电抗器和电力转换器制造技术

本发明专利技术公开了一种电抗器和电力转换器。电抗器包括：磁芯(72；720)；围绕磁芯(72；720)缠绕的第一线圈(80)；围绕磁芯(72；720)缠绕的第二线圈(90)；以及磁体(100)，该磁体(100)设置在第一线圈(80)与第二线圈(90)之间、与磁芯(72；720)分离，并且降低第一线圈(80)与第二线圈(90)之间的耦合系数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电抗器和电力转换器。
技术介绍
例如，日本专利申请公布第2005-057925号(JP2005-057925A)描述了一种复杂的谐振型转换器：其利用大约1.5mm的隔离转换器变压器的间隙长度将耦合系数降低至0.79。在JP2005-057925A中所描述的结构通过在线圈之间的间隙长度的尺寸控制来降低耦合系数。
技术实现思路
然而，采用在JP2005-057925A中所描述的结构，当施加到线圈的电流值增加时，漏通量因此而增加，所以耦合系数降低。换言之，耦合系数随着施加到线圈的电流值的改变而改变。因此，本专利技术提供了一种能够降低伴随着施加到线圈的电流值的改变的耦合系数的改变量的电抗器和电力转换器。本专利技术的第一方面涉及一种电抗器，该电抗器包括：磁芯；围绕磁芯缠绕的第一线圈；围绕磁芯缠绕的第二线圈；以及磁体，该磁体设置在第一线圈与第二线圈之间、与磁芯分离，并且降低第一线圈与第二线圈之间的耦合系数。在以上所述的方面中，磁体可以形成磁路，使得当第一线圈通电时所形成的磁通量的一部分不会流入第二线圈。在以上所述的方面中，磁芯可以限定彼此平行的第一轴和第二轴；第一线圈可以围绕第一轴缠绕；第二线圈可以围绕第二轴缠绕；以及磁体可以在与第一轴垂直的方向上设置在第一线圈与第二线圈之间。在以上所述的方面中，在与第一轴和第二轴平行的方向上在磁体与磁芯之间可以形成有间隙。在以上所述的方面中，间隙的尺寸可以是使得在所述第一线圈通电时的通电电流在预定范围内时所述耦合系数保持恒定的尺寸。在以上所述的方面中，第一线圈和第二线圈可以围绕同一轴缠绕、在轴向方向上彼此分离，并且磁体可以在轴向方向上设置在第一线圈与第二线圈之间。本专利技术的第二方面涉及一种电力转换器，该电力转换器包括：一次侧电路和通过变压器磁耦合到一次侧电路的二次侧电路，该一次侧电路包括第一电抗器，该第一电抗器包括：第一磁芯；围绕第一磁芯缠绕的第一线圈；围绕第一磁芯缠绕的第二线圈；以及第一磁体，该第一磁体设置在第一线圈与第二线圈之间、与第一磁芯分离，并且降低第一线圈与第二线圈之间的耦合系数；该二次侧电路包括第二电抗器：该第二电抗器包括：第二磁芯；围绕第二磁芯缠绕的第三线圈；围绕第二磁芯缠绕的第四线圈；以及第二磁体，该第二磁体设置在第三线圈与第四线圈之间、与第二磁芯分离，并且降低第三线圈与第四线圈之间的耦合系数。根据以上所述的方面，可以获得一种能够降低伴随着施加到线圈的电流值的改变的耦合系数的改变量的电抗器和电力转换器。附图说明以下将参照附图描述本专利技术的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业显著性，在附图中相似的数字标示相似的元件，以及其中：图1是根据本专利技术的第一示例实施例的电力转换器的结构的框图；图2是根据本专利技术的第一示例实施例的电抗器的透视图；图3是在沿着包括电抗器的磁芯元件的U型平面的表面的横截面处的截面图；图4是耦合系数与电流(即，施加到第一线圈和第二线圈的电流)之间的关系的分析结果的视图；图5A和图5B是示出了漏通量与耦合通量之间的关系的视图；图6是磁体的安装方法的一个示例的视图；图7是磁体的安装方法的另一示例的视图；图8是根据本专利技术的第二示例实施例的电抗器的截面图；以及图9是根据本专利技术的第三示例实施例的电抗器的截面图。具体实施方式在下文中，将参照附图详细地描述本专利技术的示例实施例。图1是根据本专利技术的第一示例实施例的电力转换器10的结构的框图。该电力转换器10可以安装在例如汽车的车辆中，并且例如可以由将电力分配到车载负载的系统所使用。作为一次侧端口，电力转换器10包括例如：一次侧高压系统负载61a与其连接的第一输入/输出端口60a，以及一次侧低压系统负载61c和一次侧低压系统电源62c与其连接的第二输入/输出端口60c。一次侧低压系统电源62c将电力提供给与一次侧低压系统电源62c工作在相同电压系统(如12V系统)上的一次侧低压系统负载61c。