一種開關控制可調電感器制造技術

本發明專利技術公開了一種開關控制可調電感器，包括磁芯，磁芯上設有主電感繞組，所述磁芯上還設有控制電感繞組，控制電感繞組連接有1個或多個并聯的調節電路，每一路調節電路均有獨立的開關控制，通過接通或斷開相應的開關，實現對主電感輸入端等效感量的調節。本發明專利技術的可調式電感不需要磁芯工作于非線性區，而實現電感的感量可調。本發明專利技術中的調節方法具有損耗低，電感線性度好等優點?？朔爽F有可調電感器存在的調整方案復雜、損耗高等缺點。

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.

【技術實現步驟摘要】
一種開關控制可調電感器
本專利技術屬于電子領域，本專利技術涉及一種開關控制可調電感器。
技術介紹
電感器是各種電力電子功率變換器的重要元件，可用于實現濾波、諧振等功能需求。一般的電感器件，其感量在設計完成后即固定，而不能根據不同的變換器工況進行合理的調整，實現功率變換器性能的最佳化。例如，在無線電能傳輸系統中，隨著傳輸工況的不同，可能會發生諧振環路的失效。因此，通過動態調整電感值，可以實現諧振式無線電能傳輸系統的性能最佳化。為了實現電感量的可控，現有技術通常利用磁芯的非線性特性來實現感量的調整。因此，需要對磁芯進行偏磁，從而改變電感量。如CN1301390A中的可調電感，通過采用兩個電感繞組的串聯或并聯，使電感繞組產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節增量電感量，而不適用于交流電感器來調節交流(幅值)電感量。另外，由于其電感線圈產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中的可調電感器方案使用感量控制螺栓來調節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動態調整感量，因此本質上與傳統定感值電感相同。目前還有的可調式電感，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，現有技術的可調電感器普遍存在磁芯利用率低、體積相對較大、電感量相對較小、電感量變化范圍小的缺點。
技術實現思路
本專利技術的目的在于利用開關調整電感器的等效感量，實現電感量的動態調整。為實現上述專利技術目的，本專利技術的技術方案是：一種開關控制可調電感器，包括磁芯，磁芯上設有主電感繞組，所述磁芯上還設有控制電感繞組，控制電感繞組連接有1個或多個并聯的調節電路，每一路調節電路均有獨立的開關控制，通過接通或斷開相應的開關，實現對主電感輸入端等效感量的調節。進一步的改進，所述調節電路包括螺線圈電感，螺線圈電感中插有磁芯。進一步的改進，所述調節電路包括電容器。進一步的改進，所述開關為半導體開關管。進一步的改進，所述磁芯上設有2個或2個以上控制繞組。進一步的改進，所述磁芯上設有2個或2個以上的主電感繞組。進一步的改進，所述磁芯為鐵粉芯或鐵氧體。本專利技術的有益效果是：本專利技術的可調式電感不需要磁芯工作于非線性區，而實現電感的感量可調。本專利技術中的調節方法具有損耗低，電感線性度好等優點?？朔爽F有可調電感器存在的調整方案復雜、損耗高等缺點。附圖說明圖1為本專利技術的原理示意圖；圖2為實施例1的連接示意圖。具體實施方式下面將結合附圖對本專利技術，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。實施例1本專利技術的原理如圖1所示，其中L0為主電感繞組，Lc為控制電感，L1～Ln為調節電路，L0輸入端的等效電感L0eq的電感量的調節通過相應的控制開關S1～Sn實現，調節過程不需要額外的偏磁激勵源，只需要維持開關的導通或斷開。當某個調節電路的電感Ln接入時，L0輸入端的等效電感L0eq為：其中，Qn為控制電感環路的Q值，其定義為電感Lc加Ln的阻抗與控制環路等效串聯電阻的比值。kn為L0與總控制電感的等效耦合系數，其定義為：由此可見，電感量的調節僅與主電感L0與控制電感Lc的耦合系數以及Ln的大小相關。因此，控制電感的不需要很大的儲能電感，僅需要適當調整繞制的分布，即可實現耦合系數的調節。通過相應的開關動作，實現主電感輸入端的等效電感調整。若將Ln替換為電容器，也可以實現感量調整的目的，其電容器件可等效為Ln為負值。感量的調整原理相同。圖2是本專利技術的連接示意圖。主電感L0與控制電感Lc繞制在的環形磁芯上，環形磁芯具有儲能及耦合的作用。調節電路中的L1，L2，L3均插有棒狀磁芯，調節L1，L2，L3的棒狀磁芯規格及位置，即可實現對kn的調整。根據不同的應用，S1、S2、S3可以單個開通或者多個開通，從而調整等效的耦合系數kn。當多個開關導通時，kn計算式中的Ln應替換為相應的并聯電感值。開關可采用半導體開關管。根據不同的應用，環形磁芯、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數也可按需要設置為多個。所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種開關控制可調電感器，包括磁芯，磁芯上設有主電感繞組，其特征在于，所述磁芯上還設有控制電感繞組，控制電感繞組連接有1個或多個并聯的調節電路，每一路調節電路均有獨立的開關控制，通過接通或斷開相應的開關，實現對主電感輸入端等效感量的調節。

【技術特征摘要】
1.一種開關控制可調電感器，包括磁芯，磁芯上設有主電感繞組，其特征在于，所述磁芯上還設有控制電感繞組，控制電感繞組連接有1個或多個并聯的調節電路，每一路調節電路均有獨立的開關控制，通過接通或斷開相應的開關，實現對主電感輸入端等效感量的調節。2.根據權利要求1所的一種開關控制可調電感器，其特征在于，所述調節電路包括螺線圈電感，螺線圈電感中插有磁芯。3.根據權利要求1所的一種開關控制可調電感器，其...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃曉生，林抒毅，鄭榮進，邵明，葉建盈，陳彩云，
申請(專利權)人：福建工程學院，
類型：發明
國別省市：福建,35