耦合電感和功率變換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種耦合電感和功率變換器。該耦合電感包括：磁芯和至少兩個繞組。該磁芯包括至少兩個第一磁柱、至少一個第二磁柱和兩個相對的磁軛，該至少兩個第一磁柱和該至少一個第二磁柱設置在該兩個相對的磁軛之間，該至少兩個繞組分別在該至少兩個第一磁柱上，該至少兩個繞組與該至少兩個第一磁柱一一對應。在本發(fā)明實施例中，通過在耦合電感的兩個相對的磁軛之間增加第二磁柱來增大耦合電感的漏感，從而在將耦合電感連接在功率變換器中時滿足了系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求。
【專利說明】耦合電感和功率變換器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電路領域，尤其涉及一種耦合電感和功率變換器。
【背景技術】
[0002]目前，采用交錯關聯(lián)技術的多電平功率變換器得到廣泛應用。這種多電平功率變換器包括并聯(lián)的多個功率橋臂，多個功率橋臂通過耦合電感中的多個繞組或線圈耦合，并且以交錯方式運行。這種交錯并聯(lián)技術能夠降低輸出紋波電流、提高輸出開關頻率，因此可以減小輸出濾波電感的感量，從而降低電感的體積與成本。
[0003]為了滿足多電平功率變換器的系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求，通常需要設置濾波電感來提供足夠的濾波電 感的感量。由于耦合電感可以產生漏感，因此，可以在多電平功率變換器上使用耦合電感的漏感來代替多電平功率變換器的濾波電感，這樣，既能降低系統(tǒng)成本，又能夠提聞系統(tǒng)性能。
[0004]然而，由于耦合電感的漏感的感量較小，相當于濾波電感的感量較小，從而在將耦合電感連接在功率變換器中時不能夠滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性、紋波電流、輸入線的總諧波電流畸變率(Total Harmonic Distortion of current on input, THDi)等性能要求。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明實施例提供一種耦合電感和功率變換器，能夠增大耦合電感的漏感的感量，從而能夠提高與耦合電感連接的功率變換器的性能。
[0006]第一方面，提出一種耦合電感，包括:磁芯和至少兩個繞組，其中，磁芯包括至少兩個第一磁柱、至少一個第二磁柱和兩個相對的磁軛，至少兩個第一磁柱和至少一個第二磁柱設置在兩個相對的磁軛之間，至少兩個繞組分別在至少兩個第一磁柱上，至少兩個繞組與至少兩個第一磁柱--對應。
[0007]結合第一方面，在第一種可能的實現(xiàn)方式下，至少一個第二磁柱的截面設置成使得耦合電感連接在功率變換器中時產生的漏感的感量滿足功率變換器所需的濾波電感的感量。
[0008]結合第一方面或第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第二種可能的實現(xiàn)方式下,至少兩個第一磁柱的磁導率大于至少一個第二磁柱的磁導率。
[0009]結合第一方面或第一方面的第一種和第二種可能的實現(xiàn)方式中的任一種可能的實現(xiàn)方式，在第三種可能的實現(xiàn)方式下，至少兩個第一磁柱包括N個第一磁柱，至少一個第二磁柱包括N-1個第二磁柱，N-1個第二磁柱中的每個第二磁柱設置在N個第一磁柱中的兩個第一磁柱之間，其中，N為大于或者等于2的整數(shù)。
[0010]結合第三種可能的實現(xiàn)方式，在第四種可能的實現(xiàn)方式下，至少兩個第一磁柱為兩個第一磁柱，至少一個第二磁柱為一個第二磁柱。
[0011]結合第三種可能的實現(xiàn)方式，在第五種可能的實現(xiàn)方式下，至少兩個第一磁柱為三個第一磁柱，至少一個第二磁柱為兩個第二磁柱。[0012]結合第一方面或第一方面的第一種和第二種可能的實現(xiàn)方式中的任一種可能的實現(xiàn)方式，在第六種可能的實現(xiàn)方式下，至少兩個第一磁柱為三個第一磁柱，至少一個第二磁柱為一個第二磁柱，三個第一磁柱呈三角形排布，第二磁柱設置在所述三角形的中間位置。
[0013]結合第一方面或第一方面的第一種和第二種可能的實現(xiàn)方式中的任一種可能的實現(xiàn)方式，在第七種可能的實現(xiàn)方式下，至少兩個第一磁柱為兩個第一磁柱，至少一個第二磁柱為一個第二磁柱，兩個第一磁柱和第二磁柱呈三角形排布。
[0014]結合第一方面或上述任何一種可能的實現(xiàn)方式，在第八種可能的實現(xiàn)方式下，至少兩個第一磁柱的材料為無內部氣隙的磁性材料，至少一個第二磁柱的材料為有內部氣隙的磁性材料。
[0015]結合第一方面或上述任何一種可能的實現(xiàn)方式，在第九種可能的實現(xiàn)方式下，無內部氣隙的磁性材料包括非晶材料、鐵氧體材料或硅鋼材料，有內部氣隙的磁性材料包括鐵硅材料、鐵硅鋁材料或非晶粉末。
[0016]結合第一方面或上述任何一種可能的實現(xiàn)方式，在第十種可能的實現(xiàn)方式下，至少兩個第一磁 柱和至少一個第二磁柱的形狀為圓柱體、三棱柱體、長方體或多邊形柱體。
[0017]結合第一方面或上述任何一種可能的實現(xiàn)方式，在第十一種可能的實現(xiàn)方式下，兩個相對的磁軛的形狀為圓形、三角形、矩形或多邊形。
[0018]第二方面，提供了一種功率變換器，包括:至少兩個功率橋臂；如第一方面的任一種可能的實現(xiàn)方式下的耦合電感，耦合電感的至少兩個繞組分別與至少兩個功率橋臂相連接。
[0019]基于上述技術方案，可以通過在耦合電感的兩個相對的磁軛之間增加第二磁柱來增大耦合電感的漏感，從而提高了與耦合電感連接的功率變換器的性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對本發(fā)明實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面所描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種耦合電感的結構的示意圖。
[0022]圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的一種耦合電感的結構的橫截面圖。
[0023]圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的一種耦合電感的結構的橫截面圖。
[0024]圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的一種耦合電感的結構的示意圖。
[0025]圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的一種耦合電感的結構的示意圖。
[0026]圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的一種耦合電感的結構的示意圖。
[0027]圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的一種耦合電感的結構的橫截面圖。
[0028]圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的一種耦合電感的結構的橫截面圖。
[0029]圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施例的一種功率變換器的結構示意圖。
【具體實施方式】[0030]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都應屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0031]本發(fā)明的實施例應用于采用交錯并聯(lián)技術的多電平功率變換器，本發(fā)明的實施例對多電平功率變換器的電平等級不作限定，例如，多電平功率變換器可以二電平功率變換器，三電平功率變換器或五電平功率變換器等等。本發(fā)明的實施例對多電平功率變換器的類型也不作限定，例如，多電平功率變換器可以為二極管箝位型多電平功率變換器，也可以是電容箝位型多電平功率變換器等等。
[0032]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種耦合電感100的結構的示意圖。
[0033]耦合電感100包括:磁芯和至少兩個繞組。磁芯包括至少兩個第一磁柱、至少一個第二磁柱和兩個相對的磁軛。至少兩個第一磁柱和至少一個第二磁柱設置在兩個相對的磁軛之間，至少兩個繞組分別在至少兩個第一磁柱上，至少兩個繞組與至少兩個第一磁柱
