电感器、尤其是用于磁耦合的能量传输的电感器、以及用于使这种电感器工作的方法技术

技术编号:16401482 阅读:107 留言:0更新日期:2017-10-17 21:44
一种尤其是用于磁耦合的能量传输的电感器(1),具有线圈载体(2),在其上布置有第一线圈(3)和第二线圈(4)。第二线圈(4)具有外直径D2,其大于第一线圈(3)的外直径D1。磁芯(14)围绕第一线圈(3)的纵向中轴线(M1)。第一线圈(3)以第一工作频率在第一功率范围中工作,而第二线圈(4)独立于第一线圈(3)地以第二工作频率在第二功率范围中工作。由此,可以用简单并且灵活的方式覆盖低功率范围和高功率范围中的应用。

Inductors, especially inductors for energy transfer in magnetic coupling, and methods for working with such inductors

An inductor (1), especially for magnetic coupling, has a coil carrier (2), with a first coil (3) and a second coil (4) arranged thereon. The second coil (4) has an outer diameter of D2, which is larger than the outer diameter D1 of the first coil (3). The magnetic core (14) surrounds the longitudinal central axis (M1) of the first coil (3). The first coil (3) operates at the first operating frequency in the first power range, while the second coil (4) operates independently of the first coil (3) at a second operating frequency in the second power range. As a result, applications in low power range and high power range can be covered in a simple and flexible manner.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电感器、尤其是用于磁耦合的能量传输的电感器、以及用于使这种电感器工作的方法本申请要求申请号为DE102015202032.0的德国专利申请的优先权,其内容通过引用整体合并于此。本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的电感器,尤其是用于磁耦合的能量传输的电感器。此外,本专利技术涉及一种用于使电感器工作的方法,尤其是用于磁耦合的能量传输。该电感器尤其是应当用于使用在家庭领域中,尤其是电磁炉中。由EP1560462A2已知了一种用于电磁炉的电感器,其具有线圈载体,该线圈载体带有布置于其上的电感线圈。此外,电感器具有多个铁氧体棒,其相对于电感线圈的纵向中轴线径向走向,并且用作磁性接地装置。本专利技术所基于的任务是,实现一种电感器,其能够以灵活并且有效的方式应用。电感器应当尤其是能够用于磁耦合的能量传输。该任务通过具有权利要求1所述特征的电感器解决。电感器具有至少两个线圈或电感线圈,其中第一线圈(能够)以第一工作频率F1在第一功率范围中工作,而第二线圈(能够)以第二工作频率F2在第二功率范围中工作。工作频率F1和F2特别是不相同。第一线圈用于在低功率范围中的电感性能量传输,而第二线圈用于在高功率范围中的电感性能量传输。对于第一线圈在低功率范围中的传输功率P1,适用:0W≤P1≤300W,尤其是0W≤P1≤250W,并且尤其是0W≤P1≤200W。相应地,对于第二线圈以及必要时的第三线圈在高功率范围中的传输功率P2,适用:200W≤P2≤4.0kW,尤其是250W≤P2≤3.3kW,并且尤其是300W≤P2≤2.4kW。通过线圈的组合,可以用灵活的方式服务于具有不同所需功率等级的各种应用。因为线圈彼此独立地工作,即并不同时工作,避免了线圈的相互影响,由此在相应的功率范围中实现了高效率。第一线圈例如可以用于移动电话的无线充电,而第二线圈可以用于使具有较高功率的设备工作,所述设备例如为厨房多用机或者吸尘机器人。为了实现不同的功率范围,第二线圈的外直径D2大于第一线圈的外直径D1。对于外直径D1,尤其是适用:10mm≤D1≤60mm,尤其是15mm≤D1≤55mm,并且尤其是20mm≤D1≤50mm。