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CN216751530U - 电磁兼容滤波器 - Google Patents

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CN216751530U
CN216751530U CN202122872333.1U CN202122872333U CN216751530U CN 216751530 U CN216751530 U CN 216751530U CN 202122872333 U CN202122872333 U CN 202122872333U CN 216751530 U CN216751530 U CN 216751530U
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房兑浩
朴智勋
沈炫佑
金头昊
全秀珉
崔德宽
金元坤
许珉
金冈敏
李阿罗
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Hyundai Mobis Co Ltd
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Abstract

提供一种电磁兼容滤波器，包括：下线轴，具有U形截面形状；下芯，包括具有U形截面形状的磁性材料，并设置在下线轴上；汇流条，设置在下芯上；上线轴，内部具有中空，具有一侧开口的六面体形状，并被配置为覆盖下线轴的上部；以及上芯，包括具有板状形状的磁性材料，设置在上线轴的内部空间中，并设置在下芯(U型芯)上，以在下线轴和上线轴相互耦接时，用由汇流条在上芯和下芯之间保持的间隙覆盖汇流条。该电磁兼容滤波器能够使由于在芯间隙中产生的边缘场引起的汇流条的温升最小化，并且对外部振动和冲击具有鲁棒性。

Description

电磁兼容滤波器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年11月20日提交的韩国专利申请第10-2020-0157098号的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开涉及一种用于满足车辆中转换器的电磁波调节的外部EMC滤波器。
背景技术
用于将电能转换并控制为每个电气设备所需的各种类型的电力的电力转换装置安装在车辆中。这种电力转换装置的典型示例是转换器(例如，DC-DC转换器)。
电磁兼容(EMC)滤波器连接到转换器的输出端，以降低转换器的输出中出现的电磁噪声。
现有技术的EMC滤波器包括汇流条、芯和线轴。根据现有技术的EMC滤波器，线轴容纳芯，并且容纳在线轴中的芯围绕大电流流过的汇流条。在芯的情况下，在芯内部形成空气间隙以防止大电流饱和。
在现有技术的EMC滤波器的情况下，线轴被制造成具有特殊形状以保持芯内的间隙。然而，由于线轴是由塑料材料形成的，它很容易受到外部振动和冲击。
当线轴受到外部振动和冲击而损坏时，可能难以保持芯内部的间隙，并且因此，存在无法防止在汇流条中流动的大电流饱和的问题。
此外，根据边缘效应，通过在芯内部的间隙中产生的磁场(边缘场)在汇流条中产生热，从而提高汇流条的温度。
实用新型内容
因此，本实用新型提供了电磁兼容(EMC)滤波器，其能够使由于在芯的间隙中产生的边缘场引起的汇流条的温升最小化，并且对外部振动和冲击具有鲁棒性。
参考以下结合附图详细描述的实施例，本公开的上述和其他目的、优点和特征以及实现它们的方法将变得显而易见。
