Patentų santrauka skirtaUS11430597B2: Induktoriaus magnetinė šerdis ir induktorius naudoja tą patį
Šis JAV patentas yra JAV analogas anksčiau apibendrintam Kinijos patentui CN110770860B, apibūdinančiam tą patį hibridinio{1}}medžiagos reaktoriaus šerdies dizainą.
I. Santrauka ir techninė sritis
Išradimas pateikia induktoriaus magnetinę šerdį ir induktorių, skirtą išspręsti tokias problemas kaip nepakankamas erdvės panaudojimas, didelis jungo dydis ir ankstyvo prisotinimo rizika įprastuose metalinių miltelinių induktorių šerdyje.
Pagrindinė struktūra: magnetinė šerdis, sudaryta iš skirtingų medžiagų, siekiant optimizuoti veikimą ir dydį:
Vidurinis stulpelis: turi didesnį soties magnetinio srauto tankį (B1) nei jungų.
Viršutinė ir apatinė jungos: turi mažesnį soties magnetinio srauto tankį (B2) nei vidurinis stulpelis.
Didelio magnetinio{0}}laidumo šoniniai stulpeliai: magnetinei grandinei užbaigti naudojamos mažiausiai dvi šoninės kolonėlės.
Privalumas: Dėl konstrukcijos pagerėjo jungo panaudojimas, pasiekiama kompaktiškesnė struktūra ir supaprastinta gamyba.
II. Aprašymas ir konfigūracija
A. Fonas
Tradiciniuose metaliniuose milteliniuose induktyvumo ritiniuose, kurie naudojami aukšto{0}}dažnio įrenginiuose, pvz., fotovoltiniuose inverteriuose ir elektrinėse transporto priemonėse, naudojama žiedinė induktoriaus struktūra (sunku masinei gamybai) arba sukrauti metalinių miltelių šerdys į kvadratą (E-branduolinis stilius). Pastarasis kenčia dėl prastai išnaudojamos erdvės ir gali per anksti prisisotinti jungo medžiaga.
B. Sprendimas ir konfigūracija
Išradimas naudoja medžiagų ir konstrukcijos hibridinį dizainą:
Pagrindiniai komponentai:
Vidurinė kolonėlė (1): didelio prisotinimo srauto tankio medžiaga, pvz., metalo miltelių šerdis (pvz., Sendust arba FeSiAl). Čia suvyniojama ritė (5). Pasirinktinis oro tarpas gali būti įrengtas vidurinėje kolonoje.
Viršutinis jungas (2) ir apatinis jungas (3): žemesnio prisotinimo srauto tankio medžiaga, pvz., feritas.
Didelės magnetiškai{0}}laidžios šoninės kolonos (4): bent dvi šoninės kolonos yra išdėstytos tarpais tarp jungų, jungiančių jų išorinius kraštus. Šios kolonėlės padeda išsklaidyti magnetinį srautą sukurdamos kelis kelius ir yra pagamintos iš medžiagos, kurios magnetinis pralaidumas ne mažesnis kaip 200, pavyzdžiui, ferito arba amorfinės medžiagos.
Struktūrinė integracija siekiant išvengti prisotinimo:
Du vidurinio stulpelio (1) galai įkišti (arba prasiskverbia pro) viršutinį jungą (2) ir apatinį jungą (3).
Esminė įterpimo gylio sąlyga (1 pretenzija): įterpimo gylio (d) ir jungo storio (D), Dd, santykis turi būti didesnis arba lygus B1B1−B2, kad žemesnio soties ferito jungo medžiaga per anksti neprisotintų.
Induktoriaus surinkimas:
Induktyvumas apima ritę (5), suvyniotą ant vidurinės kolonėlės (1).
Viršutiniame ir apatiniame ritės galuose gali būti izoliaciniai galiniai žiedai, skirti izoliuoti ritę nuo pagrindinių elementų.
Visas šerdies mazgas gali būti įdėtas į korpusą, kuris yra pripildytas klijais integravimui.
C. Privalumai
Patobulintas jungo panaudojimas: naudojant didelio-sotumo šerdį (vidurinį stulpelį) ir jos įterpimo į žemesnio-sotumo jungą gylis neleidžia jungams anksti prisisotinti, efektyviai išnaudojant šerdies erdvę.
Kompaktiška struktūra: mažiausiai dvi didelio{0}}laidumo šoninės kolonos paskirsto magnetinį srautą, todėl galima sumažinti jungo storį, todėl įrenginys yra kompaktiškesnis.
Supaprastinta gamyba: struktūrinis dizainas palengvina gamybą, palyginti su kitais hibridiniais ar žiediniais dizainais.
III. Pagrindinės pretenzijos
1. 1 punktas (Nepriklausomas reikalavimas): Induktoriaus magnetinė šerdis, susidedanti iš viršutinio jungo, apatinio jungo, vidurinio stulpelio ir mažiausiai dviejų magnetiškai pralaidžių šoninių kolonų, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad:
Vidurinė kolona yra tarp vidurinių jungų dalių.
Ant vidurinio stulpelio suvyniota ritė, o vidurinės kolonėlės soties magnetinio srauto tankis (B1) yra didesnis nei kiekvieno jungo soties magnetinio srauto tankis (B2).
Šoninės kolonos yra išdėstytos tarp jungų, jungiančios jų išorinius kraštus.
Svarbiausia: du vidurinio stulpelio galai įkišti į jungą, o įterpimo gylio santykis Dd yra didesnis arba lygus B1B1−B2 (kur d yra įterpimo gylis, o D yra jungo storis).
2. 2 punktas: Šerdis pagal 1 punktą, kur du vidurinės kolonos galai prasiskverbia per viršutinį jungą ir apatinį jungą.
3. 3. Šerdis pagal 1 punktą, kur kiekvienos šoninės kolonos magnetinis pralaidumas yra ne mažesnis kaip 200.
6. 6. Šerdis pagal 1 punktą, kur vidurinės kolonėlės medžiaga yra metalo miltelių šerdis, o jungo medžiagos yra feritas.
12. 13. Induktyvumo ritė, naudojanti induktoriaus magnetinę šerdį pagal bet kurį ankstesnį punktą, su ritė, apvyniota ant vidurinės kolonėlės.
