本發(fā)明涉及一種電感器，尤其是用于多相交錯并聯(lián)開關(guān)電源的一種多相耦合電感器。

技術(shù)背景

近年來，為各種用電設(shè)備提供電能的開關(guān)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(fā)展，包括為計算機的中央處理器(centralprocessingunit，cpu)和數(shù)字信號處理器(digitalsignalprocessing，dsp)等高精度、高速度微處理器提供精密電源的電壓調(diào)整模塊，以及近年來興起的廣泛應(yīng)用于電動汽車、混合動力車、不間斷電源、電能質(zhì)量調(diào)節(jié)電源、航空電源、可再生能源發(fā)電及超導(dǎo)儲能等需要能量雙向流動場合的雙向開關(guān)電源，這些開關(guān)電源通過采用多相交錯并聯(lián)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以增大輸出電流和功率、減小開關(guān)器件的容量，但其中各相儲能電感器的集成化設(shè)計卻是一件困難而具有挑戰(zhàn)性的工作，嚴(yán)重制約了交錯并聯(lián)開關(guān)電源減小體積、提高效率和動態(tài)響應(yīng)速度等目標(biāo)的實現(xiàn)。

目前，公知的耦合電感器由鐵芯和線圈構(gòu)成，線圈繞在鐵芯的磁柱上。現(xiàn)有的多相耦合電感器存在著各相電感參數(shù)的對稱度較低、鐵芯的耦合結(jié)構(gòu)復(fù)雜、線圈的長度較長、線圈的銅損耗較大等技術(shù)不足。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)不足，提供一種各相電感參數(shù)的對稱度較高、鐵芯的耦合結(jié)構(gòu)簡單、線圈長度最小、節(jié)約銅材、線圈銅損耗和鐵芯損耗盡量減小、而且實施方便的多相耦合電感器。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種多相耦合電感器，由兩片鐵芯和多相線圈組成；其特征在于每片鐵芯都是由傳統(tǒng)“e”字形鐵芯的三個磁柱之間增加兩個磁柱而構(gòu)成，所增加的兩個磁柱的高度低于所述傳統(tǒng)“e”字形鐵芯的三個磁柱的高度；所述多相線圈分別繞在所增加的兩個磁柱上；在所述兩片鐵芯的對應(yīng)磁柱之間有氣隙；所增加的兩個磁柱的前表面及與該前表面平行的截面呈矩形、正方形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形、九邊形、十邊形、圓形、半圓形、橢圓形、矩形和圓形的組合形、矩形和半圓形的組合形、矩形和橢圓形的組合形；所述鐵芯可以采用鐵氧體、硅鋼片、鐵硅、金屬磁粉芯、非晶、超微晶或其他鐵磁性材料，所述線圈可以采用外包絕緣層的圓柱形、矩形截面、梯形截面或薄片形的銅、鋁、銀或其他金屬材料。

本發(fā)明的有益效果是：用于多相交錯并聯(lián)開關(guān)電源中各相電感器的磁耦合集成，可以提高各相電感參數(shù)的對稱度，簡化鐵芯的耦合結(jié)構(gòu)，減小鐵芯損耗，減小線圈長度，節(jié)約銅材，減小線圈的銅損耗，降低電源的輸出電流和電壓紋波，減小電源的輸出濾波電容，減小電磁干擾，提高電源的效率和響應(yīng)速度。

以下結(jié)合附圖以實施例作具體說明。

附圖說明

圖1是一種兩相耦合電感器的三維結(jié)構(gòu)圖。

圖2是圖1的一種兩相耦合電感器的其中一片鐵芯的三維結(jié)構(gòu)圖。

圖3是圖1的實施例二的一種兩相耦合電感器的三維結(jié)構(gòu)圖。

圖4是圖1的實施例三的一種三相耦合電感器的三維結(jié)構(gòu)圖。

圖5是圖4的實施例四的一種三相耦合電感器的三維結(jié)構(gòu)圖。

圖6是圖1的實施例五的一種單相電感器的三維結(jié)構(gòu)圖。

圖7是圖6的實施例六的一種兩相耦合電感器的三維結(jié)構(gòu)圖。

圖8是圖1的實施例七的一種單相電感器的三維結(jié)構(gòu)圖。

圖9是圖8的實施例八的一種兩相耦合電感器的三維結(jié)構(gòu)圖。

圖中，1-在傳統(tǒng)“e”字形鐵芯的三個磁柱之間增加兩個磁柱而構(gòu)成的新鐵芯；2-線圈；3-兩片鐵芯1的對應(yīng)磁柱之間的氣隙；4-鐵芯1的磁軛；5-構(gòu)成鐵芯1的傳統(tǒng)“e”字形鐵芯的中間磁柱；6-構(gòu)成鐵芯1的傳統(tǒng)“e”字形鐵芯的兩側(cè)磁柱；7-在中間磁柱5和兩側(cè)磁柱6之間增加的兩個長方體磁柱；8-長方體磁柱7的前表面；9-圖3中去掉鐵芯1上的所有磁柱后形成的“i”字形鐵芯；10-圖7、9中兩個并排放置的單相電感器之間的間隙。

