环形扼流装置和用于制造环形扼流装置的方法与流程

1.本发明涉及一种具有环形扼流件的环形扼流装置，该环形扼流件具有环形芯和围绕环形芯缠绕的绕组，其中环形芯具有在环形芯贯穿通道方向上延伸的环形芯贯穿通道。本发明还涉及一种用于制造环形扼流装置的方法。


背景技术：

2.环形扼流件通常用于功率电子器件中，以在具有功率半导体部件的线路半导体装置中实现滤波器，其中功率半导体部件通常电连接以形成至少一个半桥电路。
3.例如，从us 5 165 162 a已知环形扼流件。
4.为了能够有效地生产线半导体装置，技术上期望能够以能够有效地实现的方式将环形扼流件紧固到线路半导体装置的基部元件。


技术实现要素：

5.本发明的目的是创造一种具有环形扼流件并具有用于环形扼流件的壳体的环形扼流装置以及一种用于制造环形扼流装置的方法，其中壳体使得能够有效地制造环形扼流装置并将环形扼流装置有效地紧固到线路半导体装置的基部元件。
6.该目的通过具有环形扼流件的环形扼流装置来实现，该环形扼流件具有环形芯和围绕环形芯缠绕的绕组，其中环形芯具有在环形芯贯穿通道方向上延伸的环形芯贯穿通道，该环形扼流装置具有第一壳体元件，该第一壳体元件具有第一基板和第一连接元件，该第一连接元件从第一基板开始在第一基板的法线方向上远离第一基板延伸，其中所述第一壳体元件具有第一贯穿通道，所述第一贯穿通道在所述第一基板的法线方向上延伸穿过所述第一基板并穿过所述第一连接元件，该环形扼流装置具有第二壳体元件，所述第二壳体元件具有第二基板和第二连接元件，所述第二连接元件从所述第二基板开始在所述第二基板的法线方向上远离所述第二基板延伸，其中所述第二壳体元件具有第二贯穿通道，所述第二贯穿通道在所述第二基板的法线方向上延伸穿过所述第二基板并穿过所述第二连接元件，其中所述第一基板覆盖所述环形扼流件的第一侧的至少一部分，所述第二基板覆盖与所述环形扼流件的第一侧相对的所述环形扼流件的第二侧的至少一部分，其中所述第一连接元件和所述第二连接元件的至少相应部分布置在所述环形芯贯穿通道中，其中所述第一贯穿通道和所述第二贯穿通道在所述环形芯贯穿通道方向上延伸，其中所述第二贯穿通道布置成与所述第一贯穿通道对齐。
7.已经证明有利的是，第一连接元件具有围绕第一贯穿通道布置并在径向方向上从第一贯穿通道突出的第一肋，第二连接元件具有围绕第二贯穿通道布置并在径向方向上从第二贯穿通道突出的第二肋，其中第一肋的至少一部分布置在第一贯穿通道和界定环形芯贯穿通道的环形扼流件的内侧之间，第二肋的至少一部分布置在第二贯穿通道和界定环形芯贯穿通道的环形扼流件的内侧之间。因此实现了连接元件相对于环形芯贯穿通道的中心定位。
8.在这方面，已经证明有利的是，第一肋具有从第一基板开始在第一基板的法线方向上远离第一基板逐渐变窄的部分，第二肋具有从第二基板开始在第二基板的法线方向上远离第二基板逐渐变窄的部分。因此，以高精度实现了连接元件相对于环形芯贯穿通道的中心定位。
9.此外，已经证明有利的是，第二连接元件以压配合(force fitting)或形状配合的方式连接到第一连接元件。因此，环形扼流装置形成结构单元，该结构单元使得环形扼流件能够特别有效地紧固到线路半导体装置的基部元件。
10.在这方面，已经证明有利的是，第二肋布置成相对于第一肋围绕延伸穿过第一贯穿通道和第二贯穿通道的虚拟旋转轴线旋转，第二连接元件以压配合方式连接到第一连接元件，因为第二肋以压配合方式连接到第一肋。因此使得能够有效地生产环形扼流装置。
11.此外，已经证明有利的是，第一壳体元件具有从第一基板的远离第一连接元件的一侧突出的第一间隔元件和/或从第一基板的远离第一连接元件的一侧突出的第一定位元件，和/或第二壳体元件具有从第二基板的远离第二连接元件的一侧突出的第二间隔元件或从第二基板的远离第二连接元件的一侧突出的第二定位元件。间隔元件确保相应的基板与基部元件间隔开，环形扼流装置设置在该基部元件上以用于紧固。定位元件确保环形扼流装置可以采用简单的方式正确地定位在基部元件上。
12.此外，已经证明有利的是，第一壳体元件和第二壳体元件各自形成为一件。因此，第一壳体元件和第二壳体元件以特别机械稳定的方式形成。
13.此外，已经证明有利的是，第一壳体元件和第二壳体元件相同地形成。于是，第一壳体元件和第二壳体元件具有相同的设计，使得仅需要生产一种类型的壳体元件，其可以用作第一壳体元件和第二壳体元件两者以用于生产环形扼流装置。
14.此外，已经证明有利的是，第一基板和第二基板具有围绕相应的贯穿通道圆形地延伸的相应外边缘。因此，第一基板和第二基板相对于相应的贯穿通道对称地形成。
15.此外，已经证明有利的是，第一壳体元件和第二壳体元件由非导电材料形成。因此，环形扼流件的电强度关于环形扼流装置设置在其上以用于紧固的基部元件增加。
16.进一步，这样的线路半导体装置已经证明是有利的：所述线路半导体装置具有本发明的环形扼流装置、基部元件、功率半导体部件和延伸穿过环形芯贯穿通道并且穿过第一贯穿通道和第二贯穿通道的紧固元件，其中环形扼流装置借助于紧固元件紧固到基部元件。
17.在这方面，已经证明有利的是，紧固元件形成为螺旋紧固元件。因此，紧固元件以特别简单的方式形成。
18.此外，该目的通过一种用于生产本发明的环形扼流装置的方法来实现，该方法具有以下方法步骤：
19.a)设置环形扼流件，所述环形扼流件具有环形芯和绕组，所述环形芯具有环形芯贯穿通道并且在环形芯贯穿通道方向上延伸，所述绕组围绕所述环形芯缠绕并且延伸穿过所述环形芯贯穿通道，并且设置第一壳体元件，所述第一壳体元件具有第一基板和第一连接元件，所述第一连接元件从所述第一基板开始在所述第一基板的法线方向上远离所述第一基板延伸，其中所述第一壳体元件具有第一贯穿通道，所述第一贯穿通道在所述第一基板的法线方向上延伸穿过所述第一基板并穿过所述第一连接元件，并且设置第二壳体元
件，所述第二壳体元件具有第二基板和第二连接元件，所述第二连接元件从所述第二基板开始在所述第二基板的法线方向上远离所述第二基板延伸，其中所述第二壳体元件具有第二贯穿通道，所述第二贯穿通道在所述第二基板的法线方向上延伸穿过所述第二基板并穿过所述第二连接元件；
20.b)将所述第一壳体元件布置为，使得所述第一基板覆盖所述环形扼流件的第一侧的至少一部分，并且所述第一连接元件的至少相应部分布置在所述环形芯贯穿通道中；
21.c)将所述第二壳体元件布置为，使得所述第二基板覆盖与环形扼流件的第一侧相对的环形扼流件的第二侧的至少一部分，所述第二连接元件的至少相应部分布置在所述环形芯贯穿通道中，所述第一贯穿通道和所述第二贯穿通道在所述环形芯贯穿通道方向上延伸，并且所述第二贯穿通道布置成与所述第一贯穿通道对齐。
22.已经证明有利的是，在方法步骤c)中，当布置第二壳体元件时，第二连接元件在环形芯贯穿通道方向上朝向第一连接元件移动，其中第一连接元件和第二连接元件形成使得，作为该移动的结果，第二连接元件以压配合或形状配合的方式连接到第一连接元件。因此实现了环形扼流装置的有效生产。此外，环形扼流装置还形成结构单元，该结构单元使得环形扼流件能够特别有效地紧固到线路半导体装置的基部元件。
23.该方法的有利实施例类似于环形扼流装置的有利实施例来实现，反之亦然。
附图说明
24.下面参考以下附图解释本发明的示例性实施例，其中：
25.图1示出本发明的环形扼流装置的环形扼流件的透视图；
26.图2示出本发明的环形扼流装置的第一壳体元件和第二壳体元件在第二壳体元件未连接到第一壳体元件的状态下的透视图；
27.图3示出本发明的环形扼流装置的第一壳体元件和第二壳体元件在第二壳体元件连接到第一壳体元件的状态下的透视图；
28.图4示出本发明的环形扼流装置的透视图；以及
29.图5示出具有本发明的环形扼流装置的线路半导体装置的截面图，该环形扼流装置具有基部元件并且具有紧固元件。
具体实施方式
30.图1中示出本发明的环形扼流装置1的环形扼流件2的透视图。在图2和图3中示出环形扼流装置1的第一壳体元件6和第二壳体元件10的透视图，其中，在图2中第一壳体元件6和第二壳体元件10被示出为处于第二壳体元件10未连接到第一壳体元件6的状态，在图3中第一壳体元件6和第二壳体元件10被示出为处于第二壳体元件10连接到第一壳体元件6的状态。环形扼流装置1的透视图在图4中示出。图5中示出具有本发明的环形扼流装置1、基部元件24和紧固元件25的线路半导体装置27的截面图。
31.本发明的环形扼流装置1具有环形扼流件2，环形扼流件2具有环形芯4，环形芯4具有在环形芯贯穿通道方向rki上延伸的环形芯贯穿通道3。在示例性实施例的范围内，环形芯4具有一个布置在另一个之上的两部分环形芯4a和4b。环形扼流装置1还具有围绕环形芯4缠绕的绕组5。绕组5延伸穿过环形芯贯穿通道3。绕组5具有两个电连接部28和29。环形扼
流装置1还具有第一壳体元件6，该第一壳体元件6具有第一基板7和第一连接元件8，第一连接元件8从第一基板7开始在第一基板7的法线方向n1上远离第一基板7延伸。第一壳体元件6还具有在第一基板7的法线方向n1上延伸穿过第一基板7并穿过第一连接元件8的第一贯穿通道9。环形扼流装置1还具有第二壳体元件10，第二壳体元件10具有第二基板11和第二连接元件12，第二连接元件12从第二基板11开始在第二基板11的法线方向n2上远离第二基板11延伸。第二壳体元件10还具有在第二基板11的法线方向n2上延伸穿过第二基板11并穿过第二连接元件12的第二贯穿通道13。第一基板7覆盖环形扼流件2的第一侧14的至少一部分，特别是环形扼流件2的整个第一侧14，并且第二基板11覆盖环形扼流件2的第二侧15的至少一部分，特别是环形扼流件2的整个第二侧15，所述环形扼流件2第二侧15与环形扼流件2的第一侧14是相对的。第一连接元件8和第二连接元件12的至少相应部分布置在环形芯贯穿通道3中，其中第一贯穿通道9和第二贯穿通道13在环形芯贯穿通道方向rki上延伸，其中第二贯穿通道13布置成与第一贯穿通道9对齐。第一基板7的法线方向n1和第二基板11的法线方向n2平行于环形芯贯穿通道方向rki延伸。
32.环形扼流装置1的壳体具有第一壳体元件6和第二壳体元件10，环形扼流装置1的壳体使得能够有效地生产环形扼流装置1并且将环形扼流件2有效地紧固到线路半导体装置27的基部元件24(参见图5)。
33.如图2、图3和图5中的示例所示，第一连接元件8优选地具有围绕第一贯穿通道9布置并且在径向方向r1上从第一贯穿通道9突出的第一肋16，第二连接元件12优选地具有围绕第二贯穿通道13布置并且在径向方向r2上从第二贯穿通道13突出的第二肋17。第一肋16的至少一部分(特别是整个第一肋16)布置在第一贯穿通道9和界定环形芯贯穿通道3的环形扼流件2的内侧30之间，第二肋17的至少一部分(特别是整个第二肋17)布置在第二贯穿通道13和界定环形芯贯穿通道3的环形扼流件2的内侧30之间。第一肋16优选地具有从第一基板7开始在第一基板7的法线方向n1上远离第一基板7逐渐变窄的部分16'，第二肋17优选地具有从第二基板11开始在第二基板11的法线方向n2上远离第二基板11逐渐变窄的部分17'。
34.第二连接元件12优选地以压配合或形状配合的方式连接到第一连接元件8。在示例性实施例的范围内，如图3和图5中的示例所示，第二肋17布置成相对于第一肋16围绕延伸穿过第一贯穿通道9和第二贯穿通道13的虚拟旋转轴线a旋转，并且第二连接元件12以压配合的方式连接到第一连接元件8，因为第二肋17以压配合的方式连接到第一肋16。为此目的，第一肋16和第二肋17优选地形成和布置为使得第一肋16的部分和第二肋17的部分横向压靠彼此，并且因此以压配合的方式连接到彼此。
35.可选地，第二连接元件12可以采用形状配合的方式连接到第一连接元件8，因为第一连接元件8和第二连接元件12(特别是第一肋16和第二肋17)通过卡扣连接而连接到彼此。在这种情况下，第一连接元件8和第二连接元件12(特别是第一肋16和第二肋17)优选地钩挂到彼此。
36.第一壳体元件6和第二壳体元件10优选地各自形成为一件。第一壳体元件6和第二壳体元件10优选地由非导电材料形成，特别是由塑料形成。第一壳体元件6和第二壳体元件10优选地相同地形成。因此，第一壳体元件6和第二壳体元件10具有相同的设计，使得仅需要生产一种类型的壳体元件，其可以用作第一壳体元件6和第二壳体元件10两者，以生产环
形扼流装置1。
37.第一壳体元件6优选地具有从第一基板7的远离第一连接元件8的一侧18突出的第一间隔元件19，和/或第二壳体元件10优选地具有从第二基板11的远离第二连接元件12的一侧20突出的第二间隔元件21，间隔元件19和21确保相应的基板7和11处于从基部元件24间隔开的位置处，环形扼流装置1设置在基部元件24上以用于紧固。可替代地或附加地，第一壳体元件6可以优选地具有从第一基板7的远离第一连接元件8的一侧18突出的第一定位元件，和/或第二壳体元件10可以优选地具有从第二基板11的远离第二连接元件12的一侧20突出的第二定位元件。定位元件确保环形扼流装置可以采用简单的方式正确地定位在基部元件上。基部元件24可以设置有凹陷或凹部，定位元件接合在该凹陷或凹部中。
38.图5中示出线路半导体装置27的截面图。线路半导体装置27具有基部元件24、本发明的环形扼流装置1、功率半导体部件和紧固元件25，紧固元件25延伸穿过环形芯贯穿通道3并穿过第一贯穿通道9和第二贯穿通道13，其中环形扼流装置1借助于紧固元件25紧固到基部元件24。基部元件24可以以印刷电路板、基板、组装板的形式存在，或者以壳体壁的形式存在，特别是以线路半导体装置27的壳体板的形式存在。紧固元件25优选地形成为螺旋紧固元件，特别是形成为螺栓。在示例性实施例的范围内，基部元件24具有盲孔26，其中界定盲孔26的基部元件24的内壁设置有内螺纹，螺栓25拧入该内螺纹中。基部元件24还可以具有通孔，螺旋紧固元件25或螺栓25延伸穿过该通孔，其中，在基部元件24的远离环形扼流装置1的一侧上，螺母被拧到螺旋紧固元件25或螺栓25的外螺纹上。在根据图5的截面图中不可见的功率半导体部件通常被电连接以形成至少一个半桥电路。相应的功率半导体部件形成为功率半导体开关或二极管。功率半导体开关通常以晶体管的形式存在，诸如igbt(绝缘栅双极晶体管)或mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)，或者例如以晶闸管的形式存在。
39.下面描述用于制造本发明的环形扼流装置1的本发明方法。
40.在第一方法步骤a)中，进行环形扼流件2的设置，环形扼流件2具有环形芯4和绕组5，环形芯4具有环形芯贯穿通道3并在环形芯贯穿通道方向rki上延伸，绕组5围绕环形芯4缠绕并延伸穿过环形芯贯穿通道3，并且进行第一壳体元件6的设置，第一壳体元件6具有第一基板7和第一连接元件8，第一连接元件8从第一基板7开始在第一基板7的法线方向n1上远离第一基板7延伸，其中第一壳体元件6具有第一贯穿通道9，该第一贯穿通道9在第一基板7的法线方向n1上延伸穿过第一基板7并穿过第一连接元件8，并且进行第二壳体元件10的设置，该第二壳体元件10具有第二基板11和第二连接元件12，该第二连接元件12从第二基板11开始在第二基板11的法线方向n2上远离第二基板11延伸，其中第二壳体元件10具有在第二基板11的法线方向n2上延伸穿过第二基板11并穿过第二连接元件12的第二贯穿通道13。
41.在另一方法步骤b)中，将第一壳体元件6布置为，使得第一基板7覆盖环形扼流件2的第一侧14的至少一部分，特别是环形扼流件2的整个第一侧14，并且第一连接元件8的至少相应部分布置在环形芯贯穿通道3中。
42.在另一方法步骤c)中，将第二壳体元件10布置为，使得第二基板11覆盖环形扼流件2的第二侧15的至少一部分，特别是环形扼流件2的整个第二侧15，所述环形扼流件2的第二侧15与环形扼流件2的第一侧14是相对的，第二连接元件12的至少相应部分布置在环形
芯贯穿通道3中，其中所述第一贯穿通道9和所述第二贯穿通道13在所述环形芯贯穿通道方向rki上延伸并且所述第二贯穿通道13布置成与所述第一贯穿通道9对齐。当布置第二壳体元件10时，优选地发生第二连接元件12在环形芯贯穿通道方向rki上朝向第一连接元件8的移动，其中第一连接元件8和第二连接元件12形成为，使得作为该移动的结果，第二连接元件12以压配合或形状配合的方式连接到第一连接元件8。