对于外直径D2,尤其是适用:100mm≤D2≤180mm,尤其是110mm≤D2≤160mm,并且尤其是120mm≤D2≤140mm。对于第二线圈的内直径d2,优选适用:d2>D1。此外,第一线圈具有第一电感L1,对于其优选适用:1μH≤L1≤100μH,尤其是4μH≤L1≤50μH,并且尤其是5μH≤L1≤25μH。相应地,第二线圈具有第二电感L2,对于其优选适用:50μH≤L2≤150μH,尤其是70μH≤L2≤130μH,并且尤其是90μH≤L2≤120μH。电感器保证了高效率。通过磁芯,更好地引导磁力线,由此减少了散射场。磁芯可以单件式地构建或者由多个芯元件组成。优选的是,磁芯是铁氧体芯。磁芯可以具有任意的闭合形状。磁芯例如具有多边形、圆形、半圆形、椭圆形或者半椭圆形的横截面形状。根据权利要求2所述的电感器保证了高效率。控制单元确保第一线圈和第二线圈彼此独立地工作,尤其是仅仅彼此独立地工作。这尤其是意味着,第一线圈工作或者第二线圈工作。控制单元于是防止了第一线圈和第二线圈同时工作。根据权利要求3所述的电感器保证了在低功率范围中的有效工作。施加到第一线圈上的电压U1具有0V到50V之间的幅度。流过第一线圈的电流I1具有0A到15A之间的幅度。根据权利要求4所述的电感器保证了在第二线圈工作在高功率范围中时的高效率。施加到第二线圈上的电压U2具有0V到240V之间的幅度。流过第二线圈的电流I2具有0A到30A之间的幅度。根据权利要求5所述的电感器在高功率范围中应用的情况下提高了灵活性。通过第三线圈,扩展或者完全充分利用高功率范围。对于外直径D3,优选适用:160mm≤D3≤250mm,尤其是170mm≤D3≤240mm,并且尤其是180mm≤D3≤230mm。此外,第三线圈具有第三内直径d3,对于其优选适用:d3>D2。第三线圈具有第三电感L3,对于其优选适用:20μH≤L3≤100μH,尤其是30μH≤L3≤90μH,并且尤其是50μH≤L3≤80μH。第三线圈能够与第二线圈相关地工作。例如,为了提高功率而将第三线圈与第二线圈串联或者并联。优选的是,第三线圈仅仅能与第二线圈一同工作。相反地,第一线圈能够独立于第二线圈和第三线圈、尤其是仅仅独立地工作。为此,电感器尤其是具有控制单元,其相应地构建。根据权利要求6所述的电感器保证了高效率,因为场力线以最优的方式被引导。芯优选具有闭合的圆形或者多边形、尤其是矩形的形状。优选的是,磁芯构建为环形芯,尤其是构建为铁氧体环形芯。根据权利要求7所述的电感器保证了高效率。磁芯由多个芯元件组成,通过这种方式,可以用简单并且灵活的方式由制造技术上可容易制造的芯元件组装形状并且根据需求来优化。芯元件例如可以构建为棒,其组成构建为多边形的芯。此外,芯元件可以构建为圆弧,例如构建为四分之一圆弧或者半圆弧,并且组成为环形芯。芯元件优选构建为铁氧体芯元件。根据权利要求8所述的电感器在第一线圈工作于低功率范围中的情况下以及在第二线圈工作于高功率范围的情况下都保证了高效率。优选的是,磁芯构建为环形芯,尤其是构建为铁氧体环形芯,其中对于环形芯的内直径dK适用:dK>D1。此外,优选对于环形芯的外直径DK和第二线圈的内直径d2,适用:d2>DK。根据权利要求9所述的电感器保证了高效率。优选的是,磁芯和线圈布置在线圈载体的上侧上。该上侧例如在厨房设备应用的情况下直接安装在工作板之下或者嵌入工作板中。根据权利要求10所述的电感器保证了高效率。磁棒能够实现对场力线的更佳引导,由此减少了散射场。优选的是,磁棒构建为铁氧体棒。棒尤其是围绕纵向中轴线旋转对称地布置。优选的是,电感器具有3至48、尤其是4至36、并且尤其是6至24个棒。根据权利要求11所述的电感器保证了高效率。通过磁棒的布置,在两侧、尤其是在下侧的磁场被屏蔽。优选的是,磁芯布置在线圈载体的上侧上,而磁棒布置在线圈载体的下侧上。附加于或者替代磁棒,线圈载体的第二侧可以设置有屏蔽材料。根据权利要求12所述的电感器保证了在高功率范围中的高效率。根据权利要求13所述的电感器改善了热学特性,由此实现了高效率。穿通开口可以构建为孔和/或缝隙。附加地,电感器可以具有通风器,其结合穿通开口冷却至少一个线圈。优选的是,穿通开口构建在第二线圈和/或第三线圈的范围中。根据权利要求14所述的电感器保证了高的灵活性和效率。通过第一线圈和/或第二线圈和/或必要时第三线圈的螺旋形的构型,可以实现相应线圈的所希望的匝数结合相应线圈的比较扁平的构型。相应的线圈可以在唯一的平面中或者在多个平面中螺旋形地缠绕。相应的线圈最高在八个平面中、尤其是最高在六个平面中、以及尤其是最高在四个平面中螺旋形地缠绕。相应的线圈在径向上具有相同的匝密度。此外,本专利技术所基于的任务是,实现一种用于使电感器工作的方法,使得其能够以灵活并且有效的方式使用。该任务通过具有权利要求15所述特征的方法来解决。根据本专利技术的方法的优点对应于已经描述的根据本专利技术的电感器的优点。通过线圈的彼此独本文档来自技高网...
电感器、尤其是用于磁耦合的能量传输的电感器、以及用于使这种电感器工作的方法