--對應。
[0034]如圖1所示，磁芯包括:兩個第一磁柱111和112、第二磁柱121，以及上磁軛131和下磁軛132。兩個第一磁柱111和112以及一個第二磁柱121分別設置在上磁軛131和下磁軛132之間，兩個繞組151和152分別繞制在兩個第一磁柱111和112上，兩個繞組151和152與兩個第一磁柱111和112 對應。 [0035]當耦合電感連接在功率變換器中時，繞組151 —端與繞組152的一端短接，并且與負載連接，而繞組151的另一端和繞組152的另一端分別與功率變換器的功率橋臂的連接，繞組151和152用于將功率橋臂交錯工作產生的交流電耦合，同時，繞組151和152產生的磁通量會通過空氣產生漏感，另外，繞組151和152產生的磁通量還會通過第二磁柱產生漏感。
[0036]本發(fā)明實施例可以通過在耦合電感的兩個相對的磁軛之間增加第二磁柱來增大耦合電感的漏感，從而提高了與耦合電感連接的功率變換器的性能，例如，能夠滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性、紋波電流、輸入線的總諧波電流畸變率等性能要求。同時，由于這種耦合電感僅僅需要增加磁柱且無需在該磁柱上繞制線圈，因此，加工工藝簡單，能夠滿足大批量生產的需求。另外，由于采用耦合電感的漏感來代替濾波電感，降低了系統(tǒng)的成本，而且降低了采用濾波電感帶來的損耗，提高了系統(tǒng)的效率。
[0037]應理解，為了方便描述，圖1僅給出了該耦合電感100的結構的一部分結構，并以這部分結構為例對本發(fā)明實施例的技術方案進行詳細的描述，但本發(fā)明實施例并不僅限于此。
[0038]根據(jù)本發(fā)明實施例，至少兩個第一磁柱的材料的磁導率大于至少一個第二磁柱的材料的磁導率。換句話說，第一磁柱可以采用高磁導率材料，第二磁柱可以采用低磁導率材料。
[0039]根據(jù)本發(fā)明實施例，至少兩個第一磁柱的材料可以為非晶材料、鐵氧體材料、硅鋼材料等無內部氣隙的磁性材料，至少一個第二磁柱的材料可以為鐵硅材料、鐵硅鋁材料、非晶粉末等有內部氣隙的磁性材料。例如:第一磁柱111和112的材料可以為鐵氧體材料，第二磁柱121的材料可以為鐵硅材料。[0040]應理解，至少兩個第一磁柱的材料還可以為其他內部不含氣隙的磁性材料，至少一個第二磁柱的材料還可以為其他內部含有氣隙的磁性材料，本發(fā)明的實施例不僅限于此。
[0041]根據(jù)本發(fā)明實施例，至少一個第二磁柱的材料也可以為內部不含氣隙的磁性材料，并且至少一個第二磁柱中的每個第二磁柱包括兩部分，在這兩部分之間設置一個間距在毫米量級的氣隙，則至少一個第二磁柱中的每個第二磁柱可以等效為由低磁導率的磁性材料制成的磁柱。例如:第二磁柱121的材料可以為鐵氧體材料，并且第二磁柱121包括第一部分和第二部分，其中，第一部分與第二部分之間設置有一個間距在Imm至3mm的氣隙，則第二磁柱121就等效為由低磁導率的磁性材料制成的磁柱。
[0042]根據(jù)本發(fā)明實施例，至少兩個第一磁柱和至少一個第二磁柱的形狀可以為圓柱體、三棱柱體、長方體或多邊形柱體。第一磁柱的形狀可以與第二磁柱的形狀相同，也可以不同。例如，第一磁柱111和112以及第二磁柱121的形狀可以為圓柱體，或者第一磁柱111和112可以為圓柱體，而第二磁柱121的形狀可以為多邊形柱體。
[0043]根據(jù)本發(fā)明實施例，兩個相對的磁軛的形狀可以為圓形、三角形、矩形或多邊形。應理解，兩個相對的磁軛的形狀還可以為圓角三角形，圓角矩形，或其他類似的圓角矩形形狀。例如，兩個相對的磁軛中的上磁軛131和下磁軛132的形狀為圓角三角形。
[0044]根據(jù)本發(fā)明實施例，圖1所示的耦合電感100中，至少一個第二磁柱的截面設置成使得該耦合電感100連接在功率變換器中時產生的漏感的感量滿足包含該耦合電感100的功率變換器所需的濾波電感的感量。 [0045]例如，可以將第二磁柱121的截面的大小設置成能夠使該耦合電感100的漏感的感量滿足包含該耦合電感100的功率變換器所需的濾波電感的感量。
[0046]因此，本發(fā)明實施例通過設置至少一個第二磁柱的截面的大小來調整耦合電感的耦合系數(shù)，從而使得耦合電感的漏感的感量能夠滿足包含該耦合電感的功率變換器所需的濾波電感的感量，控制精度較高。
