[发明专利]电抗器磁芯及其电抗器

说明书

一种电抗器磁芯及其电抗器，该电抗器磁芯包括中柱(1)、上轭铁(2)、下轭铁(3)及至少两个高导磁边柱(4)；所述中柱(1)设置在所述上轭铁(2)的中间区域、下轭铁(3)的中间区域之间，所述中柱(1)外用以绕制线圈(5)，且所述中柱(1)的饱和磁通密度大于所述上轭铁(2)、下轭铁(3)的饱和磁通密度；所述至少两个高导磁边柱(4)间隔设置在所述上轭铁(2)、下轭铁(3)之间，且每个高导磁边柱(4)的两端分别与所述上轭铁(2)的外沿、下轭铁(3)的外沿连接。该电抗器磁芯及其电抗器，提升了轭铁利用率，结构紧凑，同时制造简单。

技术领域

本发明涉及电抗器技术领域，尤其涉及的是一种电抗器磁芯及其电抗器。

背景技术

随着新能源技术和电动汽车的发展，各种电抗器需求如光伏逆变器电路的升压电抗器，逆变器输出电抗器以及电动汽车主动力电池升压电抗器等变得旺盛。由于功率半导体器件的开关频率不断提高，传统的硅钢片电抗器因为损耗较大已经变得不太适用，取而代之的是以铁硅和铁硅铝材质为代表的金属粉芯电抗器。这种电抗器目前有两种方式，一种是采用环形电抗器方案，此方案存在着绕线困难，不利于规模化生产的问题；另外一种是采用块状金属粉芯堆叠为口型，将线圈绕组绕制在上下轭铁夹持的中柱上，此种方案存在着上下轭铁的空间利用率不足、尺寸较大的问题。

中国专利局公开的公告号为102918610B的专利文件中，为解决此问题，采用含磁性金属树脂封装，使之结构紧凑，但是由于磁性树脂的导磁率一般较低，因而对轭铁利用率的提升有限。中国专利局公开的公告号为102074333B的专利文件中，采用混合材料设计，结构非常紧凑，且效率也很高，但是存在着制造问题，尤其是对较大尺寸比较困难。中国专利局公开的公告号为103714946B的专利文件，揭露了一种混合磁路磁集成电感器，可保持高的耦合效果，又能够最大限度提升线圈自耦的电感量，但是存在铁氧体平板磁芯很难薄型化且有提前饱和风险的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电抗器磁芯及其电抗器，提升轭铁利用率，结构紧凑，同时制造简单。

为解决上述问题，本发明提出一种电抗器磁芯，包括中柱、上轭铁、下轭铁及至少两个高导磁边柱；所述中柱设置在所述上轭铁的中间区域、下轭铁的中间区域之间，所述中柱外用以绕制线圈，且所述中柱的饱和磁通密度大于所述上轭铁、下轭铁的饱和磁通密度；所述至少两个高导磁边柱间隔设置在所述上轭铁、下轭铁之间，且每个高导磁边柱的两端分别与所述上轭铁的外沿、下轭铁的外沿连接。

根据本发明的一个实施例，所述中柱的两端分别插入至所述上轭铁、下轭铁中，所述中柱的两端各自的插入深度比例d/D为大于等于(B1-B2)/B1，其中，d为中柱端部的插入深度，D为上轭铁、下轭铁的厚度，B1为中柱的饱和磁通密度，B2为上轭铁、下轭铁的饱和磁通密度。

根据本发明的一个实施例，所述中柱的两端分别穿透所述上轭铁、下轭铁。

根据本发明的一个实施例，所述高导磁边柱的导磁率不小于200。

根据本发明的一个实施例，高导磁边柱的材料为铁氧体或非晶材料。

根据本发明的一个实施例，各高导磁边柱在全部中柱的周围呈对称分布。

根据本发明的一个实施例，所述中柱的材质为金属粉芯，所述上轭铁、下轭铁的材质为铁氧体。

根据本发明的一个实施例，所述金属粉芯为铁硅铝或铁硅材料。

根据本发明的一个实施例，所述中柱为一个或两个以上，各中柱间隔设置在所述上轭铁的中间区域、下轭铁的中间区域之间。

根据本发明的一个实施例，所述中柱上设置有气隙。

本发明还提供一种电抗器，包括线圈及如前述实施例中任意一项所述的电抗器磁芯，所述线圈绕制在中柱外。