Tóm tắt bằng sáng chế choUS11430597B2: Lõi từ của cuộn cảm và cuộn cảm sử dụng giống nhau
Bằng sáng chế của Hoa Kỳ này là bản sao của bằng sáng chế CN110770860B của Trung Quốc được tóm tắt trước đó, mô tả cùng một thiết kế lõi của lò phản ứng vật liệu lai-.
I. Lĩnh vực trừu tượng và kỹ thuật
Sáng chế cung cấp lõi từ của cuộn cảm và một cuộn cảm để giải quyết các vấn đề như sử dụng không đủ không gian, kích thước ách lớn và nguy cơ bão hòa sớm trong cuộn cảm lõi bột kim loại thông thường.
Cấu trúc chính: Lõi từ bao gồm các vật liệu khác nhau để tối ưu hóa hiệu suất và kích thước:
Cột giữa: Có mật độ từ thông bão hòa (B1) cao hơn cột.
Ách trên và dưới: Có mật độ từ thông bão hòa (B2) thấp hơn cột giữa.
Cột bên có tính thấm từ cao-: Ít nhất hai cột bên được sử dụng để hoàn thiện mạch từ.
Lợi ích: Thiết kế cải thiện việc sử dụng ách, đạt được cấu trúc nhỏ gọn hơn và đơn giản hóa quá trình sản xuất.
II. Mô tả và cấu hình
A. Bối cảnh
Cuộn cảm lõi bột kim loại truyền thống được sử dụng trong các ứng dụng tần số cao-như bộ biến tần quang điện và xe điện hoặc sử dụng cấu trúc cuộn cảm vòng (khó sản xuất hàng loạt) hoặc xếp chồng các lõi bột kim loại thành hình vuông (kiểu lõi E{1}}). Loại thứ hai bị sử dụng không gian kém và có nguy cơ vật liệu ách bão hòa sớm.
B. Giải pháp và cấu hình
Sáng chế sử dụng thiết kế kết hợp giữa vật liệu và cấu trúc:
Thành phần cốt lõi:
Cột giữa (1): Vật liệu có mật độ từ thông bão hòa cao, ví dụ lõi bột kim loại (như Sendust hoặc FeSiAl). Đây là nơi cuộn dây (5) được quấn. Một khe hở không khí tùy chọn có thể được cung cấp trên cột giữa.
Yoke trên (2) và Yoke dưới (3): Vật liệu có mật độ từ thông bão hòa thấp hơn, ví dụ ferrite.
Cột bên có tính thấm từ tính cao-(4): Ít nhất hai cột bên được bố trí cách nhau một khoảng giữa các ách, nối các cạnh bên ngoài của chúng. Các cột này giúp phân tán từ thông bằng cách tạo ra nhiều đường dẫn và được làm bằng vật liệu có độ thấm từ không thấp hơn 200, chẳng hạn như vật liệu ferit hoặc vật liệu vô định hình.
Tích hợp cấu trúc để ngăn chặn sự bão hòa:
Hai đầu của cột giữa (1) được luồn vào (hoặc xuyên qua) ách trên (2) và ách dưới (3).
Điều kiện độ sâu chèn quan trọng (Yêu cầu 1): Tỷ lệ giữa độ sâu chèn (d) với độ dày chạc (D), Dd, phải cao hơn hoặc bằng B1B1−B2 để ngăn vật liệu ách ferrite có độ bão hòa thấp hơn trở nên bão hòa sớm.
Hội cảm ứng:
Cuộn cảm bao gồm một cuộn dây (5) được quấn trên cột giữa (1).
Đầu trên và đầu dưới của cuộn dây có thể có các vòng cuối cách điện để cách ly cuộn dây với các phần tử lõi.
Toàn bộ cụm lõi có thể được đặt trong một vỏ chứa đầy keo để tích hợp.
C. Ưu điểm
Cải thiện việc sử dụng ách: Việc sử dụng lõi có độ bão hòa- cao (cột giữa) và độ sâu chèn của nó vào các-các ách bão hòa thấp hơn sẽ ngăn không cho các ách bão hòa sớm, sử dụng hiệu quả không gian lõi.
Cấu trúc nhỏ gọn: Ít nhất hai cột bên có độ thấm cao-phân phối từ thông, cho phép giảm độ dày của chạc, dẫn đến thiết bị nhỏ gọn hơn.
Sản xuất đơn giản: Thiết kế có cấu trúc tạo điều kiện cho việc sản xuất đơn giản hơn so với các thiết kế lai hoặc hình khuyên khác.
III. Tuyên bố chính
Điểm 1 (Yêu cầu bảo hộ độc lập): Lõi từ của cuộn cảm, bao gồm một chạc trên, một chách dưới, một cột ở giữa và ít nhất hai cột bên-có thể thấm từ tính, có đặc điểm ở chỗ:
Cột giữa được bố trí giữa phần giữa của ách.
Một cuộn dây được quấn ở cột giữa và mật độ từ thông bão hòa của cột giữa (B1) cao hơn mật độ từ thông bão hòa của mỗi ách (B2).
Các cột bên được bố trí giữa các ách, nối các cạnh ngoài của chúng.
Điều quan trọng: Hai đầu của cột giữa được chèn vào các ách và tỷ lệ độ sâu chèn Dd cao hơn hoặc bằng B1B1−B2 (trong đó d là độ sâu chèn và D là độ dày ách).
Điểm 2: Cốt lõi theo điểm 1, trong đó hai đầu của cột giữa xuyên qua chách trên và chách dưới.
Điểm 3: Cốt lõi của điểm 1, trong đó độ thấm từ của mỗi cột bên không thấp hơn 200.
Điểm 6: Cốt lõi theo điểm 1, trong đó vật liệu cột ở giữa là lõi bột kim loại và vật liệu ách là ferit.
Điểm 12: Một cuộn cảm sử dụng lõi từ của cuộn cảm theo điểm bất kỳ trước đó, với một cuộn dây được quấn ở cột giữa.
