[发明专利]双端子有源电感器装置

说明书

具有基于电感值输入L_I的可控电感的有源双端子电感器装置。处理器系统PRS执行算法，该算法利用连接到两个外部端子A、B的可控电开关以及固定值电感器部件L1来控制功率转换器PCV。该算法基于至少对与电感器部件L1有关的电压或电流进行的采样，控制功率转换器PCV，以在外部端子A、B上提供用于匹配电感值输入L_I的所得电感。

技术领域

本发明涉及电力系统或电力电子系统的领域，更具体地，本发明提供了用于电力系统(例如，转换器)中的双端子有源电感器装置。与具有相同电感的传统电感器部件相比，该装置可以做得紧凑，并且电感值可以是可编程的。

背景技术

就成本、体积和重量而言，电感器是电力系统中的关键部件。电感器用于例如DC-DC、AC-DC、DC-AC转换器的开关电路、DC母线应用、在线防抖，以实现稳定性、自适应能量缓冲等。电感器通常为绕线(例如铜线)以形成线圈，因此适用于大电流和高电感的电感器会带来很大的重量。

尤其是，经常在电力(例如10W到几MW)系统中使用的高电感电感器价格昂贵、体积庞大，并且电感器经常构成功率电路总重量的重要部分。

此外，在制造过程中，每种固定电感值都需要其自己的制造生产线。可调电感器是已知的，但是在高电感值的情况下这种部件很少见。

发明内容

因此，根据以上描述，本发明的目的是提供一种紧凑、轻便、低成本的电感器装置，其能够提供可根据电感值输入而调节的高电容。此外，该装置应当优选地能够用于从低功率到高功率应用的不同功率的广泛应用中。

在第一方面，本发明提供了一种具有可控电感值输入的电感器装置，包含：

-外壳，

-包含互连的多个可控电开关的功率转换器，

-具有固定电感并电性连接至功率转换器的第一电感器部件，

-两个外部电端子，被布置为能够从外壳的外部进行外部访问，其中两个外部电端子中的至少一个连接到第一电感器部件和功率转换器，以及

-处理器系统，被布置成感测与两个外部电端子和第一电感器部件之一有关的至少一个输入电压或电流，并根据被配置为控制功率转换器的算法来处理所感测的至少一个输入电压或电流，以便在两个外部电端子之间提供与可控电感值输入相对应的所得电感。

这样的电感器装置是有利的，因为它可以被看作是具有可调电感值的有源电感器，特别是在具有自供电电路的实施方式中。其仍然可以提供在双端子封装中，因此很容易合并到现有的功率电路中，以替代具有固定电感的传统电感器部件。特别地，两个外部电端子可以被布置为具有与现有的无源电感器部件相同的相互距离(mutual distance)，从而有利于在不进一步改变的情况下更换现有部件。

电感值由处理器系统控制的事实意味着，与具有相同电感的传统无源电感器部件相比，可以在具有紧凑尺寸的外壳内获得高电感。因此，基于小的无源电感器，即第一电感器部件，可以提供从两个外部电端子处呈现的高电感，因此，与使用具有高电感的无源电感器相比，可以获得显着的重量和体积减小。

此外，电感器装置也适用于高功率应用，因为可以用最小的功率损耗来实现开关电路拓扑。

甚至进一步，电感器装置可以被配置为允许响应于两个外部电端子上的电压而在线调节所得电感。例如，如果观察到的电压或电流在阈值内，则可调电感值输入可以是标称电感值，而在电压或电流超出阈值的情况下，可以响应于电压或电流来确定所得电感。由此，可以提供响应于其中应用有该电感器装置的应用的操作条件(例如负载或阻抗匹配)的所得电感。这可以允许提高电力应用的效率，这对于具有固定电感的电感器部件是不可能的。

在下文中，将描述优选特征和实施方式。