[發(fā)明專利]高集成度的磁性復合電感和分布式逆變器

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202211610212.2
• 申請日: 2022-12-14
• 公開（公告）號: CN115798879A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張佩剛;楊元勝;李迅
• 申請（專利權(quán)）人: 西安盛弘電氣有限公司
• 主分類號: H01F27/24
• 分類號: H01F27/24;H01F27/30;H01F27/34;H02M1/00;H02M7/42
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛

本發(fā)明提供一種高集成度的磁性復合電感，包括左柱磁芯、右柱磁芯、上蓋板磁芯、下蓋板磁芯、中柱磁芯、第一繞組和第二繞組，左柱磁芯、中柱磁芯和右柱磁芯設(shè)置在對稱設(shè)計的上蓋板磁芯和下蓋板磁芯之間，左柱磁芯和右柱磁芯對稱設(shè)置在中柱磁芯兩側(cè)，左柱磁芯、右柱磁芯、上蓋板磁芯、下蓋板磁芯和中柱磁芯均采用鐵氧體或非晶材料的一種或多種組合；第一繞組繞在左柱磁芯上，第二繞組繞在右柱磁芯上。相比于傳統(tǒng)的磁粉芯材質(zhì)電感，該電感可在相同感量，相同頻率和電流條件下大幅度降低磁芯體積，同時降低損耗與成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電感技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高集成度的磁性復合電感和包括該磁性復合電感的分布式逆變器。

背景技術(shù)

隨著新能源的發(fā)電占比會持續(xù)增加，且以后戶用或商用的逆變器需求會更多，這就要求逆變器有極高的功率密度與效率。

磁性元器件作為逆變器的主要構(gòu)成，其成本占整機15％以上，且損耗也占整機損耗的主要部分。因此更高的功率密度就要求更高的開關(guān)頻率，而更高的開關(guān)頻率必然會帶來損耗的增加，從而造成效率下降。

在逆變器的升壓側(cè)(BOOST)每一路都帶有一個磁元件。行業(yè)內(nèi)對于升壓側(cè)的電感多采用鐵硅等磁粉芯材料作為磁芯材料，該材料俗稱軟磁，特點是不易于飽和(短路)，因此大量應用于電感設(shè)計當中。但是由于磁粉芯材料的磁導率較低，一般在26u～75u，這樣用磁粉芯繞制的電感就不容易飽和，但損耗較大，且同樣感量要求下的體積也比較大，且磁粉芯作為較新的磁芯材料，其成本也較高。

另外現(xiàn)行電感大多采用所謂的單電感，即一路電感用一套磁環(huán)，這樣的設(shè)計既占空間，又增加成本。

基于此，需要一種新的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種適用于高防護等級的快速高集成度的磁性復合電感。

本發(fā)明實施例提供一種高集成度的磁性復合電感，包括左柱磁芯、右柱磁芯、上蓋板磁芯、下蓋板磁芯、中柱磁芯、第一繞組和第二繞組，所述左柱磁芯、所述中柱磁芯和所述右柱磁芯設(shè)置在對稱設(shè)計的所述上蓋板磁芯和所述下蓋板磁芯之間，所述左柱磁芯和所述右柱磁芯對稱設(shè)置在所述中柱磁芯兩側(cè)，所述左柱磁芯、所述右柱磁芯、所述上蓋板磁芯、所述下蓋板磁芯和所述中柱磁芯均采用鐵氧體或非晶材料的一種或多種組合；所述第一繞組繞在所述左柱磁芯上，所述第二繞組繞在所述右柱磁芯上。

在本發(fā)明提供的高集成度的磁性復合電感中，所述左柱磁芯與所述右柱磁芯內(nèi)分別設(shè)置有對稱設(shè)計的多段氣隙。

在本發(fā)明提供的高集成度的磁性復合電感中，所述多段氣隙采用硅膠片、環(huán)氧板或其他具有高絕緣和導熱性的材料中的一種或多種。

在本發(fā)明提供的高集成度的磁性復合電感中，所述第一繞組與所述第二繞組采用相同的繞制材料和繞制匝數(shù)，且繞制方式和繞組電流方向分別互為鏡像關(guān)系。

在本發(fā)明提供的高集成度的磁性復合電感中，所述左柱磁芯與所述右柱磁芯為圓柱或橢圓柱，所述中柱磁芯為兩側(cè)寬中間窄的柱體。

本發(fā)明還提供一種分布式逆變器，包括如上所述的高集成度的磁性復合電感，所述第一繞組連接在所述分布式逆變器第一路輸入，所述第二繞組連接在所述分布式逆變器第二路輸入。

實施本發(fā)明實施例，具有如下有益效果：本發(fā)明提供的高集成度的磁性復合電感，包括有第一繞組、第二繞組、中柱磁芯、左柱磁芯、右柱磁芯、上蓋板磁芯和下蓋板磁芯；所有磁芯全部采用鐵氧體材質(zhì)，上蓋板磁芯與下蓋板磁芯需要對稱設(shè)計，左柱磁芯和右柱磁芯也需要對稱設(shè)計，且需要有分布式氣隙；第一繞組繞在左柱磁芯上，連接在逆變器第一路輸入；第二繞組繞在右柱磁芯上，連接在逆變器第二路輸入；第一繞組與第二繞組繞制材料相同，繞制匝數(shù)相同，繞制方式對稱；第一繞組與第二繞組電流流向為“鏡像”關(guān)系；相比于傳統(tǒng)的磁粉芯材質(zhì)電感，該電感可在相同感量，相同頻率和電流條件下大幅度降低磁芯體積，同時降低損耗與成本。

附圖說明