Přehled patentů proCN110770860B: Aktivní zóna reaktoru a jeho reaktor
I. Abstraktní a technický obor
Vynález poskytuje magnetické jádro reaktoru a reaktor, které jsou navrženy tak, aby zlepšily míru využití jha, dosáhly kompaktní struktury a zjednodušily výrobu, zejména pro vysokofrekvenční aplikace, jako jsou fotovoltaické invertory a posilovací obvody elektrických vozidel.
Klíčová struktura: Konstrukce hybridního magnetického jádra využívající materiály s různou hustotou saturačního toku a permeabilitou.
Středový sloupek (1): Materiál s vysokou saturací magnetického toku (např. jádro z kovového prášku jako Sendust nebo železo-křemík hliník).
Horní třmen (2) a spodní třmen (3): Materiál s nižší hustotou magnetického toku (např. ferit).
Boční sloupky s vysokou{0}}propustností (4): Alespoň dva boční sloupky s vysokou propustností (např. feritový nebo amorfní materiál s propustností větší nebo rovnou 200).
Uspořádání:
Středový sloupek (1) je uspořádán mezi středními oblastmi horního a spodního třmenu (2, 3) s cívkou (5) navinutou kolem něj.
Boční sloupky s vysokou{0}}propustností (4) jsou uspořádány v intervalech mezi vnějšími okraji horního a spodního třmenu (2, 3).
Výhoda: Materiálové provedení a vícecestná struktura magnetického obvodu brání předčasnému nasycení třmenu, efektivně využívá prostor třmenu, rozptyluje magnetický tok a umožňuje snížení tloušťky třmenu.
II. Pozadí a popis vynálezu
A. Technické problémy dosavadního stavu techniky
Konvenční vysokofrekvenční reaktory, které často nahrazují tradiční plechové reaktory z křemíkové oceli, čelí několika výzvám:
Annular Reactors: Obtížné navíjení a náročné pro-výrobu ve velkém měřítku.
Stacked Metal Powder Core Reactors (E-jádrový styl): I když jsou řešení podle dosavadního stavu techniky lepší než prstencové, stále mají svá omezení:
Balíček magnetické pryskyřice: Nízká permeabilita magnetické pryskyřice omezuje zlepšení míry využití třmenu.
Hybridní materiály: I když jsou kompaktní a efektivní, často mají problémy s výrobou, zejména u větších rozměrů.
Feritové jádro desky/hybridní magnetický obvod: Je obtížné vytvořit tenké jádro feritové desky a nese riziko předčasného nasycení feritového materiálu.
B. Řešení a konfigurace
Vynález řeší problémy dosavadního stavu techniky použitím hybridní struktury jádra a výběru materiálu pro řízení distribuce a saturace magnetického toku.
Podrobná konfigurace:
Výběr materiálu jádra:
Materiál středového sloupku (1) je zvolen tak, aby měl hustotu saturačního magnetického toku (B1) větší než materiál horního třmenu (2) a spodního třmenu (3) (B2).
Preferované materiály: Středový sloup: Kovové práškové jádro (Sendust nebo železo křemíkový hliník); Třmeny: Ferit.
Boční sloupky s vysokou{0}}propustností (4) mají propustnost větší nebo rovnou 200 a jsou přednostně vyrobeny z feritu nebo amorfního materiálu.
Konstrukce a montáž:
Středový sloupek (1) má cívku (5) navinutou na vnější straně. Na středním sloupku (1) může být vytvořena vzduchová mezera.
Připojení třmenu: Středový sloupek (1) lze zasunout do horních a spodních třmenů nebo jimi dokonce proniknout.
Požadavek na hloubku zasunutí: Pokud je vložen, poměr hloubky zasunutí (D) k tloušťce třmenu (D′), D′D, je stanoven tak, aby byl větší nebo roven B1B1−B2, aby se zabránilo předčasnému nasycení feritového materiálu třmenu.
Postranní sloupky: Mezi vnější okraje třmenů jsou umístěny alespoň dva postranní sloupky s vysokou{0}}propustností (4), nejlépe symetricky rozmístěné kolem středového sloupku. Tyto boční sloupky vytvářejí několik smyček magnetického toku, které účinně rozptylují magnetický tok.
Sestava reaktoru: Kompletní reaktor obsahuje cívku (5) navinutou vně středního sloupku (1).
Izolace: V horní a spodní části cívky jsou umístěny izolační koncové kroužky, které ji izolují od středového sloupku a třmenů.
Volitelné pouzdro: Pouzdro může být umístěno mimo jádro, které může být naplněno lepidlem, aby se integrálně spojily všechny části.
C. Příznivé účinky
Vylepšené využití třmenu: Použití materiálu s vysokou saturací pro středový sloupek a vložení do třmenů zabraňuje předčasnému nasycení třmenu feritu, což umožňuje efektivně využít prostor třmenu.
Kompaktní struktura a snadná výroba: Použití alespoň dvou postranních sloupců s vysokou{0}}permeabilitou vytváří několik smyček magnetického toku, které rozptylují magnetický tok. To umožňuje zmenšit tloušťku třmenové části, což vede ke kompaktní a snadno vyrobitelné konstrukci.
Zabraňuje předčasnému nasycení: Konstrukce hloubky zasunutí zajišťuje, že materiál třmenu je chráněn před předčasným nasycením.
III. Hlavní nároky
1: Magnetické jádro reaktoru sestávající ze středového sloupku (1), horního třmenu (2), spodního třmenu (3) a alespoň dvou bočních sloupků (4) s vysokