高集成度的磁性复合电感和分布式逆变器制造技术

本发明专利技术提供一种高集成度的磁性复合电感，包括左柱磁芯、右柱磁芯、上盖板磁芯、下盖板磁芯、中柱磁芯、第一绕组和第二绕组，左柱磁芯、中柱磁芯和右柱磁芯设置在对称设计的上盖板磁芯和下盖板磁芯之间，左柱磁芯和右柱磁芯对称设置在中柱磁芯两侧，左柱磁芯、右柱磁芯、上盖板磁芯、下盖板磁芯和中柱磁芯均采用铁氧体或非晶材料的一种或多种组合；第一绕组绕在左柱磁芯上，第二绕组绕在右柱磁芯上。相比于传统的磁粉芯材质电感，该电感可在相同感量，相同频率和电流条件下大幅度降低磁芯体积，同时降低损耗与成本。降低损耗与成本。降低损耗与成本。

【技术实现步骤摘要】
高集成度的磁性复合电感和分布式逆变器


[0001]本专利技术涉及电感
，尤其涉及一种高集成度的磁性复合电感和包括该磁性复合电感的分布式逆变器。

技术介绍

[0002]随着新能源的发电占比会持续增加，且以后户用或商用的逆变器需求会更多，这就要求逆变器有极高的功率密度与效率。
[0003]磁性元器件作为逆变器的主要构成，其成本占整机15％以上，且损耗也占整机损耗的主要部分。因此更高的功率密度就要求更高的开关频率，而更高的开关频率必然会带来损耗的增加，从而造成效率下降。
[0004]在逆变器的升压侧(BOOST)每一路都带有一个磁元件。行业内对于升压侧的电感多采用铁硅等磁粉芯材料作为磁芯材料，该材料俗称软磁，特点是不易于饱和(短路)，因此大量应用于电感设计当中。但是由于磁粉芯材料的磁导率较低，一般在26u～75u，这样用磁粉芯绕制的电感就不容易饱和，但损耗较大，且同样感量要求下的体积也比较大，且磁粉芯作为较新的磁芯材料，其成本也较高。
[0005]另外现行电感大多采用所谓的单电感，即一路电感用一套磁环，这样的设计既占空间，又增加成本。
[0006]基于此，需要一种新的解决方案。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种适用于高防护等级的快速高集成度的磁性复合电感。
[0008]本专利技术实施例提供一种高集成度的磁性复合电感，包括左柱磁芯、右柱磁芯、上盖板磁芯、下盖板磁芯、中柱磁芯、第一绕组和第二绕组，所述左柱磁芯、所述中柱磁芯和所述右柱磁芯设置在对称设计的所述上盖板磁芯和所述下盖板磁芯之间，所述左柱磁芯和所述右柱磁芯对称设置在所述中柱磁芯两侧，所述左柱磁芯、所述右柱磁芯、所述上盖板磁芯、所述下盖板磁芯和所述中柱磁芯均采用铁氧体或非晶材料的一种或多种组合；所述第一绕组绕在所述左柱磁芯上，所述第二绕组绕在所述右柱磁芯上。
[0009]在本专利技术提供的高集成度的磁性复合电感中，所述左柱磁芯与所述右柱磁芯内分别设置有对称设计的多段气隙。
[0010]在本专利技术提供的高集成度的磁性复合电感中，所述多段气隙采用硅胶片、环氧板或其他具有高绝缘和导热性的材料中的一种或多种。
[0011]在本专利技术提供的高集成度的磁性复合电感中，所述第一绕组与所述第二绕组采用相同的绕制材料和绕制匝数，且绕制方式和绕组电流方向分别互为镜像关系。
[0012]在本专利技术提供的高集成度的磁性复合电感中，所述左柱磁芯与所述右柱磁芯为圆柱或椭圆柱，所述中柱磁芯为两侧宽中间窄的柱体。
[0013]本专利技术还提供一种分布式逆变器，包括如上所述的高集成度的磁性复合电感，所述第一绕组连接在所述分布式逆变器第一路输入，所述第二绕组连接在所述分布式逆变器第二路输入。
[0014]实施本专利技术实施例，具有如下有益效果：本专利技术提供的高集成度的磁性复合电感，包括有第一绕组、第二绕组、中柱磁芯、左柱磁芯、右柱磁芯、上盖板磁芯和下盖板磁芯；所有磁芯全部采用铁氧体材质，上盖板磁芯与下盖板磁芯需要对称设计，左柱磁芯和右柱磁芯也需要对称设计，且需要有分布式气隙；第一绕组绕在左柱磁芯上，连接在逆变器第一路输入；第二绕组绕在右柱磁芯上，连接在逆变器第二路输入；第一绕组与第二绕组绕制材料相同，绕制匝数相同，绕制方式对称；第一绕组与第二绕组电流流向为“镜像”关系；相比于传统的磁粉芯材质电感，该电感可在相同感量，相同频率和电流条件下大幅度降低磁芯体积，同时降低损耗与成本。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1所示是本专利技术提供的高集成度的磁性复合电感的结构示意图；
[0017]图2所示是本专利技术提供的高集成度的磁性复合电感的俯视图；
[0018]图3所示为包含本专利技术提供的高集成度的磁性复合电感的逆变器升压电路侧的示意图；
[0019]图4所示是本专利技术提供的高集成度的磁性复合电感的另一结构示意图；
[0020]图5所示为流过BOOST电感的电流；
[0021]图6所示为纹波电流在电感上产生的磁感应强度
△
B；
[0022]图7所示为本专利技术提供的高集成度的磁性复合电感产生的磁力线示意图。
具体实施方式
[0023]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的典型实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。
[0024]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0025]本专利技术总的思路是：针对传统的逆变器升压侧(BOOST)电感磁芯为磁粉芯(铁硅)材质，但采用该磁芯的电感体积大且损耗大的问题，本专利技术提供一种可以用于光伏逆变器或光储一体机的新型高集成度的磁性复合电感。该电感包括有：第一绕组、第二绕组、中柱磁芯、左柱磁芯、右柱磁芯、上盖板磁芯和下盖板磁芯。所有磁芯全部采用铁氧体材质，上盖板磁芯与下盖板磁芯需要对称设计，左柱磁芯和右柱磁芯也需要对称设计，且需要有分布式气隙；第一绕组绕在左柱磁芯上，连接在逆变器第一路输入；第二绕组绕在右柱磁芯上，
连接在逆变器第二路输入；第一绕组与第二绕组绕制材料相同，绕制匝数相同，绕制方式对称；第一绕组与第二绕组电流流向为“镜像”关系。相比于传统的磁粉芯材质电感，该电感可在相同感量，相同频率和电流条件下大幅度降低磁芯体积，同时降低损耗与成本。
[0026]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本专利技术实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本专利技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。。
[0027]图1所示是本专利技术提供的高集成度的磁性复合电感的电路图。如图1所示，本专利技术提供的高集成度的磁性复合电感包括左柱磁芯、右柱磁芯、上盖板磁芯、下盖板磁芯、中柱磁芯、第一绕组和第二绕组。
[0028]具体地，在本专利技术一实施例中，所述左柱磁芯、所述右柱磁芯、所述上盖板磁芯、所述下盖板磁芯和所述中柱磁芯均采用铁氧体或非晶材料的一种或多种组合。传统用于逆变器升压侧的电感的磁芯为磁粉芯(铁硅)材质，本专利技术采用铁氧体作为材料，前者磁导率为26u～75u，后者磁导率为2000u～9000u，则在相同感量要求下，后者的体积为前者的1/10左右，因此可以最大限度缩小磁元件体积。此外，同样感量的磁元件(磁粉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高集成度的磁性复合电感，其特征在于，包括左柱磁芯、右柱磁芯、上盖板磁芯、下盖板磁芯、中柱磁芯、第一绕组和第二绕组，所述左柱磁芯、所述中柱磁芯和所述右柱磁芯设置在对称设计的所述上盖板磁芯和所述下盖板磁芯之间，所述左柱磁芯和所述右柱磁芯对称设置在所述中柱磁芯两侧，所述左柱磁芯、所述右柱磁芯、所述上盖板磁芯、所述下盖板磁芯和所述中柱磁芯均采用铁氧体或非晶材料的一种或多种组合；所述第一绕组绕在所述左柱磁芯上，所述第二绕组绕在所述右柱磁芯上。2.根据权利要求1所述的高集成度的磁性复合电感，其特征在于，所述左柱磁芯与所述右柱磁芯内分别设置有对称设计的多段气隙。3.根据权利要求2所述的高集成度的磁性复合电感，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张佩刚，杨元胜，李迅，
申请(专利权)人：西安盛弘电气有限公司，
类型：发明
国别省市：