Резюме на патента заUS11430597B2: Магнитно ядро на индуктор и индуктор, използващи същото
Този патент на САЩ е аналог на САЩ на предишния обобщен китайски патент CN110770860B, описващ същия дизайн на сърцевината на реактора от хибриден-материал.
I. Абстрактна и техническа област
Изобретението осигурява индукторна магнитна сърцевина и индуктор за справяне с проблеми като недостатъчно използване на пространството, голям размер на ярем и риск от ранно насищане в конвенционалните индуктори с метална прахова сърцевина.
Ключова структура: Магнитна сърцевина, съставена от различни материали за оптимизиране на производителността и размера:
Средна колона: Има по-висока плътност на магнитния поток при насищане (B1) от яремите.
Горен и долен хомут: Имат по-ниска плътност на магнитния поток при насищане (B2) от средната колона.
Силно магнитно{0}}пропускливи странични колони: Най-малко две странични колони се използват за завършване на магнитната верига.
Предимство: Дизайнът подобрява използването на ярема, постига по-компактна структура и опростява производството.
II. Описание и конфигурация
А. Предистория
Традиционните индуктори с метална прахова сърцевина, които се използват във високо-честотни приложения като фотоволтаични инвертори и електрически превозни средства, използват или пръстеновидна индукторна структура (трудна за масово производство), или подреждат блокови метални прахообразни сърцевини в квадратна форма (стил E-ядро). Последният страда от лошо използване на пространството и има риск от преждевременно насищане на материала на ярема.
B. Решение и конфигурация
Изобретението използва материален и структурен хибриден дизайн:
Основни компоненти:
Средна колона (1): Материал с висока плътност на потока на насищане, напр. сърцевина от метален прах (като Sendust или FeSiAl). Това е мястото, където се навива бобината (5). На средната колона може да бъде осигурена опционална въздушна междина.
Горно иго (2) и долно иго (3): Материал с по-ниска плътност на потока на насищане, напр. ферит.
Силно магнитно{0}}пропускливи странични колони (4): Най-малко две странични колони са разположени на интервал между скобите, свързващи външните им ръбове. Тези колони спомагат за разсейването на магнитния поток чрез създаване на множество пътища и са направени от материал с магнитна пропускливост не по-ниска от 200, като ферит или аморфен материал.
Структурна интеграция за предотвратяване на насищане:
Двата края на средната колона (1) се вкарват в (или проникват през) горната скоба (2) и долната скоба (3).
Решаващо условие за дълбочина на вмъкване (Претенция 1): Съотношението на дълбочината на вмъкване (d) към дебелината на хомут (D), Dd, трябва да бъде по-високо или равно на B1B1−B2, за да се предотврати преждевременното насищане на феритния хомут с по-ниско насищане.
Монтаж на индуктор:
Индукторът включва бобина (5), навита на средната колона (1).
Горният и долният край на намотката могат да имат изолиращи крайни пръстени за изолиране на намотката от елементите на сърцевината.
Целият модул на сърцевината може да бъде затворен в корпус, който е пълен с лепило за интегриране.
C. Предимства
Подобрено оползотворяване на игото: Използването на ядро с висока-наситеност (средна колона) и дълбочината на вмъкването му в по-ниските-ягове на насищане предотвратява преждевременното насищане на яремите, като ефективно използва пространството на ядрото.
Компактна структура: Най-малко две странични колони с висока-пропускливост разпределят магнитния поток, което позволява намаляване на дебелината на ярема, което води до по-компактно устройство.
Опростено производство: Структурираният дизайн улеснява по-простото производство в сравнение с други хибридни или пръстеновидни дизайни.
III. Основни претенции
Претенция 1 (Независима претенция): Магнитна сърцевина на индуктор, включваща горно ярем, долно ярем, средна колона и най-малко две магнитно -пропускливи странични колони, характеризираща се с това, че:
Средната колона е разположена между средните части на хомотите.
Върху средната колона е навита намотка и плътността на магнитния поток при насищане на средната колона (B1) е по-висока от плътността на магнитния поток при насищане на всяко ярем (B2).
Страничните колони са разположени между яремите, свързвайки външните им ръбове.
От решаващо значение: Два края на средната колона са вмъкнати в скобите и съотношението на дълбочината на вмъкване Dd е по-високо или равно на B1B1−B2 (където d е дълбочината на вмъкване, а D е дебелината на скобата).
Претенция 2: Сърцевината съгласно претенция 1, при която двата края на средната колона проникват през горния хомут и долния хомут.
Претенция 3: Сърцевината съгласно претенция 1, при която магнитната пропускливост на всяка странична колона не е по-ниска от 200.
Претенция 6: Сърцевина съгласно претенция 1, при която материалът на средната колона е сърцевина от метален прах, а материалите на яремата са феритни.
Претенция 12: Индуктор, използващ магнитната сърцевина на индуктора от всяка предходна претенция, с бобина, навита върху средната колона.
