一種開關(guān)控制可調(diào)電感器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種開關(guān)控制可調(diào)電感器，包括磁芯，磁芯上設(shè)有主電感繞組，所述磁芯上還設(shè)有控制電感繞組，控制電感繞組連接有1個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的調(diào)節(jié)電路，每一路調(diào)節(jié)電路均有獨(dú)立的開關(guān)控制，通過接通或斷開相應(yīng)的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)主電感輸入端等效感量的調(diào)節(jié)。本發(fā)明專利技術(shù)的可調(diào)式電感不需要磁芯工作于非線性區(qū)，而實(shí)現(xiàn)電感的感量可調(diào)。本發(fā)明專利技術(shù)中的調(diào)節(jié)方法具有損耗低，電感線性度好等優(yōu)點(diǎn)。克服了現(xiàn)有可調(diào)電感器存在的調(diào)整方案復(fù)雜、損耗高等缺點(diǎn)。

Switch control adjustable inductor

The invention discloses a control switch adjustable inductor comprises a magnetic core, magnetic core is provided with a main winding inductance, the magnetic core is provided with a control winding inductance, winding inductance control regulating circuit is connected with 1 or more parallel, each adjusting switch circuit has independent control, through the connection or disconnection of the corresponding the switch can adjust the equivalent inductance of the main terminal input inductor. The adjustable inductance of the present invention does not need a magnetic core to work in the nonlinear region, and the inductance of the inductance is adjustable. The adjusting method of the invention has the advantages of low loss, good inductance linearity, etc.. The utility model overcomes the defects that the existing adjustable inductor has the advantages of complicated adjustment scheme and high loss.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種開關(guān)控制可調(diào)電感器
本專利技術(shù)屬于電子領(lǐng)域，本專利技術(shù)涉及一種開關(guān)控制可調(diào)電感器。
技術(shù)介紹
電感器是各種電力電子功率變換器的重要元件，可用于實(shí)現(xiàn)濾波、諧振等功能需求。一般的電感器件，其感量在設(shè)計(jì)完成后即固定，而不能根據(jù)不同的變換器工況進(jìn)行合理的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)功率變換器性能的最佳化。例如，在無線電能傳輸系統(tǒng)中，隨著傳輸工況的不同，可能會(huì)發(fā)生諧振環(huán)路的失效。因此，通過動(dòng)態(tài)調(diào)整電感值，可以實(shí)現(xiàn)諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的性能最佳化。為了實(shí)現(xiàn)電感量的可控，現(xiàn)有技術(shù)通常利用磁芯的非線性特性來實(shí)現(xiàn)感量的調(diào)整。因此，需要對(duì)磁芯進(jìn)行偏磁，從而改變電感量。如CN1301390A中的可調(diào)電感，通過采用兩個(gè)電感繞組的串聯(lián)或并聯(lián)，使電感繞組產(chǎn)生的交流磁通在偏磁繞組上抵消，從而避免了電感繞組與偏磁繞組的耦合。這種方案只是適合于直流電感器來調(diào)節(jié)增量電感量，而不適用于交流電感器來調(diào)節(jié)交流(幅值)電感量。另外，由于其電感線圈產(chǎn)生的磁通并不通過偏磁繞組所在的磁路，使得該方案的磁芯利用率低。CN102306533A中的可調(diào)電感器方案使用感量控制螺栓來調(diào)節(jié)磁芯氣隙的大小來改變電感器的感量。由于不能通過電參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整感量，因此本質(zhì)上與傳統(tǒng)定感值電感相同。目前還有的可調(diào)式電感，使電感線圈與電感量控制線圈的磁路在空間上相互正交，從而使得兩者磁通是相互正交的，通過改變控制線圈上直流電流的大小來間接改變電感磁芯的飽和程度，從而改變電感量。該方案控制方法比較繁瑣，同樣需要利用磁芯的非線性特性，磁芯利用率低，而且電感量控制范圍比較小。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的可調(diào)電感器普遍存在磁芯利用率低、體積相對(duì)較大、電感量相對(duì)較小、電感量變化范圍小的缺點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于利用開關(guān)調(diào)整電感器的等效感量，實(shí)現(xiàn)電感量的動(dòng)態(tài)調(diào)整。為實(shí)現(xiàn)上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)的技術(shù)方案是：一種開關(guān)控制可調(diào)電感器，包括磁芯，磁芯上設(shè)有主電感繞組，所述磁芯上還設(shè)有控制電感繞組，控制電感繞組連接有1個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的調(diào)節(jié)電路，每一路調(diào)節(jié)電路均有獨(dú)立的開關(guān)控制，通過接通或斷開相應(yīng)的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)主電感輸入端等效感量的調(diào)節(jié)。