CN106803455B - 平面型电抗器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平面型电抗器，包括铁芯以及线圈。铁芯包括上板片、下板片以及中柱。中柱位于上板片与下板片之间，且绕线空间位于上板片、下板片与中柱之间。线圈缠绕于中柱上且位于绕线空间中。中柱在平面型电抗器的第一侧边与上板片及下板片的至少其中之一共平面，且中柱自平面型电抗器的第二侧边内缩于绕线空间中，其中第一侧边与第二侧边相对。线圈的第一端自平面型电抗器的第一侧边外露，且线圈的第二端于平面型电抗器的第二侧边部分或全部隐藏于绕线空间中。因此，可在保持中柱的截面积不变的条件下，增加中柱的宽度且减少中柱的长度，使得中柱的长宽比变小。由于线圈的一端可部分或全部隐藏于绕线空间中，可进一步减少线圈突出铁芯部分所占用的空间。

Description

平面型电抗器

技术领域

本发明涉及一种电抗器，特别是涉及一种可有效降低线圈损耗的平面型电抗器。

背景技术

在电子设备中，需要使用磁性组件来实现电路设计上的滤波或是储能等目的，例如应用于变频器或逆变器上的电抗器(Reactor)。为了提高马达的运转效率或转速(转矩)的准确性，使用变频器或逆变器驱动马达是现今的趋势，随着时代演进，对现有产品要求越来越趋向于轻薄短小，即使是应用在变频器或逆变器上的大流电式电抗器也产生小型化或是薄型化的需求。然而，对于现有铁芯的电抗器进行薄型化设计后，电抗器的上下板片的厚度会减小，在考虑磁通守恒设计下，铁芯的中柱的宽度也会随之变小，为了满足铁芯的饱和电流要求，铁芯的中柱需具有一定的截面积，因此，铁芯的中柱的长度会变大，使得铁芯的中柱的长宽比变大。铁芯的中柱的长宽比变大会造成线圈的绕线周长变大，使得线圈的成本和损耗都会增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了弥补现有技术的不足，提供一种可有效降低线圈损耗的平面型电抗器。

本发明的平面型电抗器采用以下技术方案：

所述平面型电抗器包括铁芯以及线圈。铁芯包括上板片、下板片以及中柱。中柱位于上板片与下板片之间，且绕线空间位于上板片、下板片与中柱之间。线圈缠绕于中柱上且位于绕线空间中。中柱在平面型电抗器的第一侧边与上板片及下板片的至少其中之一共平面，且中柱自平面型电抗器的第二侧边内缩于绕线空间中，其中第一侧边与第二侧边相对。线圈的第一端自平面型电抗器的第一侧边外露，且线圈的第二端于平面型电抗器的第二侧边部分或全部隐藏于绕线空间中，其中第一端与第二端相对。

所述铁芯还包括第一侧柱以及第二侧柱，所述第一侧柱与所述第二侧柱位于所述下板片的相对两侧，所述中柱位于所述第一侧柱与所述第二侧柱之间，所述绕线空间位于所述上板片、所述下板片、所述中柱、所述第一侧柱与所述第二侧柱之间。

所述上板片、所述下板片、所述中柱、所述第一侧柱与所述第二侧柱构成所述平面型电抗器的所述铁芯，且所述平面型电抗器的所述铁芯是E-I类型、U-T类型、F-L类型或E-E类型。

所述下板片的垂直厚度小于所述第一侧柱的水平厚度或所述第二侧柱的水平厚度，或所述上板片的垂直厚度小于所述第一侧柱的水平厚度或所述第二侧柱的水平厚度。

所述中柱的宽度介于8毫米与150毫米之间。

所述中柱的长度与所述中柱的宽度的比值介于68.438与0.195之间。

所述中柱的宽度介于20毫米与150毫米之间。

所述中柱的长度与所述中柱的宽度的比值介于10.95与0.195之间。

所述中柱在所述平面型电抗器的所述第一侧边与所述上板片及所述下板片都共平面。

所述中柱在所述平面型电抗器的所述第一侧边与所述上板片及所述下板片的其中之一共平面，且所述上板片及所述下板片的其中另一延伸至与所述线圈的所述第一端重迭。

所述平面型电抗器还包括灌注胶，至少包覆所述线圈的部分结构，所述铁芯的导热系数大于所述灌注胶的导热系数。

所述平面型电抗器还包括导热部件以及灌注胶。所述导热部件设置于所述线圈的所述第一端且不接触所述线圈。所述灌注胶设置在所述线圈与所述导热部件之间。

所述导热部件的导热系数大于所述灌注胶的导热系数。

所述导热部件的导热系数介于100W/mk与400W/mk之间。

所述中柱与所述上板片及所述下板片的其中之一以多片堆栈的方式一体成型，所述中柱与所述上板片及所述下板片的其中另一之间存在气隙，所述平面型电抗器还包括气隙片，所述气隙片设置于所述气隙中。

所述气隙片由绝缘材料、非导磁材料或软性材料制成。

所述平面型电抗器的整体高度小于所述平面型电抗器的整体长度和/或所述平面型电抗器的整体宽度，且所述平面型电抗器的整体高度与所述平面型电抗器的整体长度的比值和/或所述平面型电抗器的整体高度与所述平面型电抗器的整体宽度的比值介于1/20与1/2之间。

