一种无气隙可变耦合度耦合电感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提出一种无气隙可变耦合度耦合电感器，包括“ㄩ”形铁芯和设置在“ㄩ”形铁芯内的“Ш”形铁芯，所述“Ш”形铁芯倒置连接在“ㄩ”形铁芯内且其柱脚以及连接处与“ㄩ”形铁芯紧密贴合到一起，在“ㄩ”形铁芯和“Ш”形铁芯上分别缠绕有线圈，线圈与“ㄩ”形铁芯、“Ш”形铁芯共同构成耦合电路，且“ㄩ”形铁芯的两侧横截面积是“Ш”形铁芯柱脚横截面积的两倍以上。
【专利说明】一种无气隙可变耦合度耦合电感器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于耦合电感器技术设备领域，尤其是涉及一种无气隙可变耦合度耦合电感器。
【背景技术】
[0002]近年来，开关电源在电动汽车、混合动力车、不间断电源(UPS)、电能质量调节、航空电源、可再生能源发电及超导储能等领域的应用越来越广泛。通过采用多相交错并联磁集成的拓扑结构，开关电源可以增大输出电流和功率、减小开关器件的容量。但在设计拓扑结构时，耦合磁件的设计具有一定的困难与挑战性，交错并联磁集成变换器的稳态和暂态性能与集成磁件耦合度大小呈现对立的关系，因此合理的设计集成磁件的耦合度对于兼顾变换器的稳态和暂态性能至关重要。
[0003]目前，对于耦合电感器的设计，更多的是注重减小磁件体积、重量和减少材质消耗，但集成磁件的耦合度与变换器稳态、暂态性能之间的对立关系在设计时考虑的不够深入。
实用新型内容
[0004]为了弥补上述技术缺陷，本实用新型提出一种无气隙可变耦合度耦合电感器。
[0005]实现上述有益效果的技术方案为，一种无气隙可变耦合度耦合电感器，包括“U”形铁芯和设置在“ LJ ”形铁芯内的“m”形铁芯，所述“m”形铁芯倒置连接在“ u ”形铁芯内且其柱脚以及连接处与“ LJ ”形铁芯紧密贴合到一起，在“ u ”形铁芯和“ m ”形铁芯上分别缠绕有线圈，线圈与“u”形铁芯、“m”形铁芯共同构成耦合电路且“u”形铁芯的两侧横截面积是“ in ”形铁芯柱脚横截面积的两倍以上。
[0006]所述线圈还包括一相线圈、二相线圈和三相线圈，一相线圈和三相线圈分别从“ U ”形铁芯两侧与“m”形铁芯的左侧柱脚和右侧柱脚缠绕在一起，二相线圈独自缠绕在“m”形铁芯三个柱脚上。
[0007]本新型既可以用于传统单向运行的开关电源的电感集成，也可以用于近年来兴起的双向运行的交错并联开关电源的电感集成，通过改变耦合电感耦合度，可满足多相交错并联磁集成变换器对集成的耦合电感器的要求，从而实现开关电源的集成化，平面化，高效率。
[0008]本新型提出的“ u m ”形耦合电感器在不开气隙的情况下通过改变线圈绕组从而改变耦合电感的耦合度，不仅减小耦合电感的磁阻与漏感值，同时也减小了耦合电感的漏磁通，有效地降低了对其它设备的电磁干扰。
[0009]本新型通过合理的选择铁芯和设计电感的匝数比，既能满足电感参数的对称性，又能得到所需的电感值和电感耦合度。各相之间采用反向耦合，可消除部分直流偏磁.【专利附图】
【附图说明】[0010]图1为本实用新型的一种实施方式的结构示意图；
[0011]图中，1、“U”形铁芯；2、“m”形铁芯；3、线圈；31、一相线圈；32、二相线圈；33、三
相线圈；4、柱脚；图中，箭头表示电流方向。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0013]结合图1，本实用新型一种实施方式。一种无气隙可变耦合度耦合电感器，包括“ U ”形铁芯I和设置在“ U ”形铁芯内的“ m ”形铁芯2，所述“ m ”形铁芯倒置连接在“ U ”形铁芯内且其柱脚4以及连接处与“u”形铁芯紧密贴合到一起，在“u”形铁芯和“m”形铁芯上分别缠绕有线圈3，线圈与“u”形铁芯、“m”形铁芯共同构成耦合电路，且“u”形铁芯的两侧横截面积是“m”形铁芯柱脚横截面积的两倍以上。本实施例中，所述线圈还包括一相线圈31、二相线圈32和三相线圈33，一相线圈和三相线圈分别从“U”形铁芯两侧与“m”形铁芯的左侧柱脚和右侧柱脚缠绕在一起，二相线圈独自缠绕在“m”形铁芯三个柱脚上。
[0014]本实用新型在考虑磁心磁轭磁阻后，将“ u ”字形左侧边框的宽度比“m”字形柱脚宽度大，保证“U ”形铁芯的两侧横截面积是“m”形铁芯柱脚横截面积的两倍以上，由于“u”形铁芯横街面积大于“m”字形铁芯的横截面积，使其更加符合使用需要。由于“m”字形柱脚倒置于“ u ”中，因此从左向右形成五根铁芯柱，依次为“ u ”字形铁芯左侧边框，“m”字形左侧柱脚、中央柱脚、右侧柱脚和“u ”字形铁芯的右侧边框。
[0015]因为所设计的是无气隙耦合电感，故“m”字形铁芯与“u”字形铁芯接触之处无气隙，完全贴合。一相线圈依次绕过“U”字形铁芯的左边框、“m”字形铁芯的左侧柱脚、中央柱脚，形成第一相；二相线圈依次从左到右绕过“m”字形铁芯的三个柱脚，形成第二相；三相线圈依次绕过“ u ”字形铁芯的右边框、“m”字形铁芯的右柱脚和左柱脚，形成第三相。本新型采用采用反向耦合的缠绕方式，所述“ni”字形铁芯的左柱脚和右柱脚的磁通方向与“u”字形铁芯的左边框、“m”字形铁芯的中央柱脚、“u”字形铁芯的右边框的磁通方向相同。
[0016]通过调节缠绕在各个铁芯柱上的线圈匝数可以实现耦合电感器耦合度的变化，同时还可以减小漏感，降低电磁干扰，消除部分直流偏磁，提高磁心利用率。
[0017]以上所述，为本实用新型的较佳实施案例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种无气隙可变耦合度耦合电感器，其特征在于，包括“U”形铁芯(I)和设置在“U”形铁芯内的“m”形铁芯(2)，所述“m”形铁芯倒置连接在“U”形铁芯内且其柱脚(4)以及连接处与“u ”形铁芯紧密贴合到一起，在“u ”形铁芯和“m”形铁芯上分别缠绕有线圈(3)，线圈与“u”形铁芯、“m”形铁芯共同构成耦合电路，且“u”形铁芯的两侧横截面积是“ in ”形铁芯柱脚横截面积的两倍以上。
2.根据权利要求1所述的无气隙可变耦合度耦合电感器，其特征在于，所述线圈还包括一相线圈(31)、二相线圈(32)和三相线圈(33)，一相线圈和三相线圈分别从“U”形铁芯两侧与“m”形铁芯的左侧柱脚和右侧柱脚缠绕在一起，二相线圈独自缠绕在“m”形铁芯三个柱脚上。
【文档编号】H01F27/24GK203406154SQ201320354510
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年6月20日 优先权日:2013年6月20日
【发明者】叶菁源, 杨玉岗, 周洁, 李涛, 马杰, 孙晓东 申请人:叶菁源