進(jìn)一步的改進(jìn)，所述調(diào)節(jié)電路包括螺線圈電感，螺線圈電感中插有磁芯。進(jìn)一步的改進(jìn)，所述調(diào)節(jié)電路包括電容器。進(jìn)一步的改進(jìn)，所述開關(guān)為半導(dǎo)體開關(guān)管。進(jìn)一步的改進(jìn)，所述磁芯上設(shè)有2個(gè)或2個(gè)以上控制繞組。進(jìn)一步的改進(jìn)，所述磁芯上設(shè)有2個(gè)或2個(gè)以上的主電感繞組。進(jìn)一步的改進(jìn)，所述磁芯為鐵粉芯或鐵氧體。本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)的可調(diào)式電感不需要磁芯工作于非線性區(qū)，而實(shí)現(xiàn)電感的感量可調(diào)。本專利技術(shù)中的調(diào)節(jié)方法具有損耗低，電感線性度好等優(yōu)點(diǎn)。克服了現(xiàn)有可調(diào)電感器存在的調(diào)整方案復(fù)雜、損耗高等缺點(diǎn)。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的原理示意圖；圖2為實(shí)施例1的連接示意圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)，對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例1本專利技術(shù)的原理如圖1所示，其中L0為主電感繞組，Lc為控制電感，L1～Ln為調(diào)節(jié)電路，L0輸入端的等效電感L0eq的電感量的調(diào)節(jié)通過相應(yīng)的控制開關(guān)S1～Sn實(shí)現(xiàn)，調(diào)節(jié)過程不需要額外的偏磁激勵(lì)源，只需要維持開關(guān)的導(dǎo)通或斷開。當(dāng)某個(gè)調(diào)節(jié)電路的電感Ln接入時(shí)，L0輸入端的等效電感L0eq為：其中，Qn為控制電感環(huán)路的Q值，其定義為電感Lc加Ln的阻抗與控制環(huán)路等效串聯(lián)電阻的比值。kn為L0與總控制電感的等效耦合系數(shù)，其定義為：由此可見，電感量的調(diào)節(jié)僅與主電感L0與控制電感Lc的耦合系數(shù)以及Ln的大小相關(guān)。因此，控制電感的不需要很大的儲(chǔ)能電感，僅需要適當(dāng)調(diào)整繞制的分布，即可實(shí)現(xiàn)耦合系數(shù)的調(diào)節(jié)。通過相應(yīng)的開關(guān)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)主電感輸入端的等效電感調(diào)整。若將Ln替換為電容器，也可以實(shí)現(xiàn)感量調(diào)整的目的，其電容器件可等效為Ln為負(fù)值。感量的調(diào)整原理相同。圖2是本專利技術(shù)的連接示意圖。主電感L0與控制電感Lc繞制在的環(huán)形磁芯上，環(huán)形磁芯具有儲(chǔ)能及耦合的作用。調(diào)節(jié)電路中的L1，L2，L3均插有棒狀磁芯，調(diào)節(jié)L1，L2，L3的棒狀磁芯規(guī)格及位置，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)kn的調(diào)整。根據(jù)不同的應(yīng)用，S1、S2、S3可以單個(gè)開通或者多個(gè)開通，從而調(diào)整等效的耦合系數(shù)kn。當(dāng)多個(gè)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，kn計(jì)算式中的Ln應(yīng)替換為相應(yīng)的并聯(lián)電感值。開關(guān)可采用半導(dǎo)體開關(guān)管。根據(jù)不同的應(yīng)用，環(huán)形磁芯、棒狀磁芯的材料可以為鐵粉芯、鐵氧體等。主電感和控制電感的個(gè)數(shù)也可按需要設(shè)置為多個(gè)。所描述的實(shí)施例僅僅是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種開關(guān)控制可調(diào)電感器，包括磁芯，磁芯上設(shè)有主電感繞組，其特征在于，所述磁芯上還設(shè)有控制電感繞組，控制電感繞組連接有1個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的調(diào)節(jié)電路，每一路調(diào)節(jié)電路均有獨(dú)立的開關(guān)控制，通過接通或斷開相應(yīng)的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)主電感輸入端等效感量的調(diào)節(jié)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種開關(guān)控制可調(diào)電感器，包括磁芯，磁芯上設(shè)有主電感繞組，其特征在于，所述磁芯上還設(shè)有控制電感繞組，控制電感繞組連接有1個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的調(diào)節(jié)電路，每一路調(diào)節(jié)電路均有獨(dú)立的開關(guān)控制，通過接通或斷開相應(yīng)的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)主電感輸入端等效感量的調(diào)節(jié)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所的一種開關(guān)控制可調(diào)電感器，其特征在于，所述調(diào)節(jié)電路包括螺線圈電感，螺線圈電感中插有磁芯。3.根據(jù)權(quán)利要求1所的一種開關(guān)控制可調(diào)電感器，其...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃曉生，林抒毅，鄭榮進(jìn)，邵明，葉建盈，陳彩云，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：福建工程學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：福建,35