所述平面型电抗器还包括端子座以及连接线，所述端子座包括二连接端子、至少一容置空间以及至少一孔洞，所述连接端子设置于所述容置空间，且所述端子座的孔洞设置于所述容置空间上，使所述连接端子可在所述容置空间中移动而延伸出所述端子座的孔洞，所述连接线的线头与所述连接端子电性连接，所述连接线的另一线头与所述线圈电性连接。

所述端子座包括上基座以及下基座，所述二连接端子包括二第一端子以及二第二端子，所述第一端子的一端接合于所述第二端子的孔洞，所述第二端子的孔洞设置在所述下基座的孔洞上，所述第一端子穿过所述上基座的孔洞而位于所述容置空间中，所述第二端子的延伸部由所述容置空间侧边向下延伸而与所述连接线的所述线头电性连接，所述连接线的所述另一线头与所述线圈接合。

所述第一端子的外径小于或等于所述上基座的孔洞的孔径，且所述第二端子的外径大于所述上基座的孔洞的孔径或所述第二端子与所述上基座的孔洞是错位结构，使得所述第一端子与所述第二端子可在所述容置空间中上下移动，且所述第二端子会被止挡于所述上基座的孔洞下方。

所述上基座具有二凸出结构，所述第一端子设置于所述凸出结构中，所述第一端子的边缘与所述凸出结构的外侧边缘间的距离定义为第一距离，所述第一端子的边缘与所述凸出结构的内侧边缘间的距离定义为第二距离，所述上基座与所述下基座的外侧高度定义为第一高度，所述上基座与所述下基座的内侧高度定义为第二高度，所述第一距离与所述第一高度的和大于所述第二距离与所述第二高度的和。

因此，根据上述技术方案，本发明的平面型电抗器至少具有下列优点及有益效果：由于中柱在平面型电抗器的第一侧边与二板片的至少其中之一共平面，且中柱自平面型电抗器的第二侧边内缩于绕线空间中，可在保持中柱的截面积不变的条件下，增加中柱的宽度且减少中柱的长度，使得中柱的长宽比变小。因此，本发明可在满足铁芯的饱和电流要求下有效将平面型电抗器薄型化。此外，由于中柱的长宽比变小，线圈的绕线周长便会减小，从而达到降低导线用量与线圈损耗的目的。再者，由于线圈的一端可部分或全部隐藏于绕线空间中，可进一步减少线圈突出铁芯部分所占用的空间。

附图说明

图1是本发明一实施例的平面型电抗器的立体图。

图2是图1中的平面型电抗器的爆炸图。

图3是图2中的线圈缠绕于中柱上且位于绕线空间中的立体图。

图4是图2中的下板片、上板片、中柱、第一侧柱与第二侧柱由硅钢片多片堆栈制成的示意图。

图5是本发明另一实施例的平面型电抗器的立体图。

图6是图5中的线圈自平面型电抗器移除后的立体图。

图7是本发明另一实施例的平面型电抗器的立体图。

图8是图7中的线圈自平面型电抗器移除后的立体图。

图9是本发明另一实施例的平面型电抗器的立体图。

图10是图9中的平面型电抗器的爆炸图。

图11是图9中的平面型电抗器沿X-X线的剖面图。

图12是本发明另一实施例的平面型电抗器的剖面图。

图13是本发明另一实施例的平面型电抗器的立体图。

图14是图13中的平面型电抗器的爆炸图。

图15是图13中的平面型电抗器于另一视角的爆炸图。

图16是本发明另一实施例的平面型电抗器的立体图。

图17是图16中的平面型电抗器的爆炸图。

图18是图16中的平面型电抗器沿Y-Y线的剖面图。

图19是图18中的平面型电抗器、螺丝与电路板组装前的剖面图。图20是图19中的平面型电抗器、螺丝与电路板组装过程的剖面图。图21是图20中的平面型电抗器、螺丝与电路板组装后的剖面图。图22是图16中的平面型电抗器的侧视图。

图23是本发明另一实施例的铁芯的立体图。

其中，附图标记说明如下：

1、1'、1”、3、3'、5、7 平面型电抗器

10、10' 铁芯

10a 下板片

10b 上板片

12 中柱

13a 第一侧柱

13b 第二侧柱

14 线圈

14a、14b 出线头

16 绕线空间

30、30b 气隙片

50a 第一侧板

50b 第二侧板

50c 第三侧板

50d 第四侧板

52 散热器

54、76、78a、78b 螺丝

56 灌注胶

58a、58b、58c 导热部件

70 封装壳

72 端子座

74 连接线

80 电路板

140 第一端

142 第二端

160 内缩空间

500a、500b 出线孔

720 上基座

722 下基座

724a、724b 第一端子

726a、726b 第二端子

740a、740b 线头

800a、800b、7200a、7200b、7220a、7220b 孔洞

7222 侧板

7240a、7240b、7260a、7260b 孔洞

7202a、7202b 容置空间

7204a、7204b 凸出结构

7262a、7262b 延伸部

S1 第一侧边

S2 第二侧边

G 气隙

L 长度

W 宽度

T1、T2 垂直厚度

T3、T4 水平厚度

Ht 整体高度

Lt 整体长度

Wt 整体宽度

K1 第一距离

K2 第一高度

K3 第二距离

K4 第二高度

X-X、Y-Y 剖面线

具体实施方式

请参考图1至图4，图1是本发明一实施例的平面型电抗器1的立体图，图2是图1中的平面型电抗器1的爆炸图，图3是图2中的线圈14缠绕于中柱12上且位于绕线空间16中的立体图，图4是图2中的下板片10a、上板片10b、中柱12、第一侧柱13a与第二侧柱13b由硅钢片多片堆栈制成的示意图。

