电感组件和制造电感组件的方法技术

本发明专利技术涉及电感组件(100)，该电感组件包括：支撑件(1)，该支撑件具有开放通道(12)，该开放通道(12)具有直部，该直部具有底面(13)和两个侧面(14、15)；可折叠PCB(2)，从而覆盖底面和侧面的至少一部分，PCB包括多个轨道(27)，各轨道在一对连接点(28a、28b)之间电连续；磁部件(3)，该磁部件可以被容纳到装配有PCB的通道中。PCB被设置为在折叠状态下在所述通道中至少部分围绕所述磁部件的一部分，使得第一轨道的至少一个连接点电连接到第二轨道的连接点，以形成绕着磁部件的绕组并且将PCB和磁部件电感地耦合。

Inductance Module and Method of Manufacturing Inductance Module

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电感组件和制造电感组件的方法
本专利技术属于能量的
更具体地，本专利技术涉及在电与磁形式之间转换能量的电感组件。本专利技术还涉及制造这种组件的处理。
技术介绍
通常，例如支持至少1千瓦的用于电力电子学应用的电感器或变压器由分立部件制成。这种部件可以是表面贴装的、通孔的、或者与电缆手动连接。这些部件具有低集成水平且昂贵，冷却困难，并且需要人工干预。
技术实现思路
技术问题大部分集成电感器或变压器包括平面架构。具有平面架构的部件通常具有以下限制：-不良铜填充，由于很少匝数和/或小铜截面而导致；-高铜耗，由于直流(DC)、高频效应以及集肤效应、部件接近性和气隙的组合而导致；以及-不良铜冷却。另外，集成电感器和变压器的冷却是困难的。其他结构包括嵌入式超环面架构，对于该架构，磁性材料的一个尺寸需要低于印刷电路板(PCB；即，通常小于2或3毫米)的厚度。因此，这种架构仅限于瓦特级以下的应用。技术方案本专利技术改善了该情形。申请人提出一种电感组件，该电感组件包括：-支撑件，该支撑件包括主面，开放通道形成在该主面中，通道具有至少一个直部，通道的底面将通道的至少两个侧面彼此连接；-印刷电路板，印刷电路板可从平板形状折叠成折叠状态，从而覆盖通道的直部的底面的至少一部分和侧面的至少一部分，印刷电路板包括多个轨道，各轨道在一对连接点之间电连续；-磁部件，该磁部件具有与通道的形状和尺寸对应的形状和尺寸，使得在印刷电路板装配通道时，磁部件可以容纳到通道中。印刷电路板被设置为在折叠状态下在所述通道中至少部分围绕所述磁部件的一部分，使得第一轨道的至少一个连接点电连接到第二轨道的连接点，以形成绕着磁部件的绕组并且将印刷电路板和磁部件电感地耦合。这种组件具有高效率(很少损耗)、低磁性截面、低质量、小且适合的尺寸和形式、以及容易冷却，因而适于至少千瓦级(几安培的电流)。电感组件可以包括单独或彼此组合的以下特征：-印刷电路板包括主部，所述主部被设置为在折叠状态下围绕磁部件的所述部分。在这种实施方式中，单个PCB足够。不需要第二PCB。印刷电路板是第一印刷电路板，并且包括主部，所述主部被设置为在折叠状态下仅部分围绕磁部件的所述部分，各对的连接点在印刷电路板装配通道的状态下彼此离开，电感组件还包括：-第二印刷电路板，该第二印刷电路板具有平板形式并且包括多个轨道，各轨道在一对连接点之间电连续，第二印刷电路板的形状和尺寸以及连接点的位置被互相设置为使得在磁部件设置到通道中时，第二印刷电路板可以组装到第一印刷电路板以一起围绕磁部件，并且使得第二印刷电路板的各对的两个连接点分别电连接到第一印刷电路板的第一轨道的连接点和第一印刷电路板的第二轨道的连接点，从而借助第二印刷电路板的轨道确保第一印刷电路板的点的电连接，以形成绕着磁部件的绕组并且将印刷电路板和磁部件电感地耦合。在这种实施方式中，第二PCB可以用于将其他元件连接到电感组件。连接点包括能够两个两个地焊接的焊盘。这使得能够将一个连接点快速且容易地连接到其他连接点。被印刷电路板覆盖的通道至少包括长度超过1厘米的直部。这使得能够获得具有高效率的电感组件。轨道包括嵌入印刷电路板内部的线。这使得能够具有大截面的导电元件，以在具有小尺寸的电感装置的同时支持高功率。连接点中的至少一些连接点与印刷电路板的对应轨道之间的连接是用垂直互连接入来执行的，使得在将印刷电路板设置在磁部件上方时，能够电子地接纳部件。这种电感组件可以用作用于其他电子部件的支撑件。电感组件还包括至少一个功率半导体元件，该至少一个功率半导体元件至少部分在侧面中的一个的上方位于印刷电路板上或嵌入到印刷电路板中。这种结构增强借助侧面进行的散热。支撑件包括核心部、内壁以及外壁，内壁和外壁从核心部突出，开放通道被限定在内壁与外壁之间。因此，靠近通道形成空间，并且其他电子部件可以设置在电感组件的厚度上。电感组件还包括至少一个电容器，该至少一个电容器固定在印刷电路板的被定向为朝向支撑件的面上且在外壁的外侧和/或内壁的内侧。可以在没有电感组件的总厚度的任何增大的情况下设置电容器。在本专利技术的第二方面中，申请人提出了一种要组装的部件的套件，这些部件包括以下部件当中的、互相兼容以形成根据前述权利要求中任一项的组件的至少两个部件：-支撑件；-第一印刷电路板；-磁部件；以及-第二印刷电路板。在本专利技术的第三方面中，申请人提出了一种制造电感组件的方法，该方法包括以下步骤：a)设置支撑件，该支撑件包括主面，开放通道形成在该主面中，通道具有至少一个直部，通道的底面将通道的两个侧面彼此连接；b)在支撑件上设置印刷电路板，该印刷电路板具有平板形状并且包括多个轨道，各轨道在一对连接点之间电连续；c)将支撑件和印刷电路板向彼此挤压，使得折叠印刷电路板，并且使得印刷电路板覆盖支撑件的通道的至少直部的底面和侧面；d)在印刷电路板装配于通道时，将具有与通道的形状和尺寸对应的形状和尺寸的磁部件提供到通道中，以及实施以下步骤e1和f1或以下步骤e2和f2：e1)将第二印刷电路板组装到印刷电路板且组装在组装磁部件上方，该第二印刷电路板具有平板形状并且包括多个轨道，各轨道在一对连接点之间电连续；f1)将第二印刷电路板的各对的两个连接点分别电连接到第一印刷电路板的第一轨道的连接点和第一印刷电路板的第二轨道的连接点，以形成绕着磁部件的绕组并且将印刷电路板和磁部件电感地耦合；e2)将印刷电路板在磁部件上方的部分折叠；f2)将第一轨道的至少一个连接点电连接到第二轨道的连接点，以形成绕着磁部件的绕组并且将印刷电路板和磁部件电感地耦合。其他特征、细节以及优点将在以下详细描述中和附图上示出。附图说明[图1]图1是在组装处理之前的、包括根据本专利技术的组件的部件的截面图。[图2]图2是在图1的部件的组装处理的中间步骤期间的截面图。[图3]图3是图1的部件的组件的截面图。[图4]图4是根据本专利技术的组件的截面图。[图5]图5是根据本专利技术的磁部件的立体图。[图6]图6是根据本专利技术的支撑件的截面图。[图7]图7是根据本专利技术的组件的PCB的顶视图。[图8]图8是根据本专利技术的组件的PCB的底视图。[图9]图9是根据本专利技术的组件的示意部分截面图。[图10]图10是根据本专利技术的组件的示意部分截面图。[图11]图11是根据本专利技术的组件的示意部分截面图。[图12]图12是组装之前的图11的组件的部件的截面图。[图13]图13是图12的部件的顶视图。[图14]图14是图12的部件的底视图。具体实施方式附图和以下详细描述本质上包含一些确切元素。它们可以用于增强理解本专利技术，而且在必要时限定本专利技术。应理解，除了附图，难以详尽地描述装置的三维结构的一些细节。在下文中，词语“环形的”用于几何地限定具有贯通开口的形式(3D)或形状(2D)(或闭合环、闭环)，而不管外形如何。换言之，词语“环形的”不必然严格解释为具有圆形/圆柱形含义。图1至图5对应于电感组件100的第一实施方式。电感组件100包括：-支撑件1；-第一印刷电路板(PCB)2；-磁部件3；以及-第二PCB4。支撑件1包括形成至少一个开放通道12的主面11。通道12具有至少一个直部。通道12可以具有环形形式，该环形形式意指闭合回路形式，例如，细长形式或椭圆形形式。