和270，它们连接为使得它们的自由端接触。
[0045]图6a示出了包括根据本发明的第二和第三实施例的具有中间芯柱250的两个U形部分260和270的铁芯的示意性顶视图。在图6a中，U形部分260或270的自由端的接触边缘不可见。线圈20和30被定位在铁芯的承载线圈的侧芯柱230上。中间芯柱250填充线圈20和30之间的间隙并且还形成侧芯柱240之间的磁短路，从而形成两个磁性环路。在线圈20和30的区域内的侧芯柱230的气隙L导致在侧芯柱的磁性饱和之外进行操作，以及同时导致在环路20和30各自的两个环路之间具有小于I %的更低耦合。
[0046]图6b示出了根据第二实施例的具有拔出的中间芯柱350的图6a的方案的透视图。图6b仅示出了根据第二实施例的不具有线圈绕组20和30的铁芯结构。该铁芯由两个U形部分260和270组成，它们在U形部分的自由端的相对表面处接触，如图6b中的线280所示。由于仅有两个相对表面280，因此更容易避免侧芯柱中不可控的气隙。侧芯柱的横截面A1 = B1XH1。连接缠绕有线圈的侧芯柱230的侧芯柱240的距离为Tl。如图6b所示的从环形结构中拔出的中间芯柱250被设计为具有垂直部分350-1和水平部分350-2的T形。垂直部分350-1具有高度H2、长度T2和宽度B2。为了最优地填充线圈20和30之间的气隙(参见图6a)，T形中间芯柱350的垂直部分的宽度B2对应于线圈之间间距的净距离。T形中间芯柱350的长度T2对应于侧芯柱240之间的距离Tl，以及T形中间芯柱350的垂直部分的高度H2对应于侧芯柱230和240的高度Hl。T形中间芯柱350的水平部分350-2的超出端部具有长度LI并且由侧芯柱240支撑。T形中间芯柱350的水平部分350-2的最大长度L2最大为T1+2XB1，或者超出部分350-2的由侧芯柱240支撑的超出端的长度LI大约为BI。U形部分260或270中的气隙L可通过填充类似CEMl或FR4的材料来实现。T形中间芯柱350的厚度B2小于侧芯柱230和240的宽度BI。
[0047]图6c示出了处于组合形态的图6b的铁芯的透视图。图6c中与图6b中参考标记相同的参考标记表示相同的技术特征，因此这里不再重复其解释。中间芯柱350的垂直部分350-1和承载线圈的侧芯柱230 (线圈在图6c中未示出)之间的气隙几乎全部被线圈的绕组填充。在图6c中，T形中间芯柱350的水平部分350-2与侧芯柱240的侧边缘平齐。然而，小的偏差，即超出的端部和更短的端部并不会影响整个铁芯的磁性性能。
[0048]图6d示出了根据本发明的第三实施例的铁芯的透视图。该铁芯如图6d中所示由两个U形部分260和270组成。在U形部分260和270之间设置有中间芯柱450，从而使得U形部分260和270的开口端的自由表面280-1和280-2与中间芯柱450的相对侧接触，中间芯柱450是具有高度H3、宽度B3和长度T1+2B1的矩形结构。尺寸标记Tl、BI和Hl对应于图6b中的尺寸标记。在其它方面，图6b中的U形部分可与图6d中U形部分相同。在图6d中，与之前附图中的附图标记相同的参考标记表示相同的技术特征，从而这里不再赘述。图6d示出了示意性的三维结构，其中将单个元件260、270和450拉开示出。在组装好的状态下，中间芯柱450柔性地粘接到侧芯柱240-a、240-b、240-d和240_c，这能够补偿侧部气隙L中的容差。中间芯柱的较小的超出端部或者稍微较短的中间芯柱只会不显著地影响中间芯柱中来自侧芯柱的电流。
【主权项】
1.一种具有铁芯(200)和两个线圈(20、30)的扼流器， 其中， 该铁芯(200)包括中间芯柱(250,350,450)和数个侧芯柱(230、240、240-A、240_B、240-C、240-D)这数个铁芯段， 所述铁芯段形成以所述中间芯柱为共用段的两个环路， 所述两个线圈(20、30)中的每个位于不同环路的该共用段之外的部分上， 该侧芯柱(230、240、240-A、240-B、240-C、240-D)具有横截面Al ;以及用于所述共用段的该中间芯柱(250,350,450)具有横截面A2，并且A2 < 2XA1。2.根据权利要求1的扼流器，其中所述两个线圈(20、30)设置在承载线圈的两个相对的侧芯柱(230)上。3.根据权利要求1或2的扼流器，其中A2处于从IXAl到0.2XAl的范围内。4.