如图1至图3所示，平面型电抗器1包括铁芯10以及线圈14。铁芯10包括下板片10a、上板片10b、中柱12、第一侧柱13a以及第二侧柱13b。第一侧柱13a与第二侧柱13b位于下板片10a的相对两侧。中柱12位于下板片10a与上板片10b之间且位于第一侧柱13a与第二侧柱13b之间。绕线空间16位于下板片10a、上板片10b、中柱12、第一侧柱13a与第二侧柱13b之间。线圈14缠绕于中柱12上且位于绕线空间16中。一般而言，下板片10a、上板片10b、中柱12、第一侧柱13a与第二侧柱13b就是构成平面型电抗器1的铁芯10的主要组成。在本实施例中，下板片10a、上板片10b、中柱12、第一侧柱13a与第二侧柱13b可由硅钢片多片堆栈制成(如图4所示)，例如由第一侧边S1与第二侧边S2之间的方向堆栈，可以有较佳的导磁特性，且线圈14可为铜线，但不以此为限。在本实施例中，中柱12、第一侧柱13a与第二侧柱13b是与下板片10a以多片堆栈的方式一体成型。然而，在其它实施例中，中柱12、第一侧柱13a与第二侧柱13b也可与上板片10b以多片堆栈的方式一体成型。在其它实施例中，中柱12可与下板片10a及上板片10b的其中之一一体成型，且第一侧柱13a与第二侧柱13b可与下板片10a及上板片10b的其中另一以多片堆栈的方式一体成型。换句话说，中柱12、第一侧柱13a与第二侧柱13b可分别与下板片10a及上板片10b的其中之一以多片堆栈的方式一体成型，视实际应用而定。需说明的是，平面型电抗器1的铁芯10除了图2所示的E-I类型外，也可以是U-T、F-L、E-E等类型，或是没有第一侧柱13a与第二侧柱13b的T-I类型，视实际应用而定。

如图1与图2所示，中柱12于平面型电抗器1的第一侧边S1与下板片10a及上板片10b都共平面，且中柱12自平面型电抗器1的第二侧边S2内缩于绕线空间16中，其中第一侧边S1与第二侧边S2相对。由于中柱12自平面型电抗器1的第二侧边S2内缩于绕线空间16中，因此，绕线空间16包括位于中柱12一侧的内缩空间160(如图2所示)。当线圈14缠绕于中柱12上时，线圈14的第一端140自平面型电抗器1的第一侧边S1外露，且线圈14的第二端142于平面型电抗器1的第二侧边S2可部分或全部隐藏于绕线空间16的内缩空间160中，其中第一端140与第二端142相对。在本实施例中，线圈14可以是外层具有绝缘层的扁线，且线圈14与电流方向垂直的截面可以是长方形。此外，本实施例是以线圈14的长边堆栈的方式缠绕于中柱12，线圈14内圈的出线头14a处设置经过中柱12的外表面，不经过上板片10b的下表面直接引出。因此，绕线空间16少了一个出线头14a的高度，可以降低平面型电抗器1的整体高度。再者，线圈14外圈的出线头14b设置经过第一侧柱13a内部。在其它实施例中，线圈14外圈的出线头14b也可以设置经过第二侧柱13b内部。

由于中柱12于平面型电抗器1的第一侧边S1与下板片10a及上板片10b共平面，且中柱12自平面型电抗器1的第二侧边S2内缩于绕线空间16中，可在保持中柱12的截面积不变的条件下，增加中柱12的宽度W且减少中柱12的长度L，使得中柱12的长宽比L/W变小。因此，本发明可选择性地使下板片10a的垂直厚度T1小于第一侧柱13a的水平厚度T3或第二侧柱13b的水平厚度T4，或使上板片10b的垂直厚度T2小于第一侧柱13a的水平厚度T3或第二侧柱13b的水平厚度T4，以使平面型电抗器1的整体高度降低，从而在满足铁芯的饱和电流要求下有效将平面型电抗器1薄型化。如图1所示，平面型电抗器1的整体高度Ht小于平面型电抗器1的整体长度Lt和/或平面型电抗器1的整体宽度Wt，其中Ht/Lt的比值和/或Ht/Wt的比值可介于1/20与1/2之间，以使平面型电抗器1满足薄型化的要求。此外，由于中柱12的长宽比L/W变小，线圈14的绕线周长便会减小，从而达到降低导线用量与线圈损耗(也就是，使直流电阻Rdc变小)的目的。再者，由于线圈14的第二端142可部分或全部隐藏于绕线空间16中，而进一步减少线圈14突出铁芯部分所占用的空间。

