[发明专利]可变磁导率电感器磁芯结构

说明书

技术领域

本发明涉及车用和非车用电子和电气系统，组件和电路。特别地，本发明涉及有效磁导率以及电感器磁芯结构的电感。

背景技术

当前，存在各种电感器结构，并在工业上广泛用于各种目的。这些电感器可用于，例如，混合动力汽车，风扇驱动，洗衣机，冰箱，以及其他各种机器和设备，以提高效率和性能，将噪声降至最低，或执行其他通常与之相关的任务。

电感器通常由铁磁芯形成，该磁芯可以是矩形的，并具有一个或多个窗孔。一个或多个绕组绕在该磁芯的相关部分上。加在该绕组上的电流在该磁芯内产生磁通量。为了防止在高负载状态下，该磁芯达到饱和，该磁芯通常具有一个或多个低磁导率的气隙。该低磁导率气隙降低了该磁芯的有效磁导率，并因此降低其电感。因此，在低负载下未充分使用该磁芯。通常，当气隙的长度增加，磁导率和电感就减少。这是系统主要运行在低负载的显著缺点。

因此，需要一种该进的电感器或电感器结构，来克服上述的现有磁芯结构的缺陷。

发明内容

在本发明的一个实施例中，提供了一种电感器，其包括磁芯，该磁芯包含一个具有多个材料区域的部件。该材料区域具有相关的饱和磁通密度。绕组连接在该部件上，以及配置为在该磁芯中产生磁通量。

在本发明的另一个实施例中，提供一种电感器，其包括磁芯，该磁芯包含具有气隙的部件，以及磁导率变化部件。该磁芯具有第一饱和磁通密度。该磁导率变化部件设置在该气隙内，并且具有比该第一饱和磁通密度低的饱和磁通密度。至少一个绕组连接在该部件上，并且配置为在该磁芯内产生磁通量。

本发明的实施例具有多种优点。本发明的一个实施例具有的一个优点是，电感器具有至少一个区域或部件，其在低负载状态下具有高磁导率而在高负载状态下具有低磁导率。由于在低电流改善磁通密度，同时在高负载状态提供需要的电感而电感器不会过热，从而增加了电感器材料利用率。

本发明的一个实施例具有的另一个优点是对于预定的负载状态，电感器可调为需要的磁导率和电感。

本发明的另一个实施例所具有的另一个优点是，能够提供一种电感器，该电感器在低负载状态具有高磁导率以及在高负载状态具有低磁导率，并具有可控的或受限制的损失，如涡流损耗或磁滞损耗。

本发明是通用的，提供多种可以使用，变化，调节和调谐的构造，用于电路，工业和应用的不同范围。

通过参考下面结合附图的详细描述，可以最好地理解本发明本身，以及进一步的目的和伴随的优点。

附图说明

为了更彻底的理解本发明，现在将参考本发明的实施例，其在附图中更详细地说明并且通过举例进行描述，其中：

图1是现有的电感器的侧视图，该电感器具有垂直于磁通路径方向的气隙；

图2是现有的电感器的侧视图，该电感器具有倾斜的气隙；

图3是现有的电感器磁芯的侧视图，该电感器具有多个气隙；

图4是电感器的侧视图，该电感器具有分散且均匀分布的气隙；

图5是示例电路的示意图，该电路包括依据本发明的一个实施例的电感器，该电感器含有具有不同磁饱和磁通密度的部件或材料区域；

图6是依据本发明一个实施例的电感器磁芯的侧视图，该电感器磁芯含有多个材料区域，这些材料区域具有不同的磁饱和磁通密度；

图7是依据本发明一个实施例的电感器磁芯的局部侧视放大图，该磁芯具有串联结构；

图8是依据本发明另一个实施例的电感器磁芯的局部侧视放大图，该磁芯具有并联结构；

图9是依据本发明另一个实施例的电感器磁芯的局部侧视放大图，该磁芯具有串联和并联两种结构；

图10是依据本发明另一个实施例的电感器的侧视图，该电感器包括在垂直于磁通量流动方向的磁导率变化部件；

图11是依据本发明另一个实施例的电感器的侧视图，该电感器包括在倾斜于磁通量流动方向的磁导率变化部件；

图12是依据本发明另一个实施例的电感器磁芯的侧视图，该磁芯包括部件边缘气隙；

图13是依据本发明另一个实施例的电感器磁芯的侧视图，包括矩形内部部件气隙；及

图14是依据本发明另一个实施例的电感器磁芯的侧视图，包括六角形内部部件气隙。

具体实施方式