三相电感及功率模块制造技术

本公开涉及电力电子技术领域，提出了一种三相电感及功率模块。流经每个电感的电流都包含工频电流分量和高频电流分量。三相电感包括磁芯和绕组，磁芯包括第一盖板、第二盖板和磁柱单元，第一盖板与第二盖板相对设置，磁柱单元夹设在第一盖板与第二盖板之间；第一绕组绕设在第一磁柱单元的第一磁柱和第二磁柱上，流经第一绕组的第一电流沿相反的方向环绕第一磁柱和第二磁柱；第二绕组绕设在第二磁柱单元的第一磁柱和第二磁柱上，流经第二绕组的第二电流沿相反的方向环绕第一磁柱和第二磁柱；第三绕组绕设在第三磁柱单元的第一磁柱和第二磁柱上，流经第三绕组的第三电流沿相反的方向环绕第一磁柱和第二磁柱。

【技术实现步骤摘要】
三相电感及功率模块
本公开涉及电力电子
，尤其涉及一种三相电感及功率模块。
技术介绍
现阶段，在高功率密度的电源模块中，电感的体积、重量与损耗占有很大的比例，因此电感的地位变得越来越重要。尤其在涉及包括多个电感的电源模块中，多个电感经常是独立设置的，从而会导致整体电感的体积较大，很难适用于集成度较高的电源模块中。
技术实现思路
本公开的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种三相电感及功率模块。根据本专利技术的第一个方面，提供了一种三相电感，流经每个电感的电流都包含工频电流分量和高频电流分量，三相电感包括：磁芯，包括第一盖板、第二盖板以及磁柱单元，第一盖板与第二盖板相对设置，磁柱单元夹设在第一盖板与第二盖板之间，磁柱单元包括第一磁柱单元、第二磁柱单元以及第三磁柱单元，每个磁柱单元包括第一磁柱和第二磁柱；和绕组，绕组包括第一绕组、第二绕组以及第三绕组；第一绕组绕设在第一磁柱单元的第一磁柱和第二磁柱上，流经第一绕组的第一电流沿相反的方向环绕第一磁柱和第二磁柱；第二绕组绕设在第二磁柱单元的第一磁柱和第二磁柱上，流经第二绕组的第二电流沿相反的方向环绕第一磁柱和第二磁柱；第三绕组绕设在第三磁柱单元的第一磁柱和第二磁柱上，流经第三绕组的第三电流沿相反的方向环绕第一磁柱和第二磁柱。在本专利技术的一个实施例中，第一磁柱单元、第二磁柱单元以及第三磁柱单元沿第一方向依次间隔设置，在每个磁柱单元中，第一磁柱和第二磁柱沿第二方向间隔设置，第一方向与第二方向的夹角介于60°和120°之间；第一磁柱的两端分别连接第一盖板和第二盖板，第二磁柱的两端分别连接第一盖板和第二盖板。在本专利技术的一个实施例中，第一盖板和第二盖板均为一体的板状结构，且第一盖板和第二盖板平行设置，第一磁柱和第二磁柱均垂直第一盖板和第二盖板。在本专利技术的一个实施例中，第一电流的工频电流分量、第二电流的工频电流分量以及第三电流的工频电流分量相位相差120°。在本专利技术的一个实施例中，第一电流环绕第一磁柱单元的第一磁柱的方向与第三电流环绕第三磁柱单元的第一磁柱的方向相同，第一电流环绕第一磁柱单元的第一磁柱的方向与第二电流环绕第二磁柱单元的第一磁柱的方向相同或相反。在本专利技术的一个实施例中，第一电流的工频电流分量、第二电流的工频电流分量以及第三电流的工频电流分量相位相同，第一电流的高频电流分量、第二电流的高频电流分量以及第三电流的高频电流分量相位相差120°。在本专利技术的一个实施例中，第一电流环绕第一磁柱单元的第一磁柱的方向与第三电流环绕第三磁柱单元的第一磁柱的方向相同，第一电流环绕第一磁柱单元的第一磁柱的方向与第二电流环绕第二磁柱单元的第一磁柱的方向相同或相反。在本专利技术的一个实施例中，工频电流分量的频率在120Hz以内，高频电流分量的频率至少是20kHz。根据本专利技术的第二个方面，提供了一种功率模块，包括上述的三相电感，功率模块为三相PFC电路模块，第一绕组、第二绕组和第三绕组分别用于形成三相PFC电路模块中的第一电感、第二电感和第三电感；第一电流的工频电流分量、第二电流的工频电流分量以及第三电流的工频电流分量的相位相差120°。在本专利技术的一个实施例中，第一电流环绕第一磁柱单元的第一磁柱的方向与第三电流环绕第三磁柱单元的第一磁柱的方向相同，第一电流环绕第一磁柱单元的第一磁柱的方向与第二电流环绕第二磁柱单元的第一磁柱的方向相同或相反。在本专利技术的一个实施例中，三相PFC电路模块包括用于电连接三相交流电源的第一输入端子、第二输入端子和第三输入端子，用于电连接负载的输出端子，以及并联连接在输出端子的正极和负极之间的第一开关桥臂、第二开关桥臂和第三开关桥臂；第一输入端子通过第一电感电连接第一开关桥臂的中点，第二输入端子通过第二电感电连接第二开关桥臂的中点，第三输入端子通过第三电感电连接第三开关桥臂的中点。根据本专利技术的第三个方面，提供了一种功率模块，包括上述的三相电感，功率模块为三路交错的单相PFC电路模块，第一绕组、第二绕组和第三绕组分别用于形成三路交错的单相PFC电路模块中的第一电感、第二电感和第三电感；第一电流的工频电流分量、第二电流的工频电流分量以及第三电流的工频电流分量相位相同，第一电流的高频电流分量、第二电流的高频电流分量以及第三电流的高频电流分量相位相差120°。在本专利技术的一个实施例中，第一电流环绕第一磁柱单元的第一磁柱的方向与第三电流环绕第三磁柱单元的第一磁柱的方向相同，第一电流环绕第一磁柱单元的第一磁柱的方向与第二电流环绕第二磁柱单元的第一磁柱的方向相同或相反。在本专利技术的一个实施例中，三路交错的单相PFC电路模块包括用于电连接单相交流电源的输入端子，电连接输入端子的整流桥，用于电连接负载的输出端子，以及并联连接在输出端子的正极和负极之间的第一开关桥臂、第二开关桥臂和第三开关桥臂；整流桥通过第一电感电连接第一开关桥臂的中点，整流桥通过第二电感电连接第二开关桥臂的中点，整流桥通过第三电感电连接第三开关桥臂的中点。本专利技术的三相电感通过将三个磁柱单元夹设在第一盖板与第二盖板之间，以此提高三相电感的集成度；而且通过使三个绕组的磁通工频分量分别在第一盖板和第二盖板上叠加，以达到降低磁通密度的效果，从而减小第一盖板和第二盖板的厚度，从而减小了三相电感的体积；或者通过使三个绕组的磁通高频分量分别在第一盖板和第二盖板上叠加，以达到降低高频磁通密度的效果，从而减小第一盖板和第二盖板的损耗，从而减小了三相电感的损耗。附图说明通过结合附图考虑以下对本公开的优选实施方式的详细说明，本公开的各种目标，特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本公开的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：图1是根据一些实施例示出的一种三相PFC电路模块示意图；图2是根据一些实施例示出的一种三相电感的磁芯的分解结构示意图；图3是根据一些实施例示出的一种三相电感的部分结构示意图；图4是根据一些实施例示出的一种三相电感的磁通示意图；图5是根据一些实施例示出的一种三路交错的单相PFC电路模块示意图；图6是根据一些实施例示出的一种三相电感的磁通示意图；图7是图6中三相电感的磁通的高频分量的示意图；图8是根据一些实施例示出的一种三相电感的部分结构示意图；图9是图8中三相电感的磁通示意图。附图标记说明如下：10、第一盖板；20、第二盖板；30、磁柱单元；31、第一磁柱单元；311、第一磁柱；312、第二磁柱；32、第二磁柱单元；321、第一磁柱；322、第二磁柱；33、第三磁柱单元；331、第一磁柱；332、第二磁柱；40、绕组；41、第一绕组；42、第二绕组；43、第三绕组。具体实施方式体现本公开特征与优点的典型实施例将在以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三相电感，其特征在于，流经每个电感的电流都包含工频电流分量和高频电流分量，所述三相电感包括：/n磁芯，包括第一盖板、第二盖板以及磁柱单元，所述第一盖板与所述第二盖板相对设置，所述磁柱单元夹设在所述第一盖板与所述第二盖板之间，所述磁柱单元包括第一磁柱单元、第二磁柱单元以及第三磁柱单元，每个所述磁柱单元包括第一磁柱和第二磁柱；和/n绕组，所述绕组包括第一绕组、第二绕组以及第三绕组；/n所述第一绕组绕设在所述第一磁柱单元的所述第一磁柱和所述第二磁柱上，流经所述第一绕组的第一电流沿相反的方向环绕所述第一磁柱和所述第二磁柱；/n所述第二绕组绕设在所述第二磁柱单元的所述第一磁柱和所述第二磁柱上，流经所述第二绕组的第二电流沿相反的方向环绕所述第一磁柱和所述第二磁柱；/n所述第三绕组绕设在所述第三磁柱单元的所述第一磁柱和所述第二磁柱上，流经所述第三绕组的第三电流沿相反的方向环绕所述第一磁柱和所述第二磁柱。/n

【技术特征摘要】
1.一种三相电感，其特征在于，流经每个电感的电流都包含工频电流分量和高频电流分量，所述三相电感包括：
磁芯，包括第一盖板、第二盖板以及磁柱单元，所述第一盖板与所述第二盖板相对设置，所述磁柱单元夹设在所述第一盖板与所述第二盖板之间，所述磁柱单元包括第一磁柱单元、第二磁柱单元以及第三磁柱单元，每个所述磁柱单元包括第一磁柱和第二磁柱；和
绕组，所述绕组包括第一绕组、第二绕组以及第三绕组；
所述第一绕组绕设在所述第一磁柱单元的所述第一磁柱和所述第二磁柱上，流经所述第一绕组的第一电流沿相反的方向环绕所述第一磁柱和所述第二磁柱；
所述第二绕组绕设在所述第二磁柱单元的所述第一磁柱和所述第二磁柱上，流经所述第二绕组的第二电流沿相反的方向环绕所述第一磁柱和所述第二磁柱；
所述第三绕组绕设在所述第三磁柱单元的所述第一磁柱和所述第二磁柱上，流经所述第三绕组的第三电流沿相反的方向环绕所述第一磁柱和所述第二磁柱。


2.根据权利要求1所述的三相电感，其特征在于，所述第一磁柱单元、所述第二磁柱单元以及所述第三磁柱单元沿第一方向依次间隔设置，在每个所述磁柱单元中，所述第一磁柱和所述第二磁柱沿第二方向间隔设置，所述第一方向与所述第二方向的夹角介于60°和120°之间；
所述第一磁柱的两端分别连接所述第一盖板和所述第二盖板，所述第二磁柱的两端分别连接所述第一盖板和所述第二盖板。


3.根据权利要求1所述的三相电感，其特征在于，所述第一盖板和所述第二盖板均为一体的板状结构，且所述第一盖板和所述第二盖板平行设置，所述第一磁柱和所述第二磁柱均垂直所述第一盖板和所述第二盖板。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的三相电感，其特征在于，所述第一电流的工频电流分量、所述第二电流的工频电流分量以及所述第三电流的工频电流分量相位相差120°。


5.根据权利要求4所述的三相电感，其特征在于，所述第一电流环绕所述第一磁柱单元的所述第一磁柱的方向与所述第三电流环绕所述第三磁柱单元的所述第一磁柱的方向相同，所述第一电流环绕所述第一磁柱单元的所述第一磁柱的方向与所述第二电流环绕所述第二磁柱单元的所述第一磁柱的方向相同或相反。


6.根据权利要求1至3中任一项所述的三相电感，其特征在于，
所述第一电流的工频电流分量、所述第二电流的工频电流分量以及所述第三电流的工频电流分量相位相同，所述第一电流的高频电流分量、所述第二电流的高频电流分量以及所述第三电流的高频电流分量相位相差120°。


7.根据权利要求6所述的三相电感，其特征在于，所述第一电流环绕所述第一磁柱单元的所述第一磁柱的方向与所述第三电流环绕所述第三磁柱单元的所述第一磁柱的方向相同，所述第一电流环绕所述第一磁柱单元的所述第一磁柱的方向与所述第二电流环绕所述第二磁柱单元的所述第一磁柱的方向相同或相反。...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢增艺，洪添丁，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31