请参考下表1，表1记录中柱12的宽度W、平面型电抗器1的直流电阻Rdc以及中柱12的长度L与中柱12的宽度W的比值之间的关系。如表1所示，当中柱12的宽度W介于8毫米与150毫米之间时，平面型电抗器1的直流电阻Rdc可降低至20.1mOhm以下且可满足饱和电流要求。因此，中柱12的宽度W优选地可介于8毫米与150毫米之间。当中柱12的宽度W介于8毫米与150毫米之间时，中柱12的长度L与中柱12的宽度W的比值(也就是，中柱12的长宽比L/W)约介于68.438与0.195之间。此外，当中柱12的宽度W介于20毫米与150毫米之间时，平面型电抗器1的直流电阻Rdc可降低至9.5mOhm以下。因此，中柱12的宽度W优选地可介于20毫米与150毫米之间。当中柱12的宽度W介于20毫米与150毫米之间时，中柱12的长度L与中柱12的宽度W的比值(也就是，中柱12的长宽比L/W)约介于10.950与0.195之间。此外，中柱的宽度的一半(也就是，W/2)可小于或等于下板片10a的垂直厚度T1或上板片10b的垂直厚度T2(W/2≦T1或W/2≦T2)，或中柱的宽度的一半(也就是，W/2)可小于或等于第一侧柱13a的水平厚度T3或第二侧柱13b的水平厚度T4(W/2≦T3或W/2≦T4)。

表1

请参考图5以及图6，图5是本发明另一实施例的平面型电抗器1'的立体图，图6是图5中的线圈14自平面型电抗器1'移除后的立体图。如图5与图6所示，下板片10a可延伸至与线圈14的第一端140重迭，且中柱12于平面型电抗器1'的第一侧边S1与上板片10b共平面。与线圈14的第一端140重迭的下板片10a有助于将线圈14所产生的部分热量经由下板片10a传递到封装壳(未显示)或外界，因此，可提升平面型电抗器1'的热扩散与均温性。相较于图1所示的平面型电抗器1，平面型电抗器1'的线圈14的第一端140只有自平面型电抗器1'的第一侧边S1的上方外露(如图5所示)。需说明的是，第5-6图中与第1-3图中所示相同标号的组件，其作用原理大致相同，在此不再赘述。

请参考图7以及图8，图7是本发明另一实施例的平面型电抗器1”的立体图，图8是图7中的线圈14自平面型电抗器1”移除后的立体图。如图7与图8所示，上板片10b可延伸至与线圈14的第一端140重迭，且中柱12于平面型电抗器1”的第一侧边S1与下板片10a共平面。与线圈14的第一端140重迭的上板片10b有助于将线圈14所产生的部分热量经由上板片10b传递到平面型电抗器外部1”的封装壳(未显示)或外界，因此，可提升平面型电抗器1”的热扩散与均温性。相较于图1所示的平面型电抗器1，平面型电抗器1”的线圈14的第一端140只有自平面型电抗器1”的第一侧边S1的下方外露(如图7所示)。需说明的是，第7-8图中与第1-3图中所示相同标号的组件，其作用原理大致相同，在此不再赘述。

请参考图9至图11，图9是本发明另一实施例的平面型电抗器3的立体图，图10是图9中的平面型电抗器3的爆炸图，图11是图9中的平面型电抗器3沿X-X线的剖面图。平面型电抗器3与上述的平面型电抗器1的主要不同之处在于，平面型电抗器3还包括气隙片30，如图9至图11所示。在本实施例中，中柱12与下板片10a以多片堆栈的方式一体成型，且中柱12与上板片10b之间存在气隙G。气隙G的位置可以设置在上板片10b与下板片10a之间中柱12上的任一处，例如上板片10b的下平面处、下板片10a的上平面处或上板片10b与下板片10a的中间处。例如中柱12由下板片10a向上延伸的高度小于第一侧柱13与第二侧柱13b由下板片10a向上延伸的高度，使中柱12与上板片10b之间存在气隙G，也就是气隙G位置设置在上板片10b的下平面处。于一些实施例中，铁芯是E-E类型时，气隙G位置可以设置在中柱12的中间处。由于气隙G在平面型电抗器3运作时会产生噪音，因此，本发明可将气隙片30设置于气隙G中，以减少噪音。优选地，可使气隙片30的二侧分别接触(例如贴合、黏合或压合)气隙G的上、下表面，在本实施例中，气隙片30的二侧分别接触中柱12与上板片10b。在本实施例中，气隙片30可由绝缘材料、非导磁材料或软性材料(例如，塑料)制成。需说明的是，第9-11图中与第1-3图中所示相同标号的组件，其作用原理大致相同，在此不再赘述。

请参考图12，图12是本发明另一实施例的平面型电抗器3'的剖面图。平面型电抗器3'与上述的平面型电抗器3的主要不同之处在于，平面型电抗器3'包括多个气隙片30b。如图12所示，本发明可将多个气隙片30b间隔设置于气隙G中，以减少噪音。气隙片30b的数量与设置位置可根据实际应用而决定，不以图12所绘示的实施例为限。需说明的是，图12中与图11中所示相同标号的组件，其作用原理大致相同，在此不再赘述。

请参考图13至图15，图13是本发明另一实施例的平面型电抗器5的立体图，图14为图13中的平面型电抗器5的爆炸图，图15为图13中的平面型电抗器5于另一视角的爆炸图。平面型电抗器5与上述的平面型电抗器1的主要不同之处在于，平面型电抗器5还包括上述的气隙片30、第一侧板50a、第二侧板50b、第三侧板50c、第四侧板50d、二散热器52、多个螺丝54、灌注胶56以及三导热部件58a、58b、58c。在将下板片10a、上板片10b、线圈14、气隙片30、第一侧板50a、第二侧板50b、第三侧板50c、第四侧板50d、散热器52、螺丝54以及导热部件58a、58b、58c组装后，再将灌注胶56填入第一侧板50a、第二侧板50b、第三侧板50c与第四侧板50d内形成的空间，此空间除了包括绕线空间16外，更可以包括由绕线空间16向外延伸的空间，使灌注胶56填满除了线圈14与导热部件58a、58b、58c之外的空隙而成形，以密封线圈14与导热部件58a、58b、58c。其中，线圈14与导热部件58a、58b、58c没有结构上的直接接触，两者之间具有灌注胶56，此结构可以使导热部件58a、58b、58c与线圈14之间的绝缘特性较佳，线圈14在绕线空间16内产生的热能更可以经由较少量的灌注胶56以及导热系数较佳的导热部件58a、58b、58c传递到平面型电抗器5外部的封装壳(未显示)或外界，而提升散热效果。

下板片10a、上板片10b、线圈14与气隙片30的设置方式与作用原理如上所述，在此不再赘述。

线圈14的出线头14a、14b可分别由第一侧板50a的出线孔500a、500b引出。导热部件58a、58b、58c可以与第一侧板50a、第二侧板50b与第三侧板50c的其中一个一体成形。导热部件58a、58b、58c也可固定(例如，以螺丝锁固)在第一侧板50a、第二侧板50b与第三侧板50c的其中一个上。为了具有较的绝缘特性或耐压特性，线圈14选择性地不会直接接触导热部件58a、58b、58c，线圈14与导热部件58a、58b、58c之间是灌注胶56。线圈14与导热部件58a、58b、58c之间除具有安全距离外，灌注胶56更选用绝缘特性较佳的材料。线圈14在绕线空间16内产生的热能可以经由灌注胶56、导热部件58a、58b、58c、第一侧板50a、第二侧板50b与第三侧板50c的至少其中一个传递到平面型电抗器5外部的封装壳(未显示)或外界。导热部件58a、58b、58c可以是矩形或其它适合的形状，视实际应用而定。二散热器52可分别设置于下板片10a、上板片10b与中柱12构成的铁芯的二侧，也就是设置在平面型电抗器5的外部。本发明可于二散热器52、第一侧板50a、第二侧板50b、第三侧板50c与第四侧板50d开设多个螺丝孔，以供螺丝54将第一侧板50a、第二侧板50b、第三侧板50c与第四侧板50d连同二散热器52固定及接合，使二散热器52的至少一表面接触第一侧柱13a与第二侧柱13b，从而完成图13所示的平面型电抗器5的组装。在本实施例中，散热器52更可具有多个散热片用以提升散热特性。

一般而言，线圈14是平面型电抗器5的主要热源。由于下板片10a、上板片10b与中柱12构成的铁芯的导热系数(约大于10W/mk)大于灌注胶56的导热系数(约0.2W/mk至3W/mk)，因此，灌注胶56会增加热传递阻抗。本发明可将导热部件58a、58b、58c设置于线圈14的第一端140，以有效降低热传递阻抗，其中导热部件58a可设置于线圈14的第一端140的一侧，且导热部件58b、58c可设置于线圈14的第一端140的另一侧。优选地，导热部件58a、58b、58c的导热系数可介于100W/mk与400W/mk之间。此外，导热部件58a、58b、58c可以是导热塑料、铝、陶瓷或石墨，但不以此为限。需说明的是，导热部件58b、58c也可一体成型，不以两个单体为限。此外，本发明也可只于线圈14的第一端140的一侧设置导热部件58a，而线圈14的第一端140的另一侧无设置导热部件58b、58c。导热部件58a、58b、58c的导热系数大于灌注胶56的导热系数。

请参考下表2，表2显示本发明不同案例的温度仿真结果。表2的模拟条件设定如下：(1)分析形式：稳态；(2)对流速度：3m/s；(3)线圈损耗：102W；(4)铁芯损耗：4.44W；(5)环境温度：50℃。

表2

由表2可知，于线圈14的第一端140设置导热部件可有效提升平面型电抗器5的热扩散与均温性。

请参考图16至图18，图16是本发明另一实施例的平面型电抗器7的立体图，图17是图16中的平面型电抗器7的爆炸图，图18是图16中的平面型电抗器7沿Y-Y线的剖面图。如图16至图18所示，平面型电抗器7包括铁芯10、线圈14、气隙片30、灌注胶56、封装壳70、端子座72以及连接线74，其中铁芯10包括下板片10a、上板片10b、中柱12、第一侧柱13a以及第二侧柱13b。需说明的是，下板片10a、上板片10b、中柱12、第一侧柱13a、第二侧柱13b、线圈14、气隙片30与灌注胶56的设置方式与作用原理如上所述，在此不再赘述。

