[发明专利]耦合电感

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子领域，具体涉及一种耦合电感。

背景技术

近几年来，耦合电感在电力电子技术领域获得了广泛的应用。在电力电子变换器中采用耦合电感不但能够明显提高电力电子变换器的动态性能和效率及提高输出的开关频率，还可以减少输出波纹电流、大幅度地降低电力电子变换器的体积和成本。

如图1所示，现有一种耦合电感，包括第一框体磁芯11、两个第二框体磁芯12以及两个线圈13，第一框体磁芯11和每一个第二框体磁芯12分别包括两个相对的磁柱和两个相对的磁轭，其中：两个第二框体磁芯12分别位于第一框体磁芯11的两侧，每一个第二框体磁芯12的一个磁柱121与第一框体磁芯11一个磁柱111相邻，且以第一框体磁芯11的中心线对称分布，每个线圈13将相邻的两个磁柱111和121缠绕在一起。

然而，线圈13需要在第一框体磁芯11与第二框体磁芯12上同时缠绕，增加了线圈的成本，再者，第二框体磁芯12需要向两边延伸，导致电感宽度较大，降低了电感功率密度。

发明内容

提供一种耦合电感，使用本发明提供的耦合电感可降低线圈的损耗以及降低成本。

第一方面，本发明提供了一种耦合电感，所述耦合电感包括第一磁芯及缠绕于所述第一磁芯的第一组线圈和第二组线圈，所述第一磁芯为框体磁芯，所述框体磁芯的一组对边包括第一条边和第二条边，所述第一条边包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第二条边也包括第一部分、第二部分以及第三部分，所述第一条边的第二部分位于所述第一条边的第一部分和第三部分之间，所述第二条边的第二部分位于所述第二条边的第一部分和第三部分之间，所述第一组线圈围绕所述第一条边的第一部分和所述第二条边的第一部分进行缠绕，所述第二组线圈围绕所述第一条边的第三部分和所述第二条边的第三部分进行缠绕，所述耦合电感还包括第二磁芯，所述第二磁芯设置于所述两组线圈之间，所述第二磁芯与所述第一条边的第二部分或第二条边的第二部分之间形成气隙。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实施方式中，所述第一磁芯设有第一端面，所述第二磁芯设有第二端面，所述第二磁芯的第二端面上至少有两个台阶，所述台阶具有台阶面，所述台阶面与所述第一端面之间形成气隙，所述台阶面对应的气隙之间具有段差。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，在第一方面的第二种可能的实施方式中，所述第一端面与所述第二端面二者之中的至少一个为多阶面、凸面、凹面、斜面、多阶内凹面或多阶外凸面的其中之一。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实施方式或第一方面的第二种可能的实施方式，在第一方面的第三种可能的实施方式中，所述气隙为非线性气隙。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实施方式或第一方面的第二种可能的实施方式或第一方面的第三种可能的实施方式，在第一方面的第四种可能的实施方式中，所述第二磁芯到所述第一组线圈的距离与到所述第二组线圈的距离相等。

结合第一方面或第一方面的第一种至第四种任一种可能的实施方式，在第一方面的第五种可能的实施方式中，所述第二磁芯为块状磁芯或U型磁芯。

结合第一方面或第一方面的第一种至第五种任一种可能的实施方式，在第一方面的第六种实施方式中，所述第二磁芯采用内部含有气隙的磁性材料制成。

结合第一方面或第一方面的第一种至第六种任一种可能的实施方式，在第一方面的第七种可能的实施方式中，所述第二磁芯采用铁硅金属磁粉芯或铁硅铝金属磁粉芯制成。

结合第一方面或第一方面的第一种至第七种任一种可能的实施方式，在第一方面的第八种可能的实施方式中，所述第一磁芯采用硅钢片、或铁氧体、或非晶合金、或微晶合金制成。

结合第一方面或第一方面的第一种至第八种任一种可能的实施方式，在第一方面的第九种可能的实施方式中，所述第一磁芯可采用内部无气隙的磁性材料制成。

从上可知，本发明提供的耦合电感包括第一磁芯及缠绕于所述第一磁芯的两组线圈，由于只需在一个铁心上绕制减小了线圈绕线长度，降低线圈损耗的同时大幅降低线圈的成本；所述耦合电感还包括第二磁芯，且所述第二磁芯设置与两组线圈之间，通过调整第一磁芯与所述第二磁芯之间的气隙距离，即可实现高性能耦合电感。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。