[发明专利]一种用于能量变换系统的磁集成电感与能量变换系统

说明书

本发明实施例提供了一种用于能量变换系统的磁集成电感，所述磁集成电感集成第一电感、第二电感、第三电感、第四电感于一体；所述第一电感、第二电感与第三电感用于导通能量变换系统中的三相交流电流并在导通过程中产生交流磁通；所述第四电感用于导通所述能量变换系统中的直流电流并在导通过程中产生直流磁通；所述交流磁通与所述直流磁通所经过的磁路具有共有的磁路。本发明提高了能量变换系统的集成化，减小了能量变换系统的体积、重量与制造成本，同时在同等功率密度的情况下可以减小电流的脉动，减小电流输出的纹波，改善EMC及母线电容的纹波电流，提高其寿命。同时，本发明实施例还提供包括上述磁集成电感的能量变换系统。

技术领域

本发明涉及半导体电子技术领域，特别涉及一种用于能量变换系统的磁集成电感与能量变换系统。

背景技术

现有的能量变换系统由双向直流-直流变换模块和双向交流-直流变换模块组成，可以实现储能元件与外界进行双向的能量交换。此系统中需要用到四个电感，其中在双向交流-直流变换模块中有三个用于导通三相交流电流的电感，在双向直流-直流变换模块中有一个导通直流电流的电感。

现有产品中能量变换系统所用四个电感一般采取的方式是：由四个分开独立的磁路与绕组组成，相互不耦合不影响。

本申请的发明人经过研究发现，现有技术存在以下的问题：在现有技术中由于双向直流-直流变换模块的电感与双向交流-直流变换模块的三个电感均是采用分开独立的结构，并且磁路也是相互不耦合不影响，造成整个能量变换系统体积较大、重量较重、制造成本较高。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是要提供一种用于能量变换系统的磁集成电感，能够减小能量变换系统的体积、降低能量变换系统的重量、以及降低能量变换系统的制造成本，同时在同等功率密度的情况下可以减少电流纹波，减少磁性器件的损耗，有利于EMC的改善。

本发明要解决的第二个技术问题是要提供一种能量变换系统，具有较小的体积与重量，具有较低的制造成本，同时在同等功率密度的情况下电流纹波少，磁性器件损耗少，EMC性能好。

为了解决上述的第一个技术问题，本发明实施例提供了一种用于能量变换系统的磁集成电感，所述磁集成电感集成第一电感、第二电感、第三电感、第四电感于一体；所述第一电感、第二电感与第三电感用于导通能量变换系统中的三相交流电流并在导通过程中产生交流磁通；所述第四电感用于导通所述能量变换系统中的直流电流并在导通过程中产生直流磁通；所述交流磁通与所述直流磁通所经过的磁路具有共有的磁路。

优选地，所述磁集成电感包括第一磁芯、第二磁芯、第三磁芯与三相交流集成电感组件；所述第一磁芯用于形成所述第四电感；所述三相交流集成电感组件集成所述第一电感、第二电感与第三电感；所述三相交流集成电感组件包括第四磁芯，且所述交流磁通流经所述第四磁芯所在的磁路；所述第一磁芯、第二磁芯、第四磁芯、第三磁芯依次首尾相接形成第一封闭结构，以使所述直流磁通流经所述第四磁芯所在的磁路。

优选地，所述三相交流集成电感组件还包括第五磁芯、第六磁芯、第七磁芯、第八磁芯；所述第四磁芯、第五磁芯、第六磁芯、第七磁芯依次首尾相接形成第二封闭结构；所述第八磁芯被所述第二封闭结构包围，且所述第八磁芯的一端与所述第四磁芯连接，另一端与所述第六磁芯连接；所述第四磁芯、第五磁芯、第六磁芯、第八磁芯形成第三封闭结构；所述第四磁芯、第八磁芯、第六磁芯、第七磁芯形成第四封闭结构；

所述第八磁芯上绕制有第一线圈绕组以形成所述第一电感；

所述第三封闭结构上除所述第八磁芯的任一磁芯部分上绕制有第二线圈绕组以形成所述第二电感；

所述第四封闭结构上除所述第八磁芯的任一磁芯部分上绕制有第三线圈绕组以形成所述第三电感；

所述第一磁芯上绕制有第四线圈绕组以形成所述第四电感。