在一个总体方面，一种电磁兼容(EMC)滤波器包括：下线轴，具有U形截面形状；下芯，包括具有U形截面形状的磁性材料，并设置在下线轴上；汇流条，设置在下芯上；上线轴，内部具有中空，具有一侧开口的六面体形状，并被配置为覆盖下线轴的上部；以及上芯，包括具有板状形状的磁性材料，设置在上线轴的内部空间中，并设置在下芯(U型芯)上，以在下线轴和上线轴相互耦接时，用由汇流条在上芯和下芯之间保持的间隙覆盖汇流条。
汇流条可以被配置成延伸以绕过间隙以便不与间隙重叠。
汇流条可以包括：第一汇流条，被配置成延伸到间隙的高度水平以下，以便不与间隙重叠；以及第二汇流条和第三汇流条，被配置成从第一汇流条的两端的相应上端表面沿相反方向延伸。
下芯的高度可以是第二汇流条或第三汇流条的厚度，或者下芯的高度可以由以下公式设计：(下芯的高度＝2×第一汇流条的厚度-间隙)。
EMC滤波器可进一步包括：散热材料，涂覆于汇流条的一部分和未被汇流条覆盖并向上露出的下芯的一部分。这里，汇流条的一部分可以是第一汇流条的表面。
汇流条包括：第一汇流条，延伸到所述间隙的高度水平以下，以便不与间隙重叠；以及第二汇流条和第三汇流条，从第一汇流条的两端的相应上端表面沿相反方向延伸，其中，EMC滤波器还包括涂覆到未被汇流条覆盖并向上暴露的下芯的部分和第一汇流条的一部分的散热材料。
在另一个总体方面，一种电磁兼容(EMC)滤波器包括：下线轴，具有U形截面形状；下芯(U型芯)，具有磁性材料，具有U形截面形状，并且设置在下线轴上；汇流条，设置在下芯上；上线轴，具有板状形状并且被配置为覆盖下线轴的上部；上芯(I型芯)，具有磁性材料，具有板状形状，设置在上线轴的下表面上，并且当下线轴和上线轴相互耦接时以由汇流条保持的间隙的方式布置在下芯(U型芯)上。
汇流条被配置成延伸以绕过间隙以便不与间隙重叠。
散热材料被涂覆到汇流条的一部分和未被汇流条覆盖并向上暴露的下芯的一部分。
从下面的详细描述、附图和权利要求中，其他特征和方面将是显而易见的。
附图说明
图1是示出根据本公开的实施例安装在转换器上的EMC滤波器的视图。
图2是根据本公开的实施例的EMC滤波器的透视图。
图3A和图3B是图2中所示的EMC滤波器的前视图和顶视图。
图4是图2所示的EMC滤波器的分解透视图。
图5是沿图2所示的线I-I'截取的EMC滤波器的横截面图。
图6是沿图2所示的线II-II'截取的EMC滤波器的横截面图。
图7至图12是示出根据本公开的实施例的EMC滤波器的制造过程的视图。
图13是根据本公开的另一实施例的EMC滤波器的透视图。
具体实施方式
以下，将参考附图详细描述本公开的实施例。
本公开的优点、特征和方面将从以下参照附图的实施例的描述中变得明显，其在下文中阐述。然而，本公开可以以不同的形式体现并且不应被解释为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本公开彻底和完整，并将本公开的范围充分传达给本领域技术人员。在本公开中，当元件被描述为连接到另一个元件时，该元件可以直接连接到另一个元件，或者可以在它们之间插入第三元件。此外，在附图中，为了便于描述和清楚起见，夸大了每个元件的形状或尺寸，并且省略了与描述无关的元件。相同的附图标记始终指代相同的元件。除非另有说明，否则单数形式的术语可包括复数形式。“包含”、“包括”或“具有”的含义指定了属性、区域、固定编号、步骤、过程、元素和/或组件，但不排除其他属性、区域、固定编号、步骤、过程、元素和/或组件。
图1是示出根据本公开的实施例安装在转换器上的EMC滤波器的视图。
参照图1，EMC滤波器100形成在形成转换器(例如，DC-DC转换器)的外周的外壳200(以下称为“外壳”)中的冷却通道210上。
如图1所示，由于EMC滤波器100直接安装在转换器的外壳200中的冷却通道210上，因此如下文所述，可以有效地冷却EMC滤波器100中的汇流条。
