[发明专利]用于低电磁干扰的耦合感应器

说明书

一种用于低电磁干扰的耦合感应器包括多个线圈和复合磁芯，该复合磁芯包括由第一磁性材料形成的耦合磁结构和由具有分布间隙的第二磁性材料形成的漏磁结构。该耦合磁结构将这多个线圈磁性耦合在一起，并且该漏磁结构提供了用于这多个线圈的漏磁通量路径。

相关申请

本申请要求于2016年8月19日提交的美国临时专利申请No.62/377,455的优先权，该专利申请被通过参引结合于本文中。

背景技术

电气耦合多个并行的切换子转换器以提高切换功率转换器容量和/或改进切换功率转换器性能是已知的。一类带有多个切换子转换器的切换功率转换器是“多相”切换功率转换器，其中，被称之为“相位”的子转换器相对于彼此异相地切换。这种异相切换在转换器输出滤波器处导致波纹电流消除并且使该多相转换器与其它相似的单相转换器相比能够具有更好的瞬态反应。

如在授予Schultz等人的美国专利No.6,362,986(其被通过参引结合于本文)中所教导的那样，多相切换功率转换器的性能可通过将两个或多个相位的能量存储感应器磁性耦合而得到改进。这种磁性耦合导致感应器中的波纹电流消除并且相对于不具有磁性耦合感应器的其它相同的转换器而言提高了波纹切换频率，从而改进了转换器瞬态反应，降低了输入和输出滤波要求和/或改进了转换器效率。

两个或多个磁性耦合感应器通常被共同称之为“耦合感应器”并且具有相关联的漏电感值和磁化电感值。磁化电感与线圈之间的磁性耦合相关联；由此，磁化电感越大，线圈之间的磁性耦合越强。另一方面，漏电感与能量存储相关联。由此，漏电感越大，在感应器中存储的能量越多。漏电感由漏磁通量产生，该漏磁通量是由流过耦合感应器中的并未耦合于该感应器的其它线圈的一个线圈的电流所产生的磁通量。

图1是现有技术耦合感应器100的视图，该现有技术耦合感应器100包括将多个线圈104磁性耦合在一起的磁芯102。磁芯102被在线条图(wire view)中示出，即仅示出了其轮廓，以便示出耦合感应器100的内部特征。磁芯102通常由铁氧体磁性材料形成并在其漏磁通量路径中包括间隙106。间隙106通常由空气或另一非磁性材料形成并且在耦合感应器100内提供能量存储，从而帮助防止耦合感应器100的磁饱和。在设计耦合感应器100期间，可通过调整间隙106的尺寸来调整耦合感应器100的漏电感值。与耦合感应器100相似的现有技术耦合感应器的若干示例公开在授予Ikriannikov的美国专利No.8,237,530中，该专利申请被通过参引结合到本文中。

发明内容

(A1)一种用于低电磁干扰的耦合感应器可包括多个线圈和复合磁芯，该复合磁芯包括由第一磁性材料形成的耦合磁结构和由具有分布间隙的第二磁性材料形成的漏磁结构。耦合磁结构可将这多个线圈磁性耦合在一起，并且漏磁结构提供了用于这多个线圈的漏磁通量路径。

(A2)在如A1所述的耦合感应器中，第一磁性材料可具有大于第二磁性材料的磁导率。

(A3)在如A1和A2所述的耦合感应器中，第一磁性材料可包括铁氧体材料，并且第二磁性材料可包括位于粘合剂内的铁粉材料。

(A4)在如A1到A3所述的耦合感应器中的任一个中，漏磁结构可至少部分地覆盖住这多个线圈。

(A5)在如A1到A4所述的耦合感应器中的任一个中，耦合磁结构可包括(1)在第一方向上彼此分离开的第一梯杆(rail)和第二梯杆和(2)多个梯级。这多个梯级中的每一个可在第一方向上将第一梯杆与第二梯杆连结起来，并且这多个线圈中的每一个可被至少部分地缠绕在多个梯级中的相应的一个的周围。

(A6)在如A5所述的耦合感应器中，复合磁芯可被构造成，使得漏磁结构在第一方向上在第一梯杆与第二梯杆之间提供了用于漏磁通量的路径。

(A7)在如A5和A6所述的耦合感应器中的任一个中，漏磁结构可在第一方向上以第一梯杆与第二梯杆为界。