部件的通孔技术安装在PCB上。

这样的组装过程的一个费力的部分是将扼流圈安装至托盘上。该托盘通常具有孔，导线被引导穿过该孔，以便提供电连接部的稳定的引脚几何形状。如果多个导线被引导穿过托盘，则在组装的过程中将存在需要特别注意的另外的复杂性。特别地，如果扼流圈指定用于高功率的应用并包括相应的厚的导线，在将扼流圈安装至托盘上之前和在将扼流圈安装至托盘上的过程中，同时将多个导线的端部部段与托盘的导引装置对齐可能是麻烦的。

作为托盘中的孔的替代物，导引装置可以包括在托盘的外侧中的缺口，该托盘可以另外地包括卡扣装置。在该情况下，扼流圈首先安装至托盘上，且在随后的步骤中导线被闩锁至缺口中。

DE102004037844A1公开一种电感设备，其包括形成有绕组形式的线圈和包括朝外开放的槽的底座。导线可以缠绕至绕组形式上以形成线圈。导线的端部放置在底座的槽中，且如果槽朝向底座的外部变窄，导线的端部可选地卡至该槽中。

包括这样的缺口以固定导线的端部部段的电感设备通常可以仅仅用于具有小的直径的导线，同时大直径的导线被导引穿过托盘中的孔。为了安装至导引装置中，对导线进行成形的另外的步骤引入机械应力，该机械应力特别在电感设备的运行过程中可以产生反作用力，使得该托盘必须提供足够的坚固性以将导线的端部部段固定在期望的位置中。导线的直径越大，导线将产生的反作用力越大，且因此托盘必须更加坚固。

在一些已知的解决方案中，导线的端部部段通过胶水固定至托盘，这可能是难以处理且难以稳定的，承受胶水在电感设备上溢出的另外的风险，且还增加组装的时间和精力。

DE2047901A1公开一种电感设备，其包括安装在线圈支承件上的扼流 圈。该线圈支承件包括缺口。安装在线圈支承件上的线圈的绕组的导线的端部部段被导引穿过在线圈支承件的外部处的通道状的缺口，且该端部部段可以通过胶合或通过形成通道状缺口的凸耳的塑性变形固定在所述缺口内。

鉴于现有技术，仍然需要这样一种用于功率转换器的电感设备，该电感设备容易组装且该电感设备包括具有最佳材料使用的足够的机械稳定性，特别地，需要具有大幅减少的组装时间的电感设备，当与从现有技术已知的设备进行比较时，该设备因而更具成本效率。

发明概述

本发明提供包括独立权利要求1的特征的电感设备和包括电感设备的逆变器，该逆变器包括独立权利要求9的特征。本发明优选的实施方案在从属权利要求中界定。

用于安装在印刷电路板上的电感设备包括扼流圈和大体上平坦的托盘。该扼流圈安装在托盘的上侧面上且包括芯部和围绕该芯部的至少两个线圈。至少两个线圈的导线包括延伸穿过托盘且终止在与托盘的上侧面相对的托盘的下侧面上的端部部段。托盘还包括用于导引端部部段穿过托盘的缺口。

根据本发明的电感设备的特征在于，该电感设备还包括用于将导线的端部部段固定在缺口内的闩锁。在导线已经放置在闩锁内之后，导线的端部部段使用闩锁牢固地固定在缺口内，且制造显著地变得容易，而同时，特别是通过减少绕组的导线的机械应力，电感设备的机械性能被改善。

闩锁可以形成为独立的元件且在组装的过程中可以附接至托盘。这样的闩锁可以被预制造且保持库存以用于根据本发明的就线圈的数量和电感设备的模块化尺寸而言具有各种不同的构型的电感设备的大量生产。

可选择地，闩锁可以形成为托盘的部分，闩锁枢转地连接至托盘且在电感设备的组装过程中枢转至缺口上。如果闩锁被制成为托盘的部分，则在电感设备的组装过程中不需将闩锁进给至托盘，使得组件甚至更加简化。

根据本发明的电感设备的特征还可以在于，成对的端部部段通过公共的闩锁固定，且还可以在于，成对的端部部段放置在成对的缺口中且通过公共的闩锁固定。需要更少的闩锁将端部部段固定在成对的缺口中，且单独的一对端部部段的端部部段在成对的缺口内彼此间隔开地放置，使得端部部段固有的彼此电绝缘。而且，成对的端部部段可以放置在托盘的相对的外侧上，使得可以实现对称的布线构型。

根据本发明的电感设备的特征还可以在于，扼流圈包括另外的线圈，该另外的线圈还包括另外的导线，其中，另外的导线的另外的端部部段贯穿托盘中的孔且终止在托盘的下侧面上。用于导引该另外的端部部段穿过托盘的这样的孔可以放置在托盘上的任意位置处，使得托盘下面的可用区域以最佳的方式被促进。

在实施方案中，电感设备的扼流圈包括总共六个线圈，每个线圈包括具有两个端部部段的导线。第一对端部部段和第二对端部部段在扼流圈旁边贯穿在托盘的相对侧上的孔，且第三对端部部段至第六对端部部段在扼流圈旁边被放置在布置在托盘的相对的外侧上的对应的成对的缺口中。第三对端部部段至第六对端部部段然后通过公共的闩锁可以成对地固定。