[0047]根據(jù)本發(fā)明實施例，圖1所示的耦合電感中，至少一個第二磁柱可以設置在至少兩個第一磁柱的相鄰位置，至少兩個第一磁柱可以與至少一個第二磁柱平行。
[0048]應理解，至少一個第二磁柱設置在至少兩個第一磁柱至少兩個第一磁柱的相鄰位置，至少一個第二磁柱與至少兩個第一磁柱可以位于同一平面，也可以位于不同的平面。換句話說，至少一個第二磁柱與至少兩個第一磁柱的可以位于一條直線上，或者至少兩個第二磁柱位于一條直線上，至少一個第二磁柱位于另一直線上。
[0049]下面結合圖2和圖3所示的實施例對本發(fā)明實施例的技術方案進行詳細的描述，但本發(fā)明實施例并不僅限于此。
[0050]圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的一種稱合電感200的結構的橫截面圖。稱合電感200是圖1實施例的例子。耦合電感200與圖1的耦合電感100類似，在此適當省略詳細的描述。
[0051]如圖2所示，僅示意性地給出該耦合電感包括的磁芯和至少兩個繞組的一部分。第一磁柱211、212和213，以及至少一個第二磁柱221和222沿一條直線布置，第二磁柱221位于第一磁柱211和212之間,第二磁柱222位于第一磁柱212和213之間。繞組251、252和253分別繞制在第一磁柱211、212和213上。[0052]本發(fā)明實施例可以通過在耦合電感的兩個相對的磁軛之間增加第二磁柱來增大耦合電感的漏感，從而提高了與耦合電感連接的功率變換器的性能。同時，由于這種耦合電感僅僅需要增加磁柱且無需在該磁柱上繞制線圈，因此，加工工藝簡單，能夠滿足大批量生產的需求。另外，由于采用耦合電感的漏感來代替濾波電感，降低了系統(tǒng)的成本，而且降低了采用濾波電感帶來的損耗，提高了系統(tǒng)的效率。
[0053]另外，由于增加的至少一個第二磁柱設置在至少兩個第一磁柱之間，使得耦合電感的體積沒有明顯增大，從而有利于系統(tǒng)的空間布局。
[0054]圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的一種耦合電感300的結構的橫截面圖。耦合電感300是圖1實施例的例子。耦合電感300與圖1的耦合電感100類似，在此適當省略詳細的描述。
[0055]如圖3所示，僅示意性地給出該耦合電感包括的磁芯和至少兩個繞組的一部分。第一磁柱311、312和313沿一條直線布置，第二磁柱321和322沿另一條直線布置。第二磁柱321位于第一磁柱311和312之間,第二磁柱322位于第一磁柱312和313之間。繞組351、352和353分別繞制在第一磁柱311、312和313上。
[0056]本發(fā)明實施例可以通過在耦合電感的兩個相對的磁軛之間增加第二磁柱來增大耦合電感的漏感，從而提高了與耦合電感連接的功率變換器的性能。同時，由于這種耦合電感僅僅需要增加磁柱且無需在該磁柱上繞制線圈，因此，加工工藝簡單，能夠滿足大批量生產的需求 。另外，由于采用耦合電感的漏感來代替濾波電感，降低了系統(tǒng)的成本，而且降低了采用濾波電感帶來的損耗，提高了系統(tǒng)的效率。
[0057]圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的一種耦合電感400的結構的示意圖。耦合電感400是圖1實施例的例子。耦合電感400與圖1的耦合電感100類似，在此適當省略詳細的描述。
[0058]具體地，至少兩個第一磁柱包括N個第一磁柱，至少一個第二磁柱包括N-1個第二磁柱，N-1個第二磁柱中的每個第二磁柱設置在N個第一磁柱中的兩個第一磁柱之間，其中，N為大于或者等于2的整數(shù)。
[0059]如圖4所示，N個第一磁柱分別為第一磁柱411、412、......、41n，N-1個第二磁柱
分別為第二磁柱421、.....、42m，其中，m = n-l。第一磁柱411、412、……、41n和第二磁柱421、.....、42m設置在上磁軛431和下磁軛432之間，且第二磁柱421、.....、42m中的第i個第二磁柱設置在第一磁柱411、412、……、41n中的第i個第一磁柱和第i+Ι個第一磁柱之間，i的取值從I到m。例如:第二磁柱421設置在第一磁柱411和412之間，第二磁柱42m設置在第一磁柱41n-l和41η之間。其中，繞組451、452、……、45η分別繞制在第一磁柱 411、412、......、41η 上。
[0060]本發(fā)明實施例可以通過在耦合電感的兩個相對的磁軛之間增加第二磁柱來增大耦合電感的漏感，從而提高了與耦合電感連接的功率變換器的性能。同時，由于這種耦合電感僅僅需要增加磁柱且無需在該磁柱上繞制線圈，因此，加工工藝簡單，能夠滿足大批量生產的需求。另外，由于采用耦合電感的漏感來代替濾波電感，降低了系統(tǒng)的成本，而且降低了采用濾波電感帶來的損耗，提高了系統(tǒng)的效率。
[0061]圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的一種稱合電感500的結構的不意圖。稱合電感500是圖1或圖2的實施例的例子。耦合電感500與圖1的耦合電感100類似，在此適當省略詳細的描述。
[0062]具體地,根據(jù)本發(fā)明實施例,稱合電感500包括:兩個第一磁柱511和512、一個第二磁柱為521、上磁軛531和下磁軛532以及兩個繞組551和552。第一磁柱511和512以及第二磁柱521設置在上磁軛531和下磁軛532之間，且第二磁柱521位于第一磁柱511和512之間。繞組551繞制在第一磁柱511上,繞組552繞制在第一磁柱512上。
[0063]因此，本發(fā)明實施例可以通過在耦合電感的兩個相對的磁軛之間增加第二磁柱來增大耦合電感的漏感，從而提高了與耦合電感連接的功率變換器的性能。同時，由于這種耦合電感僅僅需要增加磁柱且無需在該磁柱上繞制線圈，因此，加工工藝簡單，能夠滿足大批量生產的需求。另外，由于采用耦合電感的漏感來代替濾波電感，降低了系統(tǒng)的成本，而且降低了采用濾波電感帶來的損耗，提高了系統(tǒng)的效率。
[0064]圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的一種稱合電感600的結構的不意圖。稱合電感600是圖1或圖2的實施例的例子。耦合電感600與圖1的耦合電感100類似，在此適當省略詳細的描述。
[0065]圖6所不的I禹合電感600中，N個第一磁柱為三個第一磁柱，N-1個第二磁柱為兩
個第二磁柱。
[0066]具體地，根據(jù)本發(fā)明實施例，稱合電感600包括:三個第一磁柱611、612和613、兩個第二磁柱621和622、上磁軛631和下磁軛632以及三個繞組651、652和653。第一磁柱611、612和613以及兩個第二磁柱621和622設置在上磁軛631和下磁軛632之間，且第二磁柱621位于第一磁柱611和612之 間,第二磁柱622位于第一磁柱612和613之間。繞組651繞制在第一磁柱611上,繞組652繞制在第一磁柱612上,繞組653繞制在第一磁柱613 上。
[0067]因此，本發(fā)明實施例可以通過在耦合電感的兩個相對的磁軛之間增加第二磁柱來增大耦合電感的漏感，從而提高了與耦合電感連接的功率變換器的性能。同時，由于這種耦合電感僅僅需要增加磁柱且無需在該磁柱上繞制線圈，因此，加工工藝簡單，能夠滿足大批量生產的需求。另外，由于采用耦合電感的漏感來代替濾波電感，降低了系統(tǒng)的成本，而且降低了采用濾波電感帶來的損耗，提高了系統(tǒng)的效率。
[0068]圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的一種稱合電感700的結構的橫截面圖。稱合電感700是圖1或圖3的實施例的例子。耦合電感700與圖1的耦合電感100類似，在此適當省略詳細的描述。
[0069]圖7所示的耦合電感700中，至少一個第二磁柱為三個第一磁柱711、712、713，至
少一個第二磁柱為一個第二磁柱721，三個第一磁柱呈三角形排布，第二磁柱設置在該三角形的中間位置。
[0070]具體地，根據(jù)本發(fā)明實施例，耦合電感700包括:三個第一磁柱711、712和713、一個第二磁柱為721、上磁軛(未示出)和下磁軛732以及三個繞組751、752和753。第一磁柱711、712和713以及第二磁柱721設置在上磁軛和下磁軛732之間，且三個第一磁柱711、712和713呈三角形排布也就是說，三個第一磁柱711、712和713分別位于三角形的三個頂角處，第二磁柱721位于三角形的中間。繞組751繞制在第一磁柱711上，繞組752繞制在第一磁柱712上，繞組753繞制在第一磁柱713上。
[0071]這里僅以磁軛的形狀為圓角三角形，第一磁柱711、712和713，以及第二磁柱721的形狀為圓形為例進行說明，本發(fā)明實施例并不僅限于此，例如，磁軛的形狀也可以為其它形狀，例如，圓形和矩形，第一磁柱和第二磁柱也可以為其它形狀，例如，多邊形。
[0072]因此，本發(fā)明實施例可以通過在耦合電感的兩個相對的磁軛之間增加第二磁柱來增大耦合電感的漏感，從而提高了與耦合電感連接的功率變換器的性能。同時，由于這種耦合電感僅僅需要增加磁柱且無需在該磁柱上繞制線圈，因此，加工工藝簡單，能夠滿足大批量生產的需求。另外，由于采用耦合電感的漏感來代替濾波電感，降低了系統(tǒng)的成本，而且降低了采用濾波電感帶來的損耗，提高了系統(tǒng)的效率。
[0073]圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的一種I禹合電感800的結構的橫截面圖。I禹合電感800是圖1或圖3的實施例的例子。耦合電感800與圖1的耦合電感100類似，在此適當省略詳細的描述。
[0074]圖8所不的I禹合電感800中，至少兩個第一磁柱為兩個第一磁柱，至少一個第二磁
柱為一個第二磁柱，兩個第一磁柱和第二磁柱呈三角形排布。
[0075]具體地，根據(jù)本發(fā)明實施例，稱合電感800包括:兩個第一磁柱811和812、一個第二磁柱821、上磁軛(未示出)和下磁軛832以及兩個繞組851和852。第一磁柱811和812以及第二磁柱821設置在上磁軛831和下磁軛832之間，且兩個第一磁柱811和812以及第二磁柱8 21呈三角形排布，也就是說，兩個第一磁柱811和812以及第二磁柱821分別位于三角形的三個頂角處。繞組851繞制在第一磁柱811上，繞組852繞制在第一磁柱812上。第二磁柱821上未繞制繞組。
[0076]這里僅以磁軛的形狀為圓角三角形、第一磁柱811和812以及第二磁柱821的形狀為圓形為例進行說明，本發(fā)明實施例并不僅限于此，例如，磁軛的形狀也可以為其它形狀，例如，圓形和矩形，第一磁柱和第二磁柱也可以為其它形狀，例如，多邊形。
[0077]因此，本發(fā)明實施例可以通過在耦合電感的兩個相對的磁軛之間增加第二磁柱來增大耦合電感的漏感，從而提高了與耦合電感連接的功率變換器的性能。同時，由于這種耦合電感僅僅需要增加磁柱且無需在該磁柱上繞制線圈，因此，加工工藝簡單，能夠滿足大批量生產的需求。另外，由于采用耦合電感的漏感來代替濾波電感，降低了系統(tǒng)的成本，而且降低了采用濾波電感帶來的損耗，提高了系統(tǒng)的效率。
[0078]圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施例的一種功率變換器900的結構示意圖。功率變換器900包括:至少兩路功率橋臂和如上述實施例的耦合電感。該耦合電感的至少兩個繞組分別與該至少兩個功率橋臂相連接。
[0079]下面以兩路功率橋臂900為例進行說明，本發(fā)明的實施例并不僅限于此，本發(fā)明的實施例的耦合電感可以與多路功率橋臂連接，每路功率橋臂對應于耦合電感的一個輸入端。
[0080]如圖9所示的功率變換器900包括:兩路功率橋臂960和耦合電感910。其中，耦合電感910的結構如上述耦合電感實施例中圖5所示的耦合電感500，在此適當省略詳細的描述。兩路功率橋臂960的輸出端分別與耦合電感910包括的兩個繞組951和952的輸入
端連接。
[0081]具體地，功率橋臂I的輸入端和功率橋臂2的輸入端并聯(lián)連接在功率變換器900的兩個輸入端之間，功率橋臂I的輸出端與耦合電感的繞組952的輸入端連接，功率橋臂2的輸出端與耦合電感的繞組951的輸入端連接，繞組951和952的輸出端與功率變換器900的輸出端相連接，功率變換器900的輸出端與負載(未示出)連接。其中，耦合電感910包括:第一磁柱911和912，第二磁柱921，上磁軛931和下磁軛932，以及兩個繞組951和952。第一磁柱911和912以及第二磁柱921設置在上磁軛931和下磁軛932之間，且第二磁柱921位于第一磁柱911和912之間。繞組951繞制在第一磁柱911上,繞組952繞制在第一磁柱912上。
[0082]因此，本發(fā)明實施例的功率變換器可以通過在耦合電感的兩個相對的磁軛之間增加第二磁柱來增大耦合電感的漏感，從而提高了與耦合電感連接的功率變換器的性能。同時，這種耦合電感的加工工藝簡單，能夠滿足大批量生產的需求。另外，由于采用耦合電感的漏感來代替濾波電感，降低了系統(tǒng)的成本，而且降低了采用濾波電感帶來的損耗，提高了系統(tǒng)的效率。
[0083]本領域普通技術人員可以意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、或者計算機軟件和電子硬件的結合來實現(xiàn)。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術方案的特定應用和設計約束條件。專業(yè)技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應認為超出本發(fā)明的范圍。
[0084]在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的系統(tǒng)、裝置和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是 電性，機械或其它的形式。
[0085]所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。
[0086]另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。
[0087]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應以權利要求的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種耦合電感，其特征在于，包括:磁芯和至少兩個繞組， 其中，所述磁芯包括至少兩個第一磁柱、至少一個第二磁柱和兩個相對的磁軛，所述至少兩個第一磁柱和所述至少一個第二磁柱設置在所述兩個相對的磁軛之間，所述至少兩個繞組分別在所述至少兩個第一磁柱上，所述至少兩個繞組與所述至少兩個第一磁柱一一對應。
2.根據(jù)權利要求1所述的耦合電感，其特征在于，所述至少一個第二磁柱的截面設置成使得所述耦合電感連接在功率變換器中時產生的漏感的感量滿足所述功率變換器所需的濾波電感的感量。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的耦合電感，其特征在于，所述至少兩個第一磁柱的磁導率大于所述至少一個第二磁柱的磁導率。
4.根據(jù)權利要求1至3中的任一項所述的耦合電感，其特征在于，所述至少兩個第一磁柱包括N個第一磁柱,所述至少一個第二磁柱包括N-1個第二磁柱,所述N-1個第二磁柱中的每個第二磁柱設置在所述N個第一磁柱中的兩個第一磁柱之間，其中，N為大于或者等于2的整數(shù)。
5.根據(jù)權利要求4所述的耦合電感，其特征在于，所述至少兩個第一磁柱為兩個第一磁柱，所述至少一個第二磁柱為一個第二磁柱。
6.根據(jù)權利要求4所述的耦合電感，其特征在于，所述至少兩個第一磁柱為三個第一磁柱，所述至少一個第二磁柱為兩個第二磁柱。
7.根據(jù)權利要求1至3中的任一項所述的耦合電感，其特征在于，所述至少兩個第一磁柱為三個第一磁柱，所述至少一個第二磁柱為一個第二磁柱，所述三個第一磁柱呈三角形排布，所述第二磁柱設置在所述三角形的中間位置。
8.根據(jù)權利要求1至3中的任一項所述的耦合電感，其特征在于，所述至少兩個第一磁柱為兩個第一磁柱，所述至少一個第二磁柱為一個第二磁柱，所述兩個第一磁柱和所述第二磁柱呈二角形排布。
9.根據(jù)權利要求1-8中任一項所述的耦合電感，其特征在于，所述至少兩個第一磁柱的材料為無內部氣隙的磁性材料，所述至少一個第二磁柱的材料為有內部氣隙的磁性材料。
10.根據(jù)權利要求9所述的耦合電感，其特征在于，所述無內部氣隙的磁性材料包括非晶材料、鐵氧體材料或硅鋼材料，所述有內部氣隙的磁性材料包括鐵硅材料、鐵硅鋁材料或非晶粉末。
11.根據(jù)權利要求1-10中任一項所述的耦合電感，其特征在于，所述至少兩個第一磁柱和所述至少一個第二磁柱的形狀為圓柱體、三棱柱體、長方體或多邊形柱體。
12.根據(jù)權利要求1-11中任一項所述的耦合電感，其特征在于，所述兩個相對的磁軛的形狀為圓形、三角形、矩形或多邊形。
13.一種功率變換器，其特征在于，包括: 至少兩個功率橋臂； 根據(jù)權利要求1-12中 任一項所述的耦合電感，所述耦合電感的至少兩個繞組分別與所述至少兩個功率橋臂相連接。
【文檔編號】H02M1/00GK104021920SQ201410228172
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權日:2014年5月27日
【發(fā)明者】劉云峰, 葉飛, 胡炎申 申請人:華為技術有限公司