Резюме патенту дляUS11430597B2: Магнітний сердечник індуктора та індуктор використовують однакові
Цей патент США є аналогом попереднього узагальненого китайського патенту CN110770860B, який описує конструкцію активної зони реактора з того самого гібридного-матеріалу.
I. Реферат і технічне поле
Винахід забезпечує магнітний сердечник індуктора та індуктор для вирішення таких проблем, як недостатнє використання простору, великий розмір ярма та ризик передчасного насичення у звичайних індукторах з металевим порошковим сердечником.
Ключова структура: Магнітний сердечник, що складається з різних матеріалів для оптимізації продуктивності та розміру:
Середня колона: має вищу щільність магнітного потоку насичення (B1), ніж ярма.
Верхнє та нижнє ярма: мають нижчу щільність магнітного потоку насичення (B2), ніж середня колона.
Бічні колони з високою магнітною{0}}проникністю: для завершення магнітного кола використовуються принаймні дві бічні колони.
Перевага: конструкція покращує використання ярма, забезпечує більш компактну структуру та спрощує виробництво.
II. Опис і конфігурація
А. Фон
Традиційні індуктори з металевим порошковим сердечником, які використовуються у -пристроях із високою частотою, як-от фотоелектричні інвертори та електричні транспортні засоби, використовують або кільцеву котушку індуктивності (важко для масового виробництва), або пакет металевих порошкових сердечників у квадратну форму (стиль сердечника E-). Останній страждає від поганого використання простору та має ризик передчасного насичення матеріалу ярма.
B. Рішення та конфігурація
У винаході використовується гібридна конструкція матеріалу та конструкції:
Основні компоненти:
Середній стовпець (1): матеріал високої щільності потоку насичення, наприклад, серцевина з металевого порошку (наприклад, Sendust або FeSiAl). Тут намотується котушка (5). На середній колоні може бути додатковий повітряний зазор.
Верхнє ярмо (2) і нижнє ярмо (3): матеріал із меншою щільністю потоку насичення, наприклад, ферит.
Бічні колони з високою магнітною{0}}проникністю (4): принаймні дві бічні колони розташовані на інтервалі між ярмами, з’єднуючи їхні зовнішні краї. Ці колони допомагають розсіювати магнітний потік шляхом створення кількох шляхів і виготовлені з матеріалу з магнітною проникністю не нижче 200, наприклад фериту або аморфного матеріалу.
Структурна інтеграція для запобігання насичення:
Два кінці середньої колони (1) вставляються у верхню (2) та нижню (3) хомути (або проходять через них).
Вирішальна умова глибини вставки (претензія 1): відношення глибини вставки (d) до товщини ярма (D), Dd, має бути вищим або дорівнювати B1B1−B2, щоб запобігти передчасному насиченню феритового матеріалу ярма з меншою насиченістю.
Збірка індуктора:
Індуктор містить котушку (5), намотану на середню колону (1).
Верхній і нижній кінці котушки можуть мати ізолюючі кінцеві кільця для ізоляції котушки від елементів сердечника.
Весь вузол сердечника можна помістити в корпус, заповнений клеєм для інтеграції.
C. Переваги
Покращене використання ярма: використання ядра з високим-насиченням (середній стовпець) і глибина його вставлення в ярма нижчого-насичення запобігає ранньому насиченню ярма, ефективно використовуючи простір ядра.
Компактна структура: принаймні дві бічні колони з високою-проникністю розподіляють магнітний потік, що дозволяє зменшити товщину ярма, що забезпечує більш компактний пристрій.
Спрощене виробництво: структурована конструкція полегшує виробництво порівняно з іншими гібридними або кільцевими конструкціями.
III. Основні позовні вимоги
Пункт 1 (незалежний пункт): магнітний сердечник індуктора, що містить верхнє ярмо, нижнє ярмо, середню колону та щонайменше дві магнітно{1}}проникні бічні колони, що відрізняється тим, що:
Середня колона розташована між середніми частинами кокеток.
Котушка намотана на середню колону, і щільність магнітного потоку насичення середньої колони (B1) вища, ніж щільність магнітного потоку насичення кожного ярма (B2).
Бічні колони розташовуються між кокетками, з'єднуючи їх зовнішні краї.
Важливо: два кінці середньої колони вставляються в хомути, а коефіцієнт глибини вставки Dd більше або дорівнює B1B1−B2 (де d — глибина вставлення, а D — товщина хомута).
Пункт 2: Сердечник за пунктом 1, в якому два кінці середньої колони проходять крізь верхнє ярмо та нижнє ярмо.
Пункт 3: Сердечник за пунктом 1, в якому магнітна проникність кожної бічної колони не нижча за 200.
Пункт 6: Сердечник за пунктом 1, який відрізняється тим, що матеріал середньої колонки є серцевиною з металевого порошку, а матеріали ярма є феритовими.
Пункт 12: Індуктор, в якому використовується магнітний сердечник індуктора за будь-яким попереднім пунктом, з котушкою, намотаною на середню колону.