图2是根据本公开的实施例的EMC滤波器的透视图，图3A和图3B是图2中所示的EMC滤波器的前视图和顶视图，图4是图2所示的EMC滤波器的分解透视图，图5是沿图2所示的线I-I'截取的EMC滤波器的横截面图，图6是沿图2所示的线II-II'截取的EMC滤波器的横截面图。
参照图2至图6，EMC滤波器100包括线轴110和130、芯120和140以及汇流条150。
线轴110和130被配置为包括下线轴110和覆盖下线轴110的上部的上线轴130。
如图4所示，例如，下线轴110可以形成为具有U形截面结构，并且材料可以是例如塑料材料，并且可以通过注射成型方法模制成具有U形截面结构。
上线轴130具有一侧开口并形成为内部空的六面体形状，可以由与下线轴110相同的材料形成，并且可以通过注射成型方法模制为具有一侧开口且内部空的六面体形状。
下芯120(或U型芯)设置在下线轴110上。这里，下芯120还形成为具有U形截面结构，以便设置在具有U形截面结构的下线轴110上。
下芯120(或U型芯)由磁性材料形成，并且磁性材料可以是例如铁氧体基材料。
在上线轴130的内部空间中，设置有上芯140(或图5和图6中的I型芯)。鉴于图2至图4的EMC滤波器100，不可见设置在上线轴130的内部空间中的上芯140(I-芯)，并因此，上芯140(I型芯)未在图2至图4中示出，而是在图5和图6中示出。
如图6所示，与具有U形截面结构的下芯120不同，上芯140形成为板状形状。
上芯140(I型芯)也可以由类似于下芯120(U形芯)的磁性材料形成。
当下线轴110和上线轴130彼此耦接时，在下芯120和上芯140之间形成预设间隙(图5和图6中的G)。间隙(图6中的G)的存在是为了防止在汇流条150中流动的大电流饱和，这将在下面描述。
汇流条150设置在下芯120(U型芯)上。与以特殊形状制造线轴以设计间隙的相关技术不同，在本公开中，间隙(在图5和图6中)G由硬金属材料形成的汇流条150保持。
由于间隙(图5和图6中的G)由硬金属材料形成的汇流条150保持，所以即使在强烈的外部振动和冲击下，间隙(图6中的G)也可以保持。
设置在下芯120(U型芯)上的汇流条150包括一体形成的第一汇流条152、第二汇流条154和第三汇流条156。
第一汇流条152设置在下芯120(U型芯)上，并在间隙(图5和图6中的G)下沿直线延伸，以便不与形成在下芯120(U型芯)和上芯(I型芯)140之间的间隙(图5和图6中的G)重叠。
第二汇流条154和第三汇流条156从第一汇流条152的两端的上端表面沿相反方向的直线延伸，并且当通过耦接下线轴110和上线轴130来完成EMC滤波器100的制造时，下线轴110和上线轴130被设计成延伸到耦接组件的外部。
第二汇流条154和第三汇流条156分别连接到设置在其下方的转换器的外壳(图1中的200)中形成的输出端(图1中未示出)，由此EMC滤波器100滤除发生在转换器的输出端的电磁噪声。
包括第一汇流条152、第二汇流条154和第三汇流条156的汇流条150可以延伸成绕过间隙(图5和图6中的G)，以便不与间隙(图5和图6中的G)重叠，并且可以被设计成较少受间隙(图5和图6中的G)中出现的磁场(边缘场)的影响，从而最小化由磁场(边缘场)引起的汇流条150的温度增加。
当然，如图5所示，在第一汇流条152的两端的上端表面形成的第二汇流条和第三汇流条的端部A和B与间隙(图5和图6的G)重叠，但是第二汇流条和第三汇流条的端部A和B与间隙(图5和图6的G)重叠的程度不显着受磁场(边缘场)影响。
汇流条150可以由高导电金属材料形成。金属材料比塑料材料硬。在本公开中，如图5和图6所示，使用由刚性材料形成的汇流条150来保持形成在上芯120(U型芯)和下芯140(I型芯)之间的间隙(图5和图6中的G)。
因此，即使在强烈的外部振动和冲击下，间隙(图5和图6中的G)也可以持续保持。
