[发明专利]一种复合电感器/电容器

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合电感器/电容器。所述部件可用于高频(高于20kHz)功率转换器(例如，串联谐振功率转换器，相移零电压转换全桥转换器，不对称半桥ZVT转换器或并联谐振转换器)，高频感应加热器电路，高频焊接器电路等等。

背景技术

在例如转换器的电力应用范围中使用集总(lumped)LC部件，以便通过切换频率进行控制(电压或电流)以及提供启动和过电流保护。

传统电容器由一对螺旋卷绕的平行板组成，平行板被介电部件间隔开来，其中，端子被连接到位于螺旋绕卷物同一端的各个板上。这带来具有最小电感的、本质上为电容性的部件。

在使导线的末端形成端子的情况下通过在铁氧体芯上卷绕导线，形成传统的高频电感器。这样的电感器实质上是电感性的，具有最小电容。对高功率高频应用，昂贵的Litz导线可用来降低高频下的损耗。

在Liang的题为″Integrated LC Series Resonator for a High Voltage Application″的文章里公开了一种集成平板LC部件。该配置复杂且构建昂贵，并且只提供一阶LC谐振网络。

使用较高阶谐振网络的谐振转换器提供转换器的改进的可控制性和效率(例如，二阶LCLC谐振网络优于一阶LC谐振网络)。使用一阶LC谐振网络转换器，传递函数是固有非线性的，从而使控制输出电压(或者电流)将要求不同的控制“增益”(频率变化(variance)量)，取决于运行条件(输入电压，输出电压，输出负载)。无限阶LCLC...谐振网络具有线性传递函数，其提供了控制的容易性。

还希望通过减少所需部件的数量来降低成本、损耗和部件封装尺寸(footprint)。

本发明的目的在于提供一种部件，其满足这些目标中的至少一些目标，或者至少为公众提供有用的选择。

发明内容

根据一示范性实施例，提供了一种复合电感器/电容器，包含：间隔开的导电材料薄片，在薄片被介电材料间隔开的情况下，其形成螺旋物，其中，一薄片具有位于螺旋物外端的端子，另一薄片具有位于螺旋物内端的端子。

根据另一示范性实施例，提供了一种高频率功率转换器，其包含这样的复合电感器/电容器。

附图说明

附图并入说明书并构成说明书的一部分，其与上面给出的对本发明的一般介绍以及下面给出的对实施例的详细介绍共同以举例的方式示出本发明的实施例，用于阐释本发明的原理。

图1示出了组装前的导电薄片的平面图；

图2示出了部分组装的部件的透视图；

图3示出了铁氧体芯的半体(half)的透视图；

图4示出了使用4片导电薄片的一实施例；

图5示出了图2所示部件的等效电路。

具体实施方式

参照图1-3，将介绍根据一实施例的复合电感器/电容器的构造。导电薄片1和2被设置在介电绝缘层3和4上。第一端子5被设置在导电薄片1的一端，第二端子6被提供在导电薄片2的相反端。

优选为，导电薄片1和2由例如铜或铝的导电金属形成。导电薄片1和2的宽度远大于其厚度，优选为，宽度为厚度的至少10倍，以便提供合适的电容。介电绝缘层3和4可由这样的介电材料形成：其具有适用于电容器的介电常数，例如为聚丙烯，聚苯乙烯或者聚酯。

导电薄片1和介电绝缘体3可被转移到右侧并放置在导电薄片2和电介质4顶部，以形成导电薄片1、2与绝缘层3、4的堆叠组件，其中，端子5被设置在组件的一端，端子6被设置在另一端。然后，这个组件可被绕卷成如图2所示形式的螺旋物并放入铁氧体芯7的半体。同样的铁氧体芯半体在图3中示出，其可与铁氧体芯7配合以形成经过螺旋物中心并在螺旋卷绕组件周围的磁环路。铁氧体芯可是有缺口的或者无缺口的。对于极高频率应用，可不需要物理芯(″空气芯″构造)。在其他应用中，可使用锰游合金(mu-metal)、铁粉或者粉末状铁氧体。

由于端子5和6被设置在螺旋物的相反端，该部件提供了可观的电感以及电容性耦合。这允许用一个部件替换电容性和导电部件。