根据权利要求1到3中任一项的扼流器，其中至少一个所述侧芯柱的磁阻Rma大于该中间芯柱的磁阻Rmi，由此Rm> 20XRM15.根据权利要求1到4中任一项的扼流器，其中高透磁性材料用于该中间芯柱的铁芯段，以及具有高饱和磁通密度的材料用于该侧芯柱。6.根据权利要求1到5中任一项的扼流器，其中至少一个侧芯柱(230)包括气隙(L、L1、L2) ο7.根据权利要求1到6中任一项的扼流器，其中气隙(L、L1、L2)设置在线圈(20、30)区域的侧芯柱(230)中。8.根据权利要求1到7中任一项的扼流器，其中所述铁芯段由软磁性材料叠板制成。9.根据权利要求1到8中任一项的扼流器，其中所述铁芯段是两个E形部分(210、220)，所述两个E形部分(210、220)连接为使得它们的自由端相接触，从而使得这两个E形部分(210、220)的连接的中间芯柱(250)形成所述共用段。10.根据权利要求1到9中任一项的扼流器，其中所述侧芯柱(230、240)由两个U形部分形成，所述两个U形部分连接为使得它们的自由端相接触，从而使得形成磁路，以及 其中用于所述共用段的所述中间芯柱(350)具有T形并被插入到所述两个线圈(20、30)之间并进入该磁路中，使得该磁路被短路，从而使得该磁路被分割到所述两个线圈中。11.根据权利要求10的扼流器，其中该T形的中间芯柱(350)的垂直部分(350-1)的高度H2对应于所述侧芯柱(230、240)的高度H1，该T形的中间芯柱(350)的垂直部分(350-1)的宽度B2对应于所述两个线圈之间的净距离，以及该T形的中间芯柱(350)的垂直部分(350-1)的长度T2对应于该磁路的相对的侧芯柱(240)的内间距Tl，从而使得该T形的铁芯段(350)的垂直部分(350-1)填满该磁路内所述线圈之间的间隙。12.根据权利要求10或11的扼流器，其中该T形的中间芯柱(350)的水平部分(350-2)位于侧芯柱(240)上。13.根据权利要求1到8中任一项的扼流器，其中所述侧芯柱(230、240、240-A、240-B、240-C、240-D)由两个U形部分形成，所述两个U形部分彼此之间相互面对的自由端通过用作中间芯柱的直线延长铁芯段(450)而无间隙地彼此分开，从而使得所述两个线圈和形成为共用段的所述中间芯柱(450)形成两个相互耦合的磁路。14.根据权利要求10到13中任一项的扼流器，其中每个U形部分由数个直片组装而 成。15.—种具有包括中间芯柱(250,350,450)和数个侧芯柱(230、240、240-A、240_B、240-C、240-D)的数个铁芯段的扼流器铁芯， 其中，所述铁芯段如此布置使得该铁芯段形成以该中间芯柱(250、350、450)为共用段的两个环路以形成两个弱耦合的磁路， 其中，所述侧芯柱(230、240、240-A、240-B、240-C、240-D)具有横截面 Al， 其中该中间芯柱(250、350、450)具有用于该共用段的横截面A2，并且A2小于2 XAl。
【专利摘要】本发明涉及一种在升压或降压电路或功率因数补偿电路(PFC)中用于交替型应用的具有铁芯(200)和两个线圈(20、30)的扼流器。该铁芯(200)包括中间芯柱(250、350、450)和数个侧芯柱(230、240、240-A、240-B、240-C、240-D)这数个铁芯段，由此该铁芯(200)被设计为使得这两个线圈(20、30)之间的耦合因数k小于3％-5％。进一步的，该铁芯(200)被设计为使得该铁芯段形成以中间芯柱作为共用段的两个环路，由此这两个线圈(20、30)中的每个位于不同环路的该共用段之外的部分上。该侧芯柱(230、240、240-A、240-B、240-C、240-D)具有横截面A1，并且用于该共用段的该中间芯柱(250、350、450)具有横截面A2，且A2＜2×A1。
【IPC分类】H01F17/04, H01F1/12, H01F27/24
【公开号】CN104979081
【申请号】CN201510235708
【发明人】约翰·温克勒, 罗伯特·路德维希, 赫伯特·容维尔特, 恩斯特·霍尔茨英格尔, 伊亚德·凯巴西
【申请人】胜美达集团有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年4月2日
【公告号】DE102014206469A1, EP2927918A2, EP2927918A3, US20150287512