[发明专利]一种电感绕制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电感器技术领域，更具体地说，涉及一种电感绕制方法及装置。

背景技术

电源转换器的交错并联是提高效率和功率密度的一种方法，同时可以抵消电流纹波，改善输入或者输出的特性，因此其广泛用于功率因数校正电路、逆变电路和直流变换电路中。其两相交错典型电路如图1，每相电路中各有一个单独的滤波电感，分别为L1，L2。交错并联变换器中需要设计专门的控制环路来实现每相电感间的电流均流。

多态开关电路是在交错并联结构基础上发展来的一种新型电路，其典型三态开关电路如图2，其电路类似于交错并联结构，但两相共用一个耦合电感，耦合电感与输入(或输出)之间还有一个单独的电感，即图2中的电感L。其中，耦合电感可以实现交错并联电路之间的电流平均分配。

图2中的三态开关电路中，四个开关管的不同导通组合共有三个等效的工作状态，即一个上管和一个下管同时导通，两个上管同时导通，以及两个下管同时导通，这也是三态开关命名的由来。相对于交错并联结构，由于自耦变压器的存在，每相电路之间能够实现自动均流，不需要均流控制，也减少了电流采样电路；另外，滤波电感L和耦合电感可以根据自身工况单独进行优化，从而提高变换效率。而且根据功率要求，三态电路可以拓展至多态电路，如图3即为典型的四态开关电路。

为了进一步提高功率密度，提高整机效率，可以将图3中的电感L以耦合电感L_coupling的漏感来替代，这样可以省去一个电感元件，新的器件称之为“集成电感L的耦合电感”，典型的集成电感L的四态耦合电感的结构剖面如图4。该结构为三相三柱磁芯，耦合电感的三个电感绕组：绕制A，绕制B及 绕制C分别绕制在三个磁柱上。

多态开关电路中耦合电感的各个电感绕组中的电流波形都是工频电流叠加高频纹波电流，并且各个电感绕组中的工频电流的大小和相位是相同的，所以各个电感在各自所在磁柱中产生的工频磁通的大小和相位是相同的，如图4磁柱中虚线所示的磁力线，三个电感产生的磁力线流经其他磁柱后产生相互抵消效应。理论上三个绕组的工频磁通可以完全抵消，但由于三个铁芯柱之间的磁路长度不等，导致三个绕组中的工频电流产生的磁通并不能实现完全抵消，相对于高频电流，该磁通类似于直流偏置，容易导致铁芯进入饱和。为防止饱和，铁芯中需要增加较大的气隙，从而导致电感损耗增加，不利于效率优化。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中三个绕组中的工频电流产生的磁通并不能实现完全抵消，容易导致铁芯进入饱和，导致电感损耗增加，不利于效率优化的缺陷，提供一种电感绕制方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种电感绕制方法，提供包括多根磁柱的磁芯及包括多个绕组的电感，该电感绕制方法包括步骤：

A、将所述电感的任一绕组的线圈匝数按照预设比例分为第一绕组及第二绕组；

B、将所述第一绕组绕制于所述多根磁柱的其中一根，并将所述第二绕组绕制于所述多个磁柱中异于所述第一绕组已绕制磁柱的一根；

C、循环步骤A及步骤B，直至所述电感的所有绕组绕制完毕。

在本发明所述的电感绕制方法中，所述步骤B中，同一磁柱上的两个绕组产生的磁力线相反。

另一方面，提供一种电感绕制装置，包括：

磁芯，所述磁芯包括多根磁柱；

电感，所述电感包括多个绕组；其中，所述电感的任一绕组的线圈匝数按照预设比例分为第一绕组及第二绕组，并将所述第一绕组绕制于所述多根磁柱 的其中一根，将所述第二绕组绕制于所述多个磁柱中异于所述第一绕组已绕制磁柱的一根。

在本发明所述的电感绕制装置中，同一磁柱上的两个绕组产生的磁力线相反。

在本发明所述的电感绕制装置中，所述磁芯还包括：

上铁轭及下铁轭；其中，所述多根磁柱设置于所述上铁轭及所述下铁轭之间。

在本发明所述的电感绕制装置中，所述磁芯还包括：

副磁芯，所述副磁芯分别连接于所述上铁轭及所述下铁轭。

在本发明所述的电感绕制装置中，所述副磁芯包括与所述多根磁柱对应的多根副子磁芯，所述多根副子磁芯分别连接于所述上铁轭及所述下铁轭的同一侧。

在本发明所述的电感绕制装置中，所述副磁芯包括多根副子磁芯，所述多根副子磁芯设置于所述上铁轭及所述下铁轭之间，其中，所述多根副子磁芯与所述多根磁柱交替排列。

在本发明所述的电感绕制装置中，所述副磁芯包括两根副子磁芯；