[發明專利]一種交錯并聯磁集成耦合電感器

無效

• 申請號: 201110351641.8
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN103077803A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 楊玉崗
• 申請（專利權）人: 楊玉崗
• 主分類號: H01F17/04
• 分類號: H01F17/04;H01F27/24;H01F27/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電感器，尤其涉及一種交錯并聯磁集成耦合電感器，可廣泛應用于各種單相運行和雙向運行的交錯并聯開關電源中。

技術背景

近年來，為各種用電設備提供電能的開關電源正朝著低電壓、大電流、體積小、重量輕、效率高、薄型化和集成化方向發展，包括近年來興起的廣泛應用于電動汽車、混合動力車、不間斷電源、電能質量調節電源、航空電源、可再生能源發電及超導儲能等需要能量雙向流動場合的雙向開關電源，這些開關電源通過采用多相交錯并聯的拓撲結構，可以增大輸出電流和功率、減小開關器件的容量，但其中各相儲能電感器的集成化設計卻是一件困難而具有挑戰性的工作，嚴重制約了交錯并聯開關電源減小體積、提高效率和動態響應速度等目標的實現。

目前，公知的磁集成耦合電感器是由鐵氧體鐵芯和線圈構成，線圈繞在鐵氧體鐵芯的磁柱上。現有的磁集成耦合電感器以美國Volterra公司的產品為代表，存在著鐵芯的耦合結構復雜，線圈的長度較長、銅損耗較大并浪費銅材的缺點。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術不足，提供一種實施方便、鐵芯耦合結構簡單、磁路氣隙和線圈長度最小，從而節約銅材、減小線圈銅損耗和鐵芯損耗的交錯并聯磁集成耦合電感器。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種交錯并聯磁集成耦合電感器，由鐵芯體和線圈組成，所述鐵芯體由“王”字形、“E”字形和“丨”字形鐵芯構成；所述“王”字形鐵芯居中，所述“E”字形和“丨”字形鐵芯分別置于所述“王”字形鐵芯兩側，組成“E王丨”型鐵芯體。

構成所述“王”字形鐵芯的三個橫軛把一個居中的直柱分隔成兩個中柱，在所述的兩個中柱上分別纏繞所述兩相線圈，所述兩相線圈的匝數相等、繞制方向相同或相反，通過改變所述兩相線圈的電流方向來保證所述兩個中柱的磁通方向相反。

在所述“王”字形鐵芯的三個橫軛的其中一側與所述“E”字形鐵芯的三個橫軛的接觸處設置三個磁路氣隙，在所述“王”字形鐵芯的三個橫軛的另一側與所述“丨”字形鐵芯的接觸處設置另外三個磁路氣隙，通過改變所述“王”字形鐵芯的三個橫軛的長度，或者改變所述“E”字形鐵芯的三個橫軛的長度，可以調整所述磁路氣隙的長度，也可以通過改變所述“王”字形鐵芯與所述“E”字形鐵芯及所述“丨”字形鐵芯的接觸處之間的距離來調整所述磁路氣隙的長度，調整所述“E王丨”型交錯并聯磁集成耦合電感器的耦合系數，滿足漏感量要求。

本發明的有益效果是：

1.本發明既可以用于傳統單向運行的交錯并聯開關電源的電感集成，也可以用于近年來興起的雙向運行的交錯并聯開關電源的電感集成，還可以用于抗電磁干擾濾波器的差、共模電感的集成，從而實現開關電源的集成化、小型化、平面化和高效率。

2.由于本發明提出的交錯并聯磁集成耦合電感器的鐵芯體主要由“王”字形、“E”字形和“丨”字形鐵芯構成，使得本發明的磁路氣隙的數量比傳統耦合電感器增加一倍，而每個磁路氣隙的長度減小一半，所以磁路的磁壓分布更加均勻，磁路氣隙的擴散磁通顯著減小，由擴散磁通引起的電磁損耗和電磁干擾顯著減小，既可以節約能源，又可以增大鐵芯的電感系數，從而減小線圈匝數，節約銅材。

3.磁路氣隙與線圈之間的距離顯著增加，實現了磁路氣隙與線圈之間距離的最大化，從而顯著減小由氣隙擴散磁通引起的線圈渦流損耗，既節約了電能又消除了線圈的局部發熱點。

4.通過將線圈直接纏繞在兩個“王”字形鐵芯的中柱上，不但簡化了鐵芯的耦合結構，而且實現了線圈長度的最小化，使線圈的用銅量和線圈銅損耗以及鐵芯損耗盡量減小，實現了節能節材的目標。

以下結合附圖以實施例對本發明作詳細說明。

附圖說明

圖1是一種兩相交錯并聯磁集成耦合電感器的結構俯視圖。

圖2是圖1的實施例二的兩相交錯并聯磁集成耦合電感器的結構俯視圖。

圖3是圖1的實施例三的兩相交錯并聯磁集成耦合電感器的結構俯視圖。

圖4是圖1的實施例四的兩相交錯并聯磁集成耦合電感器的結構俯視圖。

圖5是圖2的實施例五的兩相交錯并聯磁集成耦合電感器的結構俯視圖。

圖6是圖3的實施例六的兩相交錯并聯磁集成耦合電感器的結構俯視圖。

圖7是圖1的實施例七的兩相交錯并聯磁集成耦合電感器的結構俯視圖。

圖8是圖2的實施例八的兩相交錯并聯磁集成耦合電感器的結構俯視圖。

圖9是圖3的實施例九的兩相交錯并聯磁集成耦合電感器的結構俯視圖。