通道12，并且特别是直部，具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电感组件(100)，该电感组件包括：支撑件(1)，该支撑件包括主面(11)，在该主面中形成开放通道(12)，所述通道(12)具有至少一个直部，所述通道(12)的底面(13)将所述通道(12)的至少两个侧面(14、15)彼此连接；印刷电路板(2)，所述印刷电路板(2)能够从平板形状折叠成折叠状态，从而覆盖所述通道(12)的所述直部的所述底面(13)的至少一部分和所述侧面(14、15)的至少一部分，所述印刷电路板(2)包括多个轨道(27)，各轨道(27)在一对连接点(28a、28b)之间电连续；磁部件(3)，该磁部件具有与所述通道(12)的形状和尺寸对应的形状和尺寸，使得在所述印刷电路板(2)装配于所述通道(12)时，所述磁部件(3)能够容纳到所述通道(12)中，所述印刷电路板(2)被设置为在所述折叠状态下在所述通道(12)中至少部分围绕所述磁部件(3)的一部分，使得第一轨道(27)的至少一个连接点(28a)电连接到第二轨道(27)的连接点(28b)，以形成绕着所述磁部件(3)的绕组并且将所述印刷电路板(2)和所述磁部件(3)电感地耦合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.16 EP 17305175.61.一种电感组件(100)，该电感组件包括：支撑件(1)，该支撑件包括主面(11)，在该主面中形成开放通道(12)，所述通道(12)具有至少一个直部，所述通道(12)的底面(13)将所述通道(12)的至少两个侧面(14、15)彼此连接；印刷电路板(2)，所述印刷电路板(2)能够从平板形状折叠成折叠状态，从而覆盖所述通道(12)的所述直部的所述底面(13)的至少一部分和所述侧面(14、15)的至少一部分，所述印刷电路板(2)包括多个轨道(27)，各轨道(27)在一对连接点(28a、28b)之间电连续；磁部件(3)，该磁部件具有与所述通道(12)的形状和尺寸对应的形状和尺寸，使得在所述印刷电路板(2)装配于所述通道(12)时，所述磁部件(3)能够容纳到所述通道(12)中，所述印刷电路板(2)被设置为在所述折叠状态下在所述通道(12)中至少部分围绕所述磁部件(3)的一部分，使得第一轨道(27)的至少一个连接点(28a)电连接到第二轨道(27)的连接点(28b)，以形成绕着所述磁部件(3)的绕组并且将所述印刷电路板(2)和所述磁部件(3)电感地耦合。2.根据权利要求1所述的电感组件(100)，其中，所述印刷电路板(2)包括主部(23、24、25、40)，这些主部被设置为在所述折叠状态下围绕所述磁部件(3)的所述部分。3.根据权利要求1所述的电感组件(100)，其中，所述印刷电路板(2)是第一印刷电路板(2)，并且包括主部(23、24、25)，所述主部被设置为在所述折叠状态下仅部分围绕所述磁部件(3)的所述部分，各对的所述连接点(28a、28b)在所述印刷电路板(2)装配于所述通道(12)的状态下彼此离开，所述电感组件还包括：第二印刷电路板(4)，该第二印刷电路板具有平板形式并且包括多个轨道(47)，各轨道(47)在一对连接点(48a、48b)之间电连续，所述第二印刷电路板(4)的形状和尺寸以及所述连接点(48a、48b)的位置被互相设置为使得所述第二印刷电路板(4)能够组装到所述第一印刷电路板(2)以在所述磁部件(3)设置到所述通道(12)中时一起围绕所述磁部件(3)，并且使得所述第二印刷电路板(4)的各对的所述两个连接点(48a、48b)分别电连接到所述第一印刷电路板(2)的第一轨道(27)的连接点(28a)和所述第一印刷电路板(2)的第二轨道(27)的连接点(28b)，从而借助所述第二印刷电路板(4)的所述轨道(47)确保所述第一印刷电路板(2)的所述点(28a、28b)的电连接，以形成绕着所述磁部件(3)的绕组并且将所述印刷电路板(2、4)和所述磁部件(3)电感地耦合。4.根据前述权利要求中任一项所述的电感组件(100)，其中，所述连接点(28a、28b、48a、48b)包括能够两个两个地焊接的焊盘。5.根据前述权利要求中任一项所述的电感组件(100)，其中，由所述印刷电路板(2)覆盖的所述通道(12)至少包括长度超过1厘米的直部。6.根据前述权利要求中任一项所述的电感组件(100)，其中，所述轨道(27、47)包括嵌入所述印刷电路板(2；4)内部的线。7.根据前述权利要求中任一项所述的电感组件(100)，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·德格雷纳，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP