一种复用磁路的三相高频电感制造技术

本发明专利技术公开了一种复用磁路的三相高频电感，包括A、B、C相电感绕组磁芯采用罒字形框架结构，磁芯采用罒字形框架结构，由上磁芯横梁（1）、下磁芯横梁（2）、第一磁芯立柱（3）、第二磁芯立柱（4）、第三磁芯立柱（5）、第四磁芯立柱（6）围拢成左窗口（10）、中窗口（11）、右窗口（12）；所述第二磁芯立柱中的A相磁通Φa和B相磁通Φb同相，所述第三磁芯立柱中的B相磁通Φb和C相磁通Φc同相；本发明专利技术复用了磁路，相当于B相复用了A相和C相的磁路，磁件体积、重量减小，减少成本，减少热损耗，优化磁元件的散热。优化磁元件的散热。优化磁元件的散热。

【技术实现步骤摘要】
一种复用磁路的三相高频电感


[0001]本专利技术涉及电感元件，尤其涉及一种复用磁路的三相高频电感。

技术介绍

[0002]常见的三相PFC拓扑有三相六开关、Vienna拓扑，以及他们的变形，拓扑结构如图1和图2所示。他们的特点是三个输入电感La，Lb，Lc是对称的，在设计时电感感量相同，大小材质也相同。这三个电感的工作状态也是一样的，输入电流大小相同，而相位相差120
°
。所以在类似的应用场景下，电感设计时为了减小磁芯的体积，往往会选择三相共用磁芯来减小磁元件的体积。但在现有的三相集成电感中共用磁芯中，有部分磁通相互抵消，使得元件体积无法进一步减小、磁损耗居高不下。
[0003]因此，如何设计一种体积小巧、磁损耗居小、散热良好的三相高频电感是业界亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术提出一种复用磁路的三相高频电感。
[0005]本专利技术采用的技术方案是设计一种复用磁路的三相高频电感，包括A相电感绕组、B相电感绕组、C相电感绕组，以及磁芯，所述磁芯采用罒字形框架结构，由上磁芯横梁、下磁芯横梁、第一磁芯立柱、第二磁芯立柱、第三磁芯立柱、第四磁芯立柱围拢成左窗口、中窗口、右窗口；所述A相电感绕组缠绕在左窗口四周的侧壁上，产生A相磁通Φa；所述B相电感绕组缠绕在中窗口四周的侧壁上，产生B相磁通Φb；所述C相电感绕组缠绕在右窗口四周的侧壁上，产生C相磁通Φc；所述第二磁芯立柱中的A相磁通Φa和B相磁通Φb同相，所述第三磁芯立柱中的B相磁通Φb和C相磁通Φc同相。
[0006]所述A相电感绕组分成两段，分别缠绕在左窗口所在位置的上磁芯横梁和下磁芯横梁上；所述B相电感绕组分成两段，分别缠绕在中窗口所在位置的上磁芯横梁和下磁芯横梁上；所述C相电感绕组分成两段，分别缠绕在右窗口所在位置的上磁芯横梁和下磁芯横梁上。
[0007]在一个设计方案中，所述A相电感绕组、B相电感绕组和C相电感绕组皆采用左螺旋绕制结构；其中A相和C相电感绕组中的电流由绕组头端流向尾端，B相电感绕组中的电流由绕组尾端流向头端；或者A相和C相电感绕组中的电流由绕组尾端流向头端，B相电感绕组中的电流由绕组头端流向尾端。
[0008]在另一个设计方案中，所述A相电感绕组、B相电感绕组和C相电感绕组皆采用右螺旋绕制结构，其中A相和C相电感绕组中的电流由绕组头端流向尾端，B相电感绕组中的电流由绕组尾端流向头端；或者A相和C相电感绕组中的电流由绕组尾端流向头端，B相电感绕组中的电流由绕组头端流向尾端。
[0009]在另外一个设计方案中，所述A相电感绕组和C相电感绕组皆采用左螺旋绕制结
构，B相电感绕组采用右螺旋绕制结构；其中A相、B相和C相电感绕组中的电流皆由绕组头端流向尾端；或者A相、B相和C相电感绕组中的电流皆由绕组尾端流向头端。
[0010]在其他一个设计方案中，所述A相电感绕组和C相电感绕组皆采用右螺旋绕制结构，B相电感绕组采用左螺旋绕制结构；其中A相、B相和C相电感绕组中的电流皆由绕组头端流向尾端；或者A相、B相和C相电感绕组中的电流皆由绕组尾端流向头端。
[0011]各相电感绕组分成两段，两段绕组匝数相等，分别缠绕在上磁芯横梁和下磁芯横梁上。
[0012]本专利技术提供的技术方案的有益效果是：一、复用了磁路，本来每一相都需要磁路，但是通过此种设计，相当于B相复用了A相和C相的磁路；二、磁件体积、重量减小，比起三个独立开的磁元件方便安装，大幅度减小安装难度；三、进而减少成本，体积减小，可以减小成本；四、减少热损耗，磁元件的损耗与其体积成正比，体积减小，损耗也会减小，复用部分的磁通减小之后放热量大幅度减小，可以优化磁元件的散热。
附图说明
[0013]下面结合实施例和附图对本专利技术进行详细说明，其中：图1是三相PFC拓扑结构示意图；图2是三相Vienna PFC拓扑结构示意图；图3是现有三相高频电感结构示意图；图4是本专利技术改变B相电流流向使磁通相同的绕线示意图；图5是本专利技术改变绕线使磁通相同的绕线示意图；图6是现有三相高频电感温度分布示意图；图7是本专利技术三相高频电感温度分布示意图；图8是现有的和本专利技术电感磁通曲线对照图。
具体实施方式
[0014]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0015]本专利技术提出的三相高频电感，在三相电力系统中利用磁通抵消的方法来复用磁路，从而减小有效横截面积，可以减小磁元件的体积和重量，进而减小成本，减小体积就会减小整个磁元件的损耗，优化散热。
[0016]参看图3示出的现有三相高频电感结构示意图，三相电网每一相电压之间的相位相差120
°
，假设：，；；可以得到磁通量分别为；；；假如绕线的匝数相等，那么三相交流电流产生的磁
通也是大小相同，相位相差120
°
。按照图3所示的绕线方法，A相和B相的交汇处的磁通是反向的，那么按照向量相减的规则，共用磁芯处的磁通为，此时的磁通相对与完全独立、不共用磁芯的解决方案来说体积会减小0.27，但是共用部分的截面积会是单独的倍；但是如果公用部分的磁通是同相的，那么按照向量相加的规则，磁通和原来的相比幅值没有变化，只是相位改变了，所以在这种设计下，共用部分的磁芯有效横截面积没有增加，减小磁元件的体积。
[0017]本专利技术公开了一种复用磁路的三相高频电感，参看图4，三相高频电感包括A相电感绕组7、B相电感绕组8、C相电感绕组9，以及磁芯，所述磁芯采用罒字形框架结构，由上磁芯横梁1、下磁芯横梁2、第一磁芯立柱3、第二磁芯立柱4、第三磁芯立柱5、第四磁芯立柱6围拢成左窗口10、中窗口11、右窗口12；所述A相电感绕组缠绕在左窗口四周的侧壁上，产生A相磁通Φa；所述B相电感绕组缠绕在中窗口四周的侧壁上，产生B相磁通Φb；所述C相电感绕组缠绕在右窗口四周的侧壁上，产生C相磁通Φc；所述第二磁芯立柱中的A相磁通Φa和B相磁通Φb同相，所述第三磁芯立柱中的B相磁通Φb和C相磁通Φc同相。
[0018]需要指出，为了表述方便，本文使用了许多方位词和数量词，如：上下、左中右、头端尾端、第一第二第三第四，这些词是为了表述各元件的位置关系，方便同附图对照起来看，方便人们理解本专利技术，但并不用于限定本专利技术。
[0019]在较佳实施例中，所述A相电感绕组7分成两段，分别缠绕在左窗口10所在位置的上磁芯横梁1和下磁芯横梁2上；所述B相电感绕组8分成两段，分别缠绕在中窗口11所在位置的上磁芯横梁1和下磁芯横梁2上；所述C相电感绕组9分成两段，分别缠绕在右窗口12所在位置的上磁芯横梁1和下磁芯横梁2上。
[0020]参看图4示出的一个实施例：所述A相电感绕组7、B相电感绕组8和C相电感绕组9皆采用左螺旋绕制结构；其中A相和C相电感绕组中的电流由绕组头端流向尾端，B相电感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复用磁路的三相高频电感，包括A相电感绕组（7）、B相电感绕组（8）、C相电感绕组（9），以及磁芯，其特征在于：所述磁芯采用罒字形框架结构，由上磁芯横梁（1）、下磁芯横梁（2）、第一磁芯立柱（3）、第二磁芯立柱（4）、第三磁芯立柱（5）、第四磁芯立柱（6）围拢成左窗口（10）、中窗口（11）、右窗口（12）；所述A相电感绕组缠绕在左窗口四周的侧壁上，产生A相磁通Φa；所述B相电感绕组缠绕在中窗口四周的侧壁上，产生B相磁通Φb；所述C相电感绕组缠绕在右窗口四周的侧壁上，产生C相磁通Φc；所述第二磁芯立柱中的A相磁通Φa和B相磁通Φb同相，所述第三磁芯立柱中的B相磁通Φb和C相磁通Φc同相。2.如权利要求1所述的复用磁路的三相高频电感，其特征在于：所述A相电感绕组（7）分成两段，分别缠绕在左窗口（10）所在位置的上磁芯横梁（1）和下磁芯横梁（2）上；所述B相电感绕组（8）分成两段，分别缠绕在中窗口（11）所在位置的上磁芯横梁（1）和下磁芯横梁（2）上；所述C相电感绕组（9）分成两段，分别缠绕在右窗口（12）所在位置的上磁芯横梁（1）和下磁芯横梁（2）上。3.如权利要求2所述的复用磁路的三相高频电感，其特征在于：所述A相电感绕组（7）、B相电感绕组（8）和C相电感绕组（9）皆采用左螺旋绕制结构；其中A相和C相电感绕组中的电流由绕组头端流向尾端，B相电...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯颖盈，姚顺，刘钧，徐金柱，李旭升，王虎，
申请(专利权)人：深圳威迈斯新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：