包括具有六个线圈的扼流圈的这样的电感设备可以被构造为用于抑制三相功率线中的共模电流的过滤设备，例如，该过滤设备在类似逆变器的三相功率转换器的输出处。相比于包括具有作为端部部段的导引装置的孔的托盘的传统的装备，根据本发明的电感设备的组件被显著地简化，这是由于十二个端部部段中仅四个必须准确地放置在相应的孔上面，使得当朝向托盘移动扼流圈时，四个端部部段可以被同时推动穿过孔。其它八个端部部段可以放置在一些外侧位置处，且其它八个端部部段可以在扼流圈已经固定在托盘上之后的独立的步骤中使用闩锁固定。

在进一步的实施方案中，扼流圈的芯部具有圆形的形状且包括布置在芯部内的间隔元件。芯部的旋转轴线平行于托盘表面定向。托盘包括用于将扼流圈锁定至托盘的锁定装置。锁定装置大体上垂直于托盘表面延伸且与芯部内的间隔元件接合。

根据本发明的逆变器包括如上面描述的电感设备。这样的逆变器比包 括传统的电感设备的逆变器可以更加具有成本效率地组装。

在实施方案中，逆变器包括用于连接至供电网的三相输出端，其中，输出过滤器布置在逆变器的输出端处，所述输出过滤器包括电感设备，电感设备包括具有在适用于抑制共模电流的布置中的六个线圈的扼流圈。如果所述电感包括如上面描述的特征，则逆变器的制造成本显著地减少。

附图简述

参考下面的图，本发明可以被更好地理解。附图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在清楚地说明本发明的原理上。在附图中，贯穿数个视图，类似的参考标记指示相应的部分。

图1示出根据本发明的处于分解视图中的电感设备，和

图2示出根据本发明的组装后的电感设备。

具体实施方式

在图1中描绘的电感设备10包括具有芯部14和围绕芯部14缠绕的线圈16的扼流圈12。线圈16包括用于将扼流圈12连接至上级电路(例如，逆变器输出端)的端部部段18。

电感设备10还包括扼流圈12将安装至其上的托盘20。托盘20包括用于导引端部部段18穿过托盘20的孔22。在制造过程中，必须仔细地保证，应该贯穿孔22的那些端部部段18与孔22对齐，使得那些端部部段18通过朝向托盘20移动扼流圈12可以插入至孔22中。

托盘20还包括布置在托盘20的外侧处用于导引端部部段18穿过托盘20的缺口24。在制造过程中，以当朝向托盘移动扼流圈12时，以端部部段不会碰撞托盘20这样的方式布置应该贯穿缺口24的那些端部部段18是足够的。这例如通过稍微弯曲或横向朝外地位移这些端部部段18可以容易地实现。

电感设备10还包括闩锁26。在图1中，这些闩锁被示出为独立的元 件，在将扼流圈12安装至托盘20上之后，该元件可以移动至缺口24上且闩锁至托盘20，使得贯穿缺口24的那些端部部段18通过闩锁26而被固定在缺口24内。在可选择的实施方案中，闩锁26可以形成为托盘20的部分，闩锁枢转地连接至托盘20且在电感设备10的组装过程中枢转至缺口24上。

托盘20还包括锁定装置28，例如，夹子或扣件，该锁定装置大体上垂直于托盘20的表面延伸。扼流圈12还包括布置在扼流圈12的芯部14内的间隔元件30。间隔元件30用于，例如，维持线圈16的周向位置且在线圈16的实际绕组与穿过芯部14的端部部段18之间导引线圈16的导线的部段。在电感设备10的组装过程中，扼流圈12朝向托盘20移动。扼流圈12一到达其相对于托盘20的指定位置，锁定装置28就闩锁或卡扣至间隔元件30，使得扼流圈12牢固地固定至托盘20上。

图2示出根据本发明的组装后的电感设备。线圈16的端部部段18通过孔22或通过缺口24被导引穿过托盘20。贯穿缺口24的那些端部部段18通过闩锁26固定，使得这些端部部段18牢固地保持在它们指定的位置处。端部部段18以固定间隔延伸至托盘20下方的区域中，即，端部部段18包括预定的模块化的尺寸，使得电感设备10可以容易地安装至包括孔或包括具有相同的模块化尺寸的焊接点的印刷电路板上。

可以对本发明的优选的实施方案作出许多变型和修改，而实质上不背离本发明的精神和原理。所有这样的修改和变型旨在包含在本文的如下面的权利要求所界定的本发明的范围内。特别地，从权利要求、说明书以及附图产生本发明的优选的进一步的发展。在本说明书的说明中提到的特征的优点以及数个特征的组合的优点仅仅是示例性的且可以可选择地或累积地生效，而没有该优点必须通过本发明的实施方案实现的必要。本发明的不同的实施方案的特征的组合以及不同的权利要求的特征的组合也是可能的且本文支持这种组合。这也应用至在独立的附图中描绘的或在它们的说明书中提到的这些特征。

参考标记清单

10 电感设备

12 扼流圈

14 芯部

16 线圈

18 端部部段

20 托盘

22 孔

24 缺口

26 闩锁

28 锁定装置

30 间隔物