另外，一次侧低压系统电源62c将由设置在电力转换器10中的一次侧转换器电路20升压的电力提供给在与一次侧低压系统电源62c工作在不同的电压系统(如高于12V系统的48V系统)上的一次侧高压系统负载61a。一次侧低压系统电源62c的一个具体示例为例如铅电池的二次电池。电力转换器10是下述电力转换器电路：其具有以上所述的四个输入/输出端口，并且当选择四个输入/输出端口中的任意两个端口时在该两个端口之间执行电力转换。端口电力Pa、Pc、Pb以及Pd分别是第一输入/输出端口60a、第二输入/输出端口60c、第三输入/输出端口60b以及第四输入/输出端口60d的输入/输出电力(输入电力或输出电力)。端口电压Va、Vc、Vb以及Vd分别是第一输入/输出端口60a、第二输入/输出端口60c、第三输入/输出端口60b以及第四输入/输出端口60d的输入/输出电压(输入电压或输出电压)。端口电流Ia、Ic、Ib以及Id分别是第一输入/输出端口60a、第二输入/输出端口60c、第三输入/输出端口60b以及第四输入/输出端口60d的输入/输出电流(输入电流或输出电流)。电力转换器10包括针对第一输入/输出端口60a所设置的电容器C1、针对第二输入/输出端口60c所设置的电容器C3、针对第三输入/输出端口60b所设置的电容器C2以及针对第四输入/输出端口60d所设置的电容器C4。电容器C1、C2、C3以及C4的一些具体示例为薄膜型电容器、铝电解电容器、陶瓷电容器以及固体聚合物电容器。电容器C1插入在第一输入/输出端口60a的高电势侧的端子613与第一输入/输出端口60a和第二输入/输出端口60c的低电势侧的端子614之间。电容器C3插入在第二输入/输出端口60c的高电势侧的端子616与第一输入/输出端口60a和第二输入/输出端口60c的低电势侧的端子614之间。电容器C2插入在第三输入/输出端口60b的高电势侧的端子618与第三输入/输出端口60b和第四输入/输出端口60d的低电势侧的端子620之间。电容器C4插入在第四输入/输出端口60d的高电势侧的端子622与第三输入/输出端口60b和第四输入/输出端口60d的低电势侧的端子620之间。电力转换器10是下述电力转换器电路：其包括一次侧转换器电路20和二次侧转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电抗器，包括：磁芯(72；720)；围绕所述磁芯(72；720)缠绕的第一线圈(80)；围绕所述磁芯(72；720)缠绕的第二线圈(90)；以及磁体(100)，所述磁体(100)设置在所述第一线圈(80)与所述第二线圈(90)之间、与所述磁芯(72；720)分离，并且所述磁体(100)降低了所述第一线圈(80)与所述第二线圈(90)之间的耦合系数。

【技术特征摘要】
2013.09.25 JP 2013-1989671.一种电抗器，包括：
磁芯(72；720)；
围绕所述磁芯(72；720)缠绕的第一线圈(80)；
围绕所述磁芯(72；720)缠绕的第二线圈(90)；以及
磁体(100)，所述磁体(100)设置在所述第一线圈(80)与所述第
二线圈(90)之间、与所述磁芯(72；720)分离，并且所述磁体(100)
降低了所述第一线圈(80)与所述第二线圈(90)之间的耦合系数。
2.根据权利要求1所述的电抗器，其中
所述磁体(100)形成磁路，使得当所述第一线圈(80)通电时所形
成的磁通量的一部分不会流入所述第二线圈(90)。
3.根据权利要求1所述的电抗器，其中
所述磁芯(72；720)限定彼此平行的第一轴和第二轴；
所述第一线圈(80)围绕所述第一轴而缠绕；
所述第二线圈(90)围绕所述第二轴而缠绕；以及
所述磁体(100)在与所述第一轴垂直的方向上设置在所述第一线圈
(80)与所述第二线圈(90)之间。
4.根据权利要求3所述的电抗器，其中
在与所述第一轴和所述第二轴平行的方向上在所述磁体(100)与所
述磁芯之间形成有间隙。
5.根据权利要求4所述的电抗器，其中
所述间隙的尺寸被形成为使得在所述第一线圈(80)通电时的通电电
流在预定范围内时所述耦合系数保持恒定。
6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：棚桥文纪，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP