【技术实现步骤摘要】
本申请涉及到电子器件，尤其涉及到一种功率变换电路及功率电感。
技术介绍
1、功率变换电路常用于各种电力电子
中，而功率变换电路中的电感在其中起着重要的作用，尤其对开关电源的高频纹波起抑制作用。随着变换电路功率等级的提升，功率电感上的基频电流也越来越大，基频电流在功率电感中所产生的磁场强度也不断增强，甚至引起电感磁芯材料的饱和，当电感出现磁饱和时，所述电感中的电流越大，所述电感的电感值衰减越大，同时电感磁芯材料的饱和将会使功率电感的失去对高频纹波的滤波作用，从而使电路经过功率电感后仍然包含大量的高频纹波，这些高频纹波将会对电网或者其他用电设备带来严重的影响。在现有技术中，一般通过增大磁芯的体积，使所述磁芯的磁饱和值提高，从而避免因为输入电流过大使磁芯出现磁饱和的情况，但是增大磁芯将会使电感的体积增加，不利于设备的小型化。
2、因此如何设计一种适合功率电路的功率电感，既能够不增加磁芯的体积，又能够滤除高频纹波电流成为业界的研究方向。
技术实现思路
1、本申请提供了一种功率变换电路及功率电感，用于在不影响基频电流正常流动的前提下，避免功率电感的出现磁饱和，保证功率电感对高频纹波电流的滤波作用的有效性。
2、第一方面，本申请提供一种功率变换电路，所述功率变换电路包括：三个桥臂和至少一个功率电感，其中，所述每个功率电感包括：磁芯、至少一个第一绕组与至少一个第二绕组，所述至少一个第一绕组与所述至少一个第二绕组均设置于所述磁芯上，所述至少一个第一绕组一般设置于所述磁
3、在第一方面的一种实现方式中，所述功率电路中的所述第一绕组的输入电流包含第一频率电流分量，所述第一频率电流为工频电流，所述工频电流为所述功率电感工作状态的电流分量；当然，所述第一绕组的输入电流的第一频率分量也可以任意设置的频率分量，所述设置的频率的电流分量所产生的磁场使所述磁芯趋于磁饱和。可以理解的，本申请中功率变换电路可以根据设置抵消任意频率的电流分量所产生的磁场。
4、在第一方面的一种实现方式中，所述功率变换电路中的所述至少一个功率电感均为单相电感，所述三桥臂输出端分别与对应的所述单相电感的第一端连接。可以理解的，采用三个独立的单相电感，相互之间影响较小，灵活方便。
5、在第一方面的一种实现方式中，所述功率变换电路中的所述至少一个功率电感为三相集成电感，所述三相集成电感包含三个第一输入端，所述三桥臂输出端分别与所述三相集成电感对应的所述第一输入端连接。可以理解的，采用三相集成电感可以有效的减少电路的面积，增加集成度。
6、在第一方面的一种实现方式中，所述功率变换电路中的所述至少一个功率电感，包括：第一级功率电感和第二级功率电感，所述第一级功率电感分别连接在所述三桥臂的输出端与所述第二级功率电感之间。可以理解的，采用两级功率电感可以达到更好的滤波效果与电气隔离效果，其中，与桥臂电路连接的第一级功率电感起到主要的滤波作用。
7、在第一方面的一种实现方式中，所述功率变换电路还包括：至少一个电容，所述至少一个电容分别连接在对应的所述第一级功率电感与所述第二级功率电感的中点和地之间。可以理解的，所述电容与功率电感一起起到lcl滤波的作用。
8、第二方面，本申请提供了一种功率电感，包括磁芯、至少一个第一绕组与至少一个第二绕组，所述至少一个第一绕组与所述至少一个第二绕组均设置于所述磁芯上；所述至少一个第一绕组的输入电流包含第一频率分量，所述第一频率分量为功率电感中电流的基频频率分量或其他占比较大的电流分量，第一频率的电流分量在所述第一绕组对应的磁芯中产生第一磁场，第一磁场在磁芯各处产生较大的磁感应强度，使所述磁芯容易达到磁饱和；所述至少一个第二绕组的输入电流包含第一频率，所述第一频率对应的电流分量在所述第二绕组对应的磁芯中产生第二磁场，所述第一磁场与所述第二磁场的方向相反，所述第二磁场可以抵消所述第一磁场。
9、在本方案中，通过在功率电感中增加第二绕组，将第二绕组缠绕于所述磁芯上，当第二绕组的输入电流流过第二绕组时，根据电磁感应，产生第二磁场，第二磁场与第一磁场相反，第二磁场抵消第一磁场，从而降低第一磁场在所述磁芯的磁感应强度，进而降低所述磁芯中总的磁感应强度，使功率电感的磁芯不会在达到磁饱和，从而保证了功率电感对于高频纹波电流的滤波作用；同时，本方案中并没有对第一绕组中的电流做出任何的改变，增加的第二绕组也不会对第一绕组中电流产生影响，因此功率电感可以使工频电流正常流通。
10、在第二方面的一种实现方式中，所述磁芯包括至少一个磁柱、第一磁轭和第二磁轭，每个磁柱沿第一方向放置于所述第一磁轭与第二磁轭之间，所述第一方向为所述磁柱的轴线方向，即每个磁柱的上下两端分别与所述第一磁轭和所述第二磁轭连接，可选的，每个磁柱的上端与第一磁轭连接，每个磁柱的下端与第二磁轭连接。不同的磁柱沿着与所述第一方向垂直的第二方向依次排列，不同磁柱的轴线相互平行。可选的，所述磁柱的一般为直立柱体，即所述磁柱的轴线与所述磁柱上下端所在的平面相互垂直。可以理解的，所述磁柱与第一磁轭和第二磁轭连接，所述第二磁轭与所述第二磁轭可以为所述磁柱提供闭合的磁通路，所述磁柱与所述第一磁轭与第二磁轭的相互垂直的放置关系，可以提高磁芯所能够缠绕绕组的匝数，提高集成度。
11、在第二方面的一种实现中，所述磁芯还包括至少一个边柱，每个边柱沿第一方向置于所述第一磁轭与第二磁轭之间，即边柱的上下两端分别与所述第一磁轭和第二磁轭连接；同时所述至少一个边柱沿着所述第二方向分布在所述至少一个磁柱的两侧。一般的，在一些功率电感中，只有一个磁柱，所述磁柱用于缠绕绕组，为了使功率电感形成闭合的磁通路，在所述磁柱的两边放置两个磁柱，所述磁柱上没有缠绕绕组，所述磁柱主要是为磁芯提供闭合的磁通路。可选的，所述边柱的横截面小于所述磁柱的圆截面，所述边柱的体积小于所述磁柱的体积，有助于节省材料，同时节省空间。
12、在第二方面的一种实现中，所述至少一个第一绕组分别缠绕在所述至少一个磁柱上，一般的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种功率变换电路，其特征在于，包括：三个桥臂和至少一个功率电感，其中，所述每个功率电感包括：磁芯、至少一个第一绕组与至少一个第二绕组，所述至少一个第一绕组与所述至少一个第二绕组均设置于所述磁芯上；
2.根据权利要求1所述的功率变换电路，其特征在于，所述第一绕组的输入电流包含第一频率电流分量，所述第一频率电流为工频电流，所述工频电流为所述功率电感工作状态的电流分量；或，所述第一绕组的输入电流的第一频率分量为设置的频率分量，所述设置的频率的电流分量所产生的磁场使所述磁芯趋于磁饱和。
3.根据权利要求1-2任一项所述的功率变换电路，其特征在于，所述至少一个功率电感均为单相电感，所述三桥臂输出端分别与对应的所述单相电感的第一端连接。
4.根据权利要求1-2任一项所述的功率变换电路，其特征在于，所述至少一个功率电感为三相集成电感，所述三相集成电感包含三个第一输入端，所述三桥臂输出端分别与所述三相集成电感对应的所述第一输入端连接。
5.根据权利要求1所述的功率变换电路，其特征在于，所述至少一个功率电感，包括：第一级功率电感和第二级功率电感，
6.根据权利要求1或5任一项所述的功率变换电路，其特征在于，所述功率变换电路还包括：至少一个电容，所述至少一个电容分别连接在对应的所述第一级功率电感与所述第二级功率电感的中点和地之间。
7.一种功率电感，其特征在于，包括磁芯、至少一个第一绕组和至少一个第二绕组，其中：
8.根据权利要求7所述的功率电感，其特征在于，所述磁芯包括至少一个磁柱、第一磁轭和第二磁轭，每个磁柱沿第一方向放置于所述第一磁轭与第二磁轭之间，所述至少一个磁柱沿着与所述第一方向垂直的第二方向依次排列。
9.根据权利要求7-8任一项所述的功率电感，其特征在于，所述磁芯还包括至少一个边柱，每个边柱沿第一方向置于所述第一磁轭与第二磁轭之间，且沿着所述第二方向分布在所述至少一个磁柱的两侧。
10.根据权利要求7-8任一项所述的功率电感，其特征在于，所述至少一个第一绕组与所述至少一个第二绕组均设置在所述磁芯上，包括：
11.根据权利要求7-9任一项所述的功率电感，其特征在于，所述磁柱与所述边柱置于所述第一磁轭与所述第二磁轭之间，所述磁柱和所述边柱与所述第一磁轭和所述第二磁轭的通过粘结或捆绑固定，或所述磁柱、所述边柱、所述第一磁轭与所述第二磁轭一体成型。
12.根据权利要求7-8任一项所述的功率电感，其特征在于，所述磁芯包括至少一个磁柱，所述磁柱沿第二方向的截面形状为跑道型、圆形、矩形或正方形中一种。
13.根据权利要求7-12任一项所述的功率电感，其特征在于，所述磁芯的材料包括粉芯、铁氧体、非晶材料中一种。
14.根据权利要求7-8任一项所述的功率电感，其特征在于，所述至少一个第一绕组的输入电流包含第一频率分量，包括：所述第一绕组的输入电流的第一频率分量为工频电流，所述工频电流为所述功率电感工作状态的电流分量；或，所述第一绕组的输入电流的第一频率分量为设置的频率分量，所述设置的频率的电流分量所产生的磁场使所述磁芯趋于磁饱和。
15.根据权利要求7-8或14任一项所述的功率电感，其特征在于，所述至少一个第二绕组的输入电流包含第一频率，包括：所述第二绕组的输入电流由辅助电源产生，所述辅助电源用于产生特定频率的电流。
...【技术特征摘要】
1.一种功率变换电路，其特征在于，包括：三个桥臂和至少一个功率电感，其中，所述每个功率电感包括：磁芯、至少一个第一绕组与至少一个第二绕组，所述至少一个第一绕组与所述至少一个第二绕组均设置于所述磁芯上；
2.根据权利要求1所述的功率变换电路，其特征在于，所述第一绕组的输入电流包含第一频率电流分量，所述第一频率电流为工频电流，所述工频电流为所述功率电感工作状态的电流分量；或，所述第一绕组的输入电流的第一频率分量为设置的频率分量，所述设置的频率的电流分量所产生的磁场使所述磁芯趋于磁饱和。
3.根据权利要求1-2任一项所述的功率变换电路，其特征在于，所述至少一个功率电感均为单相电感，所述三桥臂输出端分别与对应的所述单相电感的第一端连接。
4.根据权利要求1-2任一项所述的功率变换电路，其特征在于，所述至少一个功率电感为三相集成电感，所述三相集成电感包含三个第一输入端，所述三桥臂输出端分别与所述三相集成电感对应的所述第一输入端连接。
5.根据权利要求1所述的功率变换电路，其特征在于，所述至少一个功率电感，包括：第一级功率电感和第二级功率电感，所述第一级功率电感分别连接在所述三桥臂的输出端与所述第二级功率电感之间。
6.根据权利要求1或5任一项所述的功率变换电路，其特征在于，所述功率变换电路还包括：至少一个电容，所述至少一个电容分别连接在对应的所述第一级功率电感与所述第二级功率电感的中点和地之间。
7.一种功率电感，其特征在于，包括磁芯、至少一个第一绕组和至少一个第二绕组，其中：
8.根据权利要求7所述的功率电感，其特征在于，所述磁芯包括至少一个磁柱、第一磁轭和第二磁轭，每个磁柱沿第一方向放置于所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张瑶佳，唐云宇，石磊，陆丰隆，刘云峰，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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