在本实施例中，端子座72包括上基座720、下基座722、二第一端子724a、724b以及二第二端子726a、726b。第一端子724a的一端可接合于第二端子726a的孔洞7260a，第一端子724a与第二端子726a构成第一连接端子，且第一端子724b的一端可接合于第二端子726b的孔洞7260b，第一端子724b与第二端子726b构成第二连接端子，其中接合方式可以是螺纹接合或焊接，第一连接端子与第二连接端子更可以是一体成型的结构，而端子座72不限定是上基座720与下基座722的上-下组合结构，更可以是左-右或前-后的组合结构，视实际应用而定。第二端子726a的孔洞7260a设置在下基座722的孔洞7220a上，且第二端子726b的孔洞7260b设置在下基座722的孔洞7220b上。第一端子724a穿过上基座720的孔洞7200a而位于容置空间7202a中，且第一端子724b穿过上基座720的孔洞7200b而位于容置空间7202b中。第二端子726a的延伸部7262a由容置空间7202a侧边向下延伸而与连接线74的线头740a电性连接，且第二端子726b的延伸部7262b由容置空间7202b侧边向下延伸而与连接线74的线头740b电性连接。在本实施例中，连接线74可以是多股导线，由绝缘层包覆且易于弯折。连接线74可与线圈14的出线头14a、14b及第二端子726a、726b以金属构件接合。此外，可利用二螺丝76将上基座720与下基座722锁固于封装壳70上。

如图18所示，第一端子724a的外径小于或等于上基座720的孔洞7200a的孔径，且第二端子726a的外径大于上基座720的孔洞7200a的孔径。因此，第一端子724a与第二端子726a可在容置空间7202a中上下移动，且第二端子726a(止挡结构)会被止挡于孔洞7200a下方。同理，第一端子724b的外径小于或等于上基座720的孔洞7200b的孔径，且第二端子726b的外径大于上基座720的孔洞7200b的孔径。因此，第一端子724b与第二端子726b可在容置空间7202b中上下移动，且第二端子726b(止挡结构)会被止挡于孔洞7200b下方。其中，第一端子724a、724b、第二端子726a、726b的外径形状不限定，可以是圆形、方形、矩形、多边形或椭圆形。

于一些实施例，利用第一端子(或第二端子)与容置空间的斜面接触(未显示)而滑动，使第一端子与第二端子在容置空间中上、下移动。第二端子726a、726b(止挡结构)的外径不限定要大于上基座的孔洞7200a、7200b的孔径，可设计为具错位结构(未显示)，也就是第二端子726a、726b与基座720的孔洞7200a、7200b错位，在第一端子与第二端子上、下移动时，第二端子726a、726b会抵挡到容置空间7202a、7202b内部，达到止挡功效。

请参考图19至图21，图19是图18中的平面型电抗器7、螺丝78a、78b与电路板80组装前的剖面图，图20是图19中的平面型电抗器7、螺丝78a、78b与电路板80组装过程的剖面图，图21是图20中的平面型电抗器7、螺丝78a、78b与电路板80组装后的剖面图。如图19至图21所示，本发明可利用螺丝78a、78b电性连接平面型电抗器7的两个端子与电路板80的两个孔洞800a、800b周围的接点。在利用螺丝78a、78b电性连接平面型电抗器7的两个端子与电路板80的两个孔洞800a、800b周围的接点前，可先将平面型电抗器7与电路板80分别以固定机构(未显示)固定。接着，可将螺丝78a、78b分别穿过电路板80的孔洞800a、800b，以与第一端子724a、724b的孔洞7240a、7240b接合，其中接合方式可以是螺纹接合。如图21所示，在螺丝78a、78b分别与第一端子724a、724b接合后，第一端子724a、724b会由容置空间7202a、7202b向上移动延伸出上基座720的孔洞7200a、7200b到电路板80的下表面的接点，使得第一端子724a、724b与电路板80的接点形成电性连接。此时，螺丝78a、78b可分别延伸至容置空间7202a、7202b的下方或延伸至下基座722的孔洞7220a、7220b中。于一些实施例中，上基座720的孔洞7200a、7200b可以整合成一个较大的孔洞(未显示)，使第一端子724a、724b可以由容置空间7202a、7202b向上移动延伸出此较大的孔洞。相似地，容置空间7202a、7202b可以整合成一个较大的容置空间(未显示)，下基座722的孔洞7220a、7220b可以整合成一个较大的孔洞(未显示)。

当第一端子724a、724b由容置空间7202a、7202b向上移动到电路板80的下表面时，第一端子724a、724b就会带动第二端子726a、726b与连接线74向上移动。由于第二端子726a的延伸部7262a由容置空间7202a侧边向下延伸而与连接线74的线头740a电性连接，且第二端子726b的延伸部7262b由容置空间7202b侧边向下延伸而与连接线74的线头740b电性连接，因此，螺丝78a、78b向下延伸穿过容置空间7202a、7202b时，不会接触到第二端子726a、726b或连接线74。