【技术保护点】
一种尤其是用于磁耦合的能量传输的电感器,具有:-线圈载体(2),-布置在线圈载体(2)上的第一线圈(3),用于在第一功率范围中的能量传输,该第一线圈具有第一外直径D1,-布置在线圈载体(2)上的第二线圈(4),用于在第二功率范围中的能量传输,该第二线圈具有第二外直径D2,其中第二外直径D2大于第一外直径D1,其特征在于,具有磁芯(14),其围绕第一线圈(3)的纵向中轴线(M1)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.05 DE 102015202032.01.一种尤其是用于磁耦合的能量传输的电感器,具有:-线圈载体(2),-布置在线圈载体(2)上的第一线圈(3),用于在第一功率范围中的能量传输,该第一线圈具有第一外直径D1,-布置在线圈载体(2)上的第二线圈(4),用于在第二功率范围中的能量传输,该第二线圈具有第二外直径D2,其中第二外直径D2大于第一外直径D1,其特征在于,具有磁芯(14),其围绕第一线圈(3)的纵向中轴线(M1)。2.根据权利要求1所述的电感器,其特征在于,具有如下控制单元(8):其构建为使第一线圈(3)和第二线圈(4)彼此独立地、尤其是仅仅彼此独立地工作。3.根据权利要求1或2所述的电感器,其特征在于,具有如下控制单元(8):其构建为使得第一线圈(3)以第一工作频率F1工作,其中对于第一工作频率F1适用:100kHz≤F1≤220kHz,尤其是110kHz≤F1≤210kHz,并且尤其是120kHz≤F1≤200kHz。4.根据权利要求1至3之一所述的电感器,其特征在于,具有如下控制单元(8):其构建为使得第二线圈(4)以第二工作频率F2工作,其中对于第二工作频率F2适用:40kHz≤F2≤250kHz,尤其是50kHz≤F2≤200kHz,并且尤其是60kHz≤F2≤120kHz。5.根据权利要求1至4之一所述的电感器,其特征在于,具有布置在线圈载体(2)上的第三线圈(5),其具有外直径D3,该外直径D3大于外直径D2。6.根据权利要求1至5之一所述的电感器,其特征在于,所述磁芯(14)单件式地构建,尤其是构建为...

【专利技术属性】
技术研发人员:杰姆·索姆
申请(专利权)人:沃思电子埃索斯有限责任两合公司
类型:发明
国别省市:德国,DE

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1