具體實施方式

實施例一：

參照附圖1和2，一種兩相耦合電感器，由兩片鐵芯1和兩相線圈2組成；其特征在于每片鐵芯1都是由傳統(tǒng)“e”字形鐵芯的中間磁柱5和兩側(cè)磁柱6之間增加兩個磁柱7而構(gòu)成，所增加的兩個磁柱7的高度低于 所述傳統(tǒng)“e”字形鐵芯的三個磁柱5、6的高度；所述兩相線圈2分別繞在所增加的兩個磁柱7上；所述兩片鐵芯1的對應(yīng)磁柱5、6、7之間有氣隙3；所述磁柱7的前表面8及與前表面8平行的截面呈矩形；所述鐵芯1可以采用鐵氧體、硅鋼片、鐵硅、金屬磁粉芯、非晶、超微晶或其他鐵磁性材料，所述線圈2可以采用外包絕緣層的圓柱形、矩形截面、梯形截面或薄片形的銅、鋁、銀或其他金屬材料。

實施例二：

參照附圖3，一種兩相耦合電感器，將實施例一中的其中一片鐵芯1的所有磁柱5、6、7去掉，形成“i”字形鐵芯9。

實施例三：

參照附圖4，一種三相耦合電感器，在實施例一中的鐵芯1上增加一個磁柱中間5和一個磁柱7，在所增加的磁柱7上繞制第三相線圈3；依此類推，可以形成四相、五相、六相乃至三十六相的多相耦合電感器。

實施例四：

參照附圖5，一種三相耦合電感器，將實施例三中的其中一片鐵芯1的所有磁柱5、6、7去掉，形成“i”字形鐵芯9；依此類推，可以形成四相、五相、六相乃至三十六相的多相耦合電感器。

實施例五：

參照附圖6，一種單相電感器，去掉實施例一中的磁柱5，去掉實施例一中的一個磁柱7及繞在該磁柱7上的一相線圈2。

實施例六：

參照附圖7，一種兩相耦合電感器，將實施例五中的兩個單相電感器 并排放置在同一個平面上，在所述兩個單相電感器之間有間隙10；依此類推，可以形成三相、四相、五相、六相乃至三十六相的多相耦合電感器；依此類推，將實施例一、三、五中的一個或多個兩相耦合電感器、三相耦合電感器和單相電感器并排放置在同一個平面上，在所放置的各個電感器之間有氣隙10，可以形成三相、四相、五相、六相乃至三十六相的多相耦合電感器。

實施例七：

參照附圖8，一種單相電感器，將實施例五中的其中一片鐵芯1的所有磁柱6、7去掉，形成“i”字形鐵芯9。

實施例八：

參照附圖9，一種兩相耦合電感器，將實施例七中的兩個單相電感器并排放置在同一個平面上，在所述兩個單相電感器之間有間隙10；依此類推，可以形成三相、四相、五相、六相乃至三十六相的多相耦合電感器；依此類推，將實施例二、四、七中的一個或多個兩相耦合電感器、三相耦合電感器和單相電感器并排放置在同一個平面上，在所放置的各個電感器之間有氣隙10，可以形成三相、四相、五相、六相乃至三十六相的多相耦合電感器。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種多相耦合電感器，由兩片鐵芯和多相線圈組成；其特征在于每片鐵芯都是由傳統(tǒng)“E”字形鐵芯的一個中間磁柱和兩個外側(cè)磁柱之間增加兩個磁柱而構(gòu)成，所增加的兩個磁柱的高度低于所述傳統(tǒng)“E”字形鐵芯的三個磁柱的高度；所述多相線圈分別繞在所增加的兩個磁柱上；在所述兩片鐵芯的對應(yīng)磁柱之間有氣隙。本發(fā)明的有益效果是：將該種多相耦合電感器用于交錯并聯(lián)開關(guān)電源中，可以提高各相電感參數(shù)的對稱度，簡化鐵芯的耦合結(jié)構(gòu)，減小鐵芯損耗，減小線圈長度，節(jié)約銅材，減小線圈的銅損耗，降低電源的輸出電流和電壓紋波，減小電源的輸出濾波電容，減小電磁干擾，提高電源的效率和響應(yīng)速度。

技術(shù)研發(fā)人員：楊玉崗
受保護的技術(shù)使用者：楊玉崗
技術(shù)研發(fā)日：2015.12.28
技術(shù)公布日：2017.07.04