[發明專利]一種大通流磁環的設計方法

在審

• 申請號: 201910379934.3
• 申請日: 2019-05-08
• 公開（公告）號: CN110187655A
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 張慧
• 申請（專利權）人: 張慧
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種大通流磁環的設計方法，首先，實際應用中的電流I1，產生一個磁通量B1，隨著電流的增大，B1會增大直到飽和；然后通過反饋電流控制模塊產生一個反向電流I2，產生一個反向磁通量B2，反向電流I2的大小由MCU控制模塊動態調節或通過固定設置得到；使得I2產生的磁通量B2與I1產生的磁通量B1能夠大部分抵消，從而實現磁導率不會隨著I1的增大而衰減過大。本發明通過一個反饋系統設計降低大通流對磁環感量的影響，從而減小磁環的體積，降低成本，特別適合用于大通流且要求磁環感量高的場景。

技術領域

本發明涉及的是磁環技術領域，具體涉及一種大通流磁環的設計方法。

背景技術

磁導率是表征磁介質磁性的物理量，表示在空間或在磁芯空間中的線圈流過電流后，產生磁通的阻力或是其在磁場中導通磁力線的能力。其公式μ＝B/H、其中H＝磁場強度、B＝磁感應強度，常用符號μ表示，μ為介質的磁導率，或稱絕對磁導率。當通過電流較小時，B也隨著電流的曾大而變大。H與電流成正比。當電流大到一定程度時，B達到最大值Bm(不能再曾大)，而H依然曾大，所以會導致u減小。如圖1所示，μ隨著電流增大逐漸減小。

以圓形磁環為例，磁環的感量L與磁導率μ、磁環截面積F、磁環長度l、繞線匝數N都有關系。在大通流且要求磁環感量高的場景，磁環的材料要求比較高，要求磁導率在一定電流下不能衰減太大，目前基本都使用非晶磁芯?，F有方案總結：通過選取高初始磁導率，或者隨著電流增大磁導率衰減比較慢的材料，來制作大通流且感量要求高的磁環。

在大通流且要求磁環感量高的場景，比如電源的低頻濾波、磁耦合取電、低頻電力線載波耦合等都要求低頻阻抗大。而磁環的感量跟磁導率的關系很大，隨著流過磁環的電流越來越大，磁導率的衰減會越來越大，從而導致磁環達到飽和。所以在大通流且要求磁環感量高的場景，磁環的材料要求比較高，在大電流下磁導率的衰減要小，這就造成大通流且要求感量高的磁環體積非常大，對產品的設計帶來結構空間和成本的壓力。

綜上所述，現有方案的缺點：通過選取高初始磁導率，或者隨著電流增大磁導率衰減比較慢的材料，來制作大通流且感量要求高的磁環，主要缺點如下：

1、完全由磁芯材料來抗電流飽和，會導致磁環成本較高。

2、要獲取較大的感量，要增大磁環截面積，從而磁環的體積會比較大。

基于此，本發明設計了一種大通流磁環的設計方法，主要用于大通流且要求磁環感量高的場景，降低大通流對磁環感量的影響，減小磁環的體積，降低成本。

發明內容

針對現有技術上存在的不足，本發明目的是在于提供一種大通流磁環的設計方法，通過一個反饋系統設計降低大通流對磁環感量的影響，從而減小磁環的體積，降低成本，特別適合用于大通流且要求磁環感量高的場景。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：一種大通流磁環，包括磁耦合取電模塊、MCU控制模塊、反饋電流控制模塊和磁環本體，磁耦合取電模塊給MCU控制模塊、反饋電流控制模塊供電，磁環本體通過電路連接有反饋電流控制模塊；MCU控制模塊分別與電流測量接口、通信接口和反饋電流控制模塊相連，所述的反饋電流控制模塊還與固定電流設置裝置相連。

所述的一種大通流磁環的設計方法：首先，實際應用中的電流I1，產生一個磁通量B1，隨著電流的增大，B1會增大直到飽和；然后通過反饋電流控制模塊產生一個反向電流I2，產生一個反向磁通量B2，反向電流I2的大小由MCU控制模塊動態調節或通過固定設置得到；使得I2產生的磁通量B2與I1產生的磁通量B1能夠大部分抵消，從而實現磁導率不會隨著I1的增大而衰減過大。

作為優選，所述的MCU控制模塊動態調節的方式可以由MCU控制模塊通過電流傳感器測量I1大小，或者通過其他通信方式獲取I1大小，然后根據I1的大小控制反饋電流控制模塊產生相應的反向電流I2。

所述的磁耦合取電模塊可替換為外部供電模塊。