同时，根据本公开的实施例的下芯120(U型芯)的高度(图4和图6中的H)根据第一汇流条152的厚度(图4和图6中的B)来设计。
这里，下芯120(U型芯)的高度H可以是第二汇流条154和第三汇流条156的厚度。在这种情况下，第二汇流条154和第三汇流条156的厚度相等，并且第一汇流条152(图4和图6中的B)的厚度可以不同于第二汇流条154的厚度。在本实施例中，假定第一汇流条152(图4和图6中的B)的厚度不同于第二汇流条154和第三汇流条156的厚度。
在该实施例中，下芯120(U型芯)的高度H可由以下等式设计。
[等式1]
下芯的高度(图4和图6中的H)＝2×第一汇流条152的厚度(图4和图6中的B)-间隙(图5和图6中的G)
图7至图12是示出根据本公开的实施例的EMC滤波器的制造过程的视图。
首先，参照图7，准备具有U形截面结构的下线轴110，并且通过粘合工艺将具有U形截面结构的下芯120安装在下线轴110上。
接着，参照图8，汇流条150(152、154和156)通过粘合工艺安装在下芯120(U型芯)上。
接着，参照图9，对构成汇流条150(152、154和156)的第一汇流条152和未被汇流条150(152、154和156)覆盖但向上露出的下芯120(U型芯)施加涂覆散热材料60的处理。这里，散热材料60可以是例如热润滑脂。
接下来，参照图10，准备上线轴130，并且通过粘合工艺将上芯140安装在形成上线轴130的内部空间的底表面上。这里，图10的处理可以与图7的处理同时执行。
接着，参照图11A、图11B和图12，下线轴110和上线轴130耦接，且上线轴130覆盖第一汇流条152和涂覆散热材料60的下芯120。
根据下线轴110和上线轴130的耦接过程，下芯120和上芯140之间以预先设置的间隙(图5和图6中的G)包围汇流条150。此时，构成汇流条150(152、154和156)的第一汇流条152设置在间隙(图5和图6中的G)的下方，由此，汇流条150(152、154和156)以绕过间隙(图5和图6中的G)的结构延伸。
以这种方式，由于汇流条150(152，154和156)在结构中整体地绕过间隙(图5和图6中的G)，并且汇流条150(152，154和156)与间隙(图5和图6中的G)之间的重叠被最小化，因此汇流条150(152，154和156)受间隙(图5和图6中的G)中发生的磁场(边缘效应)的影响较小。因此，可以最小化由于磁场(边缘效应)引起的汇流条150(152、154、156)的温度的增加。
此外，由于诸如金属材料的硬质材料的汇流条150(152、154和156)保持(或支撑)间隙(图5和图6中的G)，即使在外部振动和冲击的情况下，间隙(图5和图6中的G)也可以持续保持。
图13是根据本公开的另一实施例的EMC滤波器的透视图。
参照图13，根据本公开的另一实施例的EMC滤波器100'包括下线轴110'、上线轴130'和汇流条150'。
根据另一实施例的下线轴110'可以被实现为具有与上面参考图2至图12描述的下线轴110相同的结构和功能，并且根据另一实施例的汇流条150'也被实现为具有与上面参考图2至图12描述的汇流条150相同的结构和功能。
因此，根据本公开的另一实施例的下线轴110'和汇流条150'的描述被上面参考图2至图12描述的下线轴110和汇流条150的描述所取代。
然而，根据另一实施例的上线轴130'与上述由一侧开口且内部空的六面体形状形成的上线轴130的不同之处在于，上线轴130'具有板状形状。在这种情况下，与上述实施例不同，上芯可以设置在上线轴130'的下表面上，而不是设置在形成上线轴130'的内部空间的底表面上。
除了形状不同之外，上面描述的上线轴130'和上线轴130被实现为具有相同的功能。因此，上线轴130'的描述也被上述上线轴130的描述所取代。
