[发明专利]一种用于减小三相有源PFC滤波电感体积的结构及设计

说明书

本发明公开了一种用于减小三相有源PFC滤波电感体积的结构及其设计。其是将三相有源PFC滤波电感集成为一个三相共用的电感，使该电感由上下梁及两个边柱构成一个封闭的磁路，在两个边柱之间设置三个磁柱分别穿设三相电感线圈，并在所述磁柱上设有相同的气隙，使磁阻无穷大，由此会使每一相的磁回路均通过边柱，而三相电流相加值为零，则边柱磁链为零。实现了通过改进电感磁芯的形状实现磁路的共用，减小电感的体积,进而较少磁性材料的使用，降低滤波电感在三相有源PFC中所占的体积。

技术领域

本发明涉及电源转换领域，尤指一种用于减小三相有源PFC滤波电感体积的结构及设计。

背景技术

常规三相三线PFC多采用无源PFC电路。随着三相三线有源PFC技术的成熟，以及有源PFC相对无源PFC的优势，有源PFC系统正在逐步取代无源PFC系统作为三相三线大功率系统的供电解决方案。因为有源PFC电路有很好的效果，基本上可以完全消除电流波形的畸变，而且电压和电流的相位可以控制保持一致，它基本上完全解决了功率因数、电磁兼容、电磁干扰的问题，现有电路的原理如图1及图2所示，但是其电路非常的复杂。且目前三相有源PFC所用的滤波电感为每相一个电感，每个电感各自走自己的磁通回路，这导致三相有源PFC滤波电感所占体积很大，占用了太多空间，并且增加了磁性材料的用量。

为了降低其体积及成本，经发明人研究发现，由于三相电流每个时刻的相加值都为零，发明人考虑到这种情况下完全可以设计一个三相的共用磁回路的电感，来降低电感在电源中所占的空间，同时可减少磁材料的使用，以降低电源成本。

发明内容

为解决上述问题，本发明主要目的在于，提供一种用于减小三相有源PFC滤波电感体积的结构，以便在原有电路不变的情况下，稍微的改变一下空载时的PWM控制方式就能在满足设计要求的前提下提供一种用于减小三相有源PFC滤波电感体积的设计。其次一级目的是在减小电感在电源中所占空间体积和降低磁材料成本的前提下提供一种用于减小三相有源PFC滤波电感体积的设计。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于减小三相有源PFC滤波电感体积的结构,所述三相有源PFC滤波电感为三相共用的电感，该电感具有两个边柱、三个磁柱及上下梁，所述磁柱位于两个边柱之间，所述五个柱子上下两端由上下磁梁连接构成封闭磁路，且三个所述磁柱设置有相同的气隙，三相电感线圈(A、B、C)分设于所述磁柱上。

本发明还提供了一种用于减小三相有源PFC滤波电感体积的设计方法,其是将三相有源PFC滤波电感集成为一个三相共用的电感，使该电感由上下梁及两个边柱构成一个封闭的磁路，在两个边柱之间设置三个磁柱分别穿设三相电感线圈，并在所述磁柱上设有相同的气隙，使磁阻无穷大，由此会使每一相的磁回路均通过边柱，而三相电流相加值为零，则边柱磁链为零。

进一步的，三个电感线圈A、B、C是分别绕在穿设于三个磁柱的骨架上，且绕制方法相同，每个电感线圈分别具有一个输入端和一个输出端。另外，其中的输入端子(A1、B1、C1)可分别接三相电，而输出端子(A2、B2、C2)为经过电感以后的输出端。

较佳的是，所述的三个磁柱应具有相同的形状及尺寸，借助所述磁柱上均设有相同的气隙，使其磁阻无穷大，由此使每一相的磁回路均通过边柱，借助三相电流相加值为零，则使边柱磁链为零。且磁柱的截面形状可为方形、圆形或者椭圆形等各种形状。

并且为了方便，可将三个电感线圈A、B、C采用相同绕制方法，分别绕在穿设于三个磁柱的骨架上。并且该电感磁芯可采用E型磁性材料对插成三相五柱四窗式磁芯。

本发明有益效果在于，借助上述技术方案，实现了通过改进电感磁芯的形状实现磁路的共用，减小电感的体积,进而较少磁性材料的使用，降低滤波电感在三相有源PFC中所占的体积。

附图说明

图1为一种三相PFC开关电源电路示意图；