[发明专利]一种目字形磁集成耦合电感器

说明书

一种“目”字形磁集成耦合电感器，其特征在于由“目”字形铁芯体和两相线圈组成，所述“目”字形铁芯体由四个“U”字形铁芯组成；所述其中两个“U”字形铁芯的磁柱相对放置而组成“口”字形铁芯；在所述“口”字形铁芯的两个磁柱上分别绕制所述两相线圈；所述另外两个“U”字形铁芯分别置于所述“口”字形铁芯的磁柱两侧，扣在所述两相线圈上，所述另外两个“U”字形铁芯的磁柱与所述“口”字形铁芯的磁柱两侧保持一段距离而形成气隙。本发明的有益效果是：用于电感耦合集成，气隙数量增加一倍，气隙长度减小一半，气隙对称，气隙扩散磁通显著减小，两线圈互感磁路最短且无气隙，互感和自感大，节能节材，减小电磁干扰。

技术领域

本发明涉及一种电感器，尤其涉及一种“目”字形磁集成耦合电感器，可广泛应用于各种单向运行和双向运行的交错并联开关电源中。

技术背景

近年来，为各种用电设备提供电能的开关电源正朝着低电压、大电流、体积小、重量轻、效率高、薄型化和集成化方向发展，包括近年来兴起的广泛应用于电动汽车、混合动力车、不间断电源、电能质量调节电源、航空电源、可再生能源发电及超导储能等需要能量双向流动场合的双向开关电源，这些开关电源通过采用多相交错并联的拓扑结构，可以增大输出电流和功率、减小开关器件的容量，但其中各相储能电感器的集成化设计却是一件困难而具有挑战性的工作，严重制约了交错并联开关电源减小体积、提高效率和动态响应速度等目标的实现。

目前，公知的磁集成耦合电感器由铁氧体铁芯和线圈构成，线圈绕在铁氧体铁芯的磁柱上。现有“EE”或“EI”型耦合电感器存在两线圈的互感磁路长、磁阻大、自感和互感小等技术缺陷，不利于磁芯体积的减小和损耗的降低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种实施方便、铁芯耦合结构简单、磁路气隙和线圈长度最小、节约铜材、线圈铜损耗和铁芯损耗小的磁集成耦合电感器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种“目”字形磁集成耦合电感器，由“目”字形铁芯体和两相线圈组成，所述“目”字形铁芯体由四个“U”字形铁芯组成；所述其中两个“U”字形铁芯的磁柱相对放置而组成“口”字形铁芯，所述其中两个“U”字形铁芯的四个磁柱两两相对组成所述“口”字形铁芯的两个磁柱；在所述“口”字形铁芯的所述两个磁柱上分别绕制所述两相线圈；所述另外两个“U”字形铁芯分别置于所述“口”字形铁芯的磁柱两侧，扣在所述两相线圈上，所述另外两个“U”字形铁芯的磁柱与所述“口”字形铁芯的磁柱两侧保持一段距离而形成气隙。

本发明的有益效果是：

1.本发明既可以用于传统单向运行的交错并联开关电源的电感集成，也可以用于近年来兴起的双向运行的交错并联开关电源的电感集成，从而实现开关电源的集成化、小型化、平面化和高效率。

2.本发明的气隙数量比传统“EE”或“EI”型耦合电感器的气隙数量增加一倍，而每个磁路气隙的长度减小一半，所以磁路的磁压分布更加均匀，磁路气隙的扩散磁通显著减小，由扩散磁通引起的电磁损耗和电磁干扰显著减小，既可以节约能源，又可以增大铁芯的电感系数，从而减小线圈匝数，节约铜材。

3.本发明的铁芯体由常规“U”字形铁芯组合而成，容易实现大规模生产。

4.本发明采用垫片的方法取代研磨铁芯的方法来调整气隙长度，使气隙长度更容易调整。

5.本发明可以先绕制好线圈，将两个“U”字形铁芯的磁柱穿过线圈并对接起来而形成“口”字形铁芯，将另外两个“U”字形铁芯扣在两相线圈上，生产工艺简单，容易实现大规模自动化生产。

6.两个线圈的互感磁路最短，磁阻最小，耦合最紧密，从而增大自感值和耦合系数，并减小线圈匝数，节约铜材。

以下结合附图以实施例作详细说明。

附图说明