根据本实用新型的EMC滤波器，在延伸以绕过芯内部间隙(上芯和下芯之间的间隙)的汇流条上涂覆散热材料，从而使由于芯内部间隙中的边缘效应(边缘场)而发生的汇流条的温升最小化。
此外，由于本公开的EMC滤波器直接安装在转换器外壳中的冷却通道上，因此提高了汇流条的冷却效率。
此外，根据本公开的EMC滤波器，通过用由硬金属材料形成的汇流条保持芯内部的间隙(上芯和下芯之间的间隙)，即使在强烈的外部振动和冲击下，也可以保持芯内部的间隙。
此外，根据本实用新型的EMC滤波器，如上所述，由于汇流条保持芯内部的间隙(上芯和下芯之间的间隙)，如在现有技术中，线轴具有特殊形状以保持间隙，所以线轴可以制造成具有简单的形状，而不是特殊形状以保持间隙，从而减少制造线轴所需的时间和成本。
上面已经描述了许多示例性实施例。然而，可以理解，可以进行各种修改。例如，如果以不同的顺序执行所描述的技术和/或如果以不同的方式组合所描述的系统、体系结构、设备或电路中的组件和/或由其他组件或其等价物替换或补充，则可以实现适当的结果。因此，其他实现在所附权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种电磁兼容滤波器，其特征在于，包括：
下线轴，具有U形截面形状；
下芯，包括具有U形截面形状的磁性材料，并设置在所述下线轴上；
汇流条，设置在所述下芯上；
上线轴，内部具有中空，具有一侧开口的六面体形状，并被配置为覆盖所述下线轴的上部；以及
上芯，包括具有板状形状的磁性材料，设置在所述上线轴的内部空间中，并设置在所述下芯上，以在所述下线轴和所述上线轴相互耦接时，用由所述汇流条在所述上芯和所述下芯之间保持的间隙覆盖所述汇流条。
2.根据权利要求1所述的电磁兼容滤波器，其特征在于，所述汇流条被配置成延伸以绕过所述间隙以便不与所述间隙重叠。
3.根据权利要求1所述的电磁兼容滤波器，其特征在于，
所述汇流条包括：
第一汇流条，被配置成延伸到所述间隙的高度水平以下，
以便不与所述间隙重叠；以及
第二汇流条和第三汇流条，被配置成从所述第一汇流条的两端的相应上端表面沿相反方向延伸。
4.根据权利要求3所述的电磁兼容滤波器，其特征在于，所述下芯的高度是所述第二汇流条或所述第三汇流条的厚度。
5.根据权利要求3所述的电磁兼容滤波器，其特征在于，所述下芯的高度由以下公式设计：
所述下芯的所述高度＝2×所述第一汇流条的厚度-所述间隙。
6.根据权利要求1所述的电磁兼容滤波器，其特征在于，还包括：
散热材料，涂覆于所述汇流条的一部分和未被所述汇流条覆盖并向上露出的所述下芯的一部分。
7.根据权利要求1所述的电磁兼容滤波器，其特征在于，
所述汇流条包括：
第一汇流条，延伸到所述间隙的高度水平以下，以便不与所述间隙重叠；以及
第二汇流条和第三汇流条，从所述第一汇流条的两端的相应上端表面沿相反方向延伸，
其中，所述电磁兼容滤波器还包括涂覆到未被所述汇流条覆盖并向上暴露的所述下芯的部分和所述第一汇流条的一部分的散热材料。
8.一种电磁兼容滤波器，其特征在于，包括：
下线轴，具有U形截面形状；
下芯，具有磁性材料，具有U形截面形状，并设置在所述下线轴上；
汇流条，设置于所述下芯上；
上线轴，具有板状形状并被配置为覆盖所述下线轴的上部；以及
上芯，具有磁性材料，具有板状形状，设置在所述上线轴的下表面上，并且当所述下线轴和所述上线轴相互耦接时，以由所述汇流条保持的间隙设置在所述下芯上。
9.根据权利要求8所述的电磁兼容滤波器，其特征在于，所述汇流条被配置成延伸以绕过所述间隙以便不与所述间隙重叠。
10.根据权利要求8所述的电磁兼容滤波器，其特征在于，散热材料被涂覆到所述汇流条的一部分和未被所述汇流条覆盖并向上暴露的所述下芯的一部分。
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