由于第一端子724a、724b可随着螺丝78a、78b的锁固而向上移动，即使第一端子724a、724b与电路板80的接点之间的两个距离不相同，也不会产生电性接触不良或使电路板80产生应力等问题。

请参考图22，图22是图16中的平面型电抗器7的侧视图。如图16所示，上基座720可具有二凸出结构7204a、7204b，其中第一端子724a、724b分别设置于凸出结构7204a、7204b中。在本实施例中，凸出结构7204a、7204b以及下基座722的侧边向下延伸的侧板7222可用以增加第一端子724a、724b与封装壳70或铁芯10(由下板片10a、上板片10b、中柱12、第一侧柱13a与第二侧柱13b组成)的绝缘距离。以下利用第一端子724b与凸出结构7204b搭配图16与图22来说明上述特征。如图16与图22所示，第一端子724b的边缘与凸出结构7204b的外侧边缘间的距离定义为第一距离K1，且第一端子724b的边缘与凸出结构7204b的内侧边缘间的距离定义为第二距离K3。此外，上基座720与下基座722的外侧高度定义为第一高度K2，且上基座720与下基座722的内侧高度定义为第二高度K4。如图22所示，即使将孔洞7200a、7200b设置于较偏外侧，也就是第一距离K1小于第二距离K3时，由于下基座722的侧边具有向下延伸的侧板7222，也就是第一高度K2大于第二高度K4，使第一距离K1与第一高度K2的和大于第二距离K3与第二高度K4的和，因此，可有效增加第一端子724b与铁芯10(或封装壳70)之间的绝缘距离。

请参考图23，图23是本发明另一实施例的铁芯10'的立体图。如图23所示，本发明的铁芯10'可设计为E-E类型。本发明可以图23所示的铁芯10'替换上述实施例的铁芯10，作为平面型电抗器的铁芯。需说明的是，图23中与上述实施例中所示相同标号的组件，其作用原理大致相同，在此不再赘述。

因此，根据上述技术方案，本发明的平面型电抗器至少具有下列优点及有益效果：由于中柱在平面型电抗器的第一侧边与二板片的至少其中之一共平面，且中柱自平面型电抗器的第二侧边内缩于绕线空间中，绕线空间增加位于中柱一侧的内缩空间，可在保持中柱的截面积不变的条件下，增加中柱的宽度且减少中柱的长度，使得中柱的长宽比变小。因此，本发明可在满足铁芯的饱和电流要求下有效将平面型电抗器薄型化。此外，由于中柱的长宽比变小，线圈的绕线周长便会减小，从而达到降低导线用量与线圈损耗的目的。再者，由于线圈的一端可部分或全部隐藏于绕线空间中，可进一步减少线圈突出铁芯部分所占用的空间。本发明还可于中柱与板片之间的气隙设置气隙片，以减少噪音。更甚者，本发明可于外露的线圈上增设导热部件来提升平面型电抗器的热扩散与均温性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (23)

1.一种平面型电抗器，包括：

铁芯，包括：

上板片；

下板片；以及

中柱，位于所述上板片与所述下板片之间，绕线空间位于所述上板片、所述下板片与所述中柱之间；

线圈，缠绕于所述中柱上且位于所述绕线空间中；

导热部件，设置于所述线圈的所述第一端自所述上板片与所述下板片的至少其中之一向外延伸处，且与所述线圈的最内圈向外延伸到最外圈之间的部分重迭，所述导热部件不接触所述线圈，所述导热部件与所述线圈之间为电性绝缘；以及

灌注胶，包覆所述线圈与所述导热部件的多个表面；

其特征在于，所述中柱在所述平面型电抗器的第一侧边与所述上板片及所述下板片的至少其中之一共平面，且所述中柱自所述平面型电抗器的第二侧边内缩于所述绕线空间中，所述第一侧边与所述第二侧边相对，所述线圈的第一端自所述平面型电抗器的所述第一侧边外露，所述线圈的第二端于所述平面型电抗器的所述第二侧边部分或全部隐藏于所述绕线空间中，所述第一端与所述第二端相对。

2.如权利要求1所述的平面型电抗器，其特征在于，所述铁芯还包括第一侧柱以及第二侧柱，所述第一侧柱与所述第二侧柱位于所述下板片的相对两侧，所述中柱位于所述第一侧柱与所述第二侧柱之间，所述绕线空间位于所述上板片、所述下板片、所述中柱、所述第一侧柱与所述第二侧柱之间。

3.如权利要求2所述的平面型电抗器，其特征在于，所述上板片、所述下板片、所述中柱、所述第一侧柱与所述第二侧柱构成所述平面型电抗器的所述铁芯，且所述平面型电抗器的所述铁芯是E-I类型、U-T类型、F-L类型或E-E类型。

4.如权利要求2所述的平面型电抗器，其特征在于，所述下板片的垂直厚度小于所述第一侧柱的水平厚度或所述第二侧柱的水平厚度，或所述上板片的垂直厚度小于所述第一侧柱的水平厚度或所述第二侧柱的水平厚度。

5.如权利要求1所述的平面型电抗器，其特征在于，所述中柱的宽度介于8毫米与150毫米之间。

6.如权利要求5所述的平面型电抗器，其特征在于，所述中柱的长度与所述中柱的宽度的比值介于68.438与0.195之间。

7.如权利要求5所述的平面型电抗器，其特征在于，所述中柱的宽度介于20毫米与150毫米之间。

8.如权利要求7所述的平面型电抗器，其特征在于，所述中柱的长度与所述中柱的宽度的比值介于10.95与0.195之间。

9.如权利要求1所述的平面型电抗器，其特征在于，所述中柱在所述平面型电抗器的所述第一侧边与所述上板片及所述下板片都共平面。

10.如权利要求1所述的平面型电抗器，其特征在于，所述中柱在所述平面型电抗器的所述第一侧边与所述上板片及所述下板片的其中之一共平面，且所述上板片及所述下板片的其中另一延伸至与所述线圈的所述第一端重迭。

11.如权利要求1所述的平面型电抗器，其特征在于，所述平面型电抗器还包括灌注胶，至少包覆所述线圈的部分结构，所述铁芯的导热系数大于所述灌注胶的导热系数。

12.如权利要求1所述的平面型电抗器，其特征在于，所述导热部件与所述线圈之间具有一安全距离的所述灌注胶，藉由所述安全距离的所述灌注胶提升所述导热部件与所述线圈之间的绝缘特性或耐压特性。

13.如权利要求1所述的平面型电抗器，其特征在于，所述导热部件的导热系数大于所述灌注胶的导热系数。

14.如权利要求1所述的平面型电抗器，其特征在于，所述导热部件的导热系数介于100W/mk与400W/mk之间。

15.如权利要求1所述的平面型电抗器，其特征在于，所述中柱与所述上板片及所述下板片的其中之一以多片堆栈的方式一体成型，所述中柱与所述上板片及所述下板片的其中另一之间存在气隙，所述平面型电抗器还包括气隙片，所述气隙片设置于所述气隙中。

16.如权利要求15所述的平面型电抗器，其特征在于，所述气隙片由绝缘材料、非导磁材料或软性材料制成。

17.如权利要求1所述的平面型电抗器，其特征在于，所述平面型电抗器的整体高度小于所述平面型电抗器的整体长度和/或所述平面型电抗器的整体宽度，且所述平面型电抗器的整体高度与所述平面型电抗器的整体长度的比值和/或所述平面型电抗器的整体高度与所述平面型电抗器的整体宽度的比值介于1/20与1/2之间。

18.如权利要求1所述的平面型电抗器，其特征在于，所述平面型电抗器还包括端子座以及连接线，所述端子座包括二连接端子、至少一容置空间以及至少一孔洞，所述连接端子设置于所述容置空间，且所述端子座的孔洞设置于所述容置空间上，使所述连接端子可在所述容置空间中移动而延伸出所述端子座的孔洞，所述连接线的线头与所述连接端子电性连接，所述连接线的另一线头与所述线圈电性连接，所述二连接端子之间绝缘。

19.如权利要求18所述的平面型电抗器，其特征在于，所述端子座包括上基座以及下基座，所述二连接端子包括二第一端子以及二第二端子，所述第一端子的一端接合于所述第二端子的孔洞，所述第二端子的孔洞设置在所述下基座的孔洞上，所述第一端子穿过所述上基座的孔洞而位于所述容置空间中，所述第二端子的延伸部由所述容置空间侧边向下延伸而与所述连接线的所述线头电性连接，所述连接线的所述另一线头与所述线圈接合。

20.如权利要求19所述的平面型电抗器，其特征在于，所述第一端子的外径小于或等于所述上基座的孔洞的孔径，且所述第二端子的外径大于所述上基座的孔洞的孔径或所述第二端子与所述上基座的孔洞是错位结构，使得所述第一端子与所述第二端子可在所述容置空间中上下移动，且所述第二端子会被止挡于所述上基座的孔洞下方。

21.如权利要求19所述的平面型电抗器，其特征在于，所述上基座具有二凸出结构，所述第一端子设置于所述凸出结构中，所述第一端子的边缘与所述凸出结构的外侧边缘间的距离定义为第一距离，所述第一端子的边缘与所述凸出结构的内侧边缘间的距离定义为第二距离，所述上基座与所述下基座的外侧高度定义为第一高度，所述上基座与所述下基座的内侧高度定义为第二高度，所述第一距离与所述第一高度的和大于所述第二距离与所述第二高度的和。

22.如权利要求1所述的平面型电抗器，其特征在于，所述导热部件的另一表面外露在所述灌注胶之外。

23.如权利要求1所述的平面型电抗器，其特征在于，所述平面型电抗器还包括第一侧板、第二侧板、第三侧板、第四侧板以及二散热器，所述二散热器设置于所述下板片与所述上板片的相对二侧，所述第一侧板、所述第二侧板、所述第三侧板与所述第四侧板设置于所述下板片与所述上板片的周围且固定于所述二散热器，所述灌注胶填入所述第一侧板、所述第二侧板、所述第三侧板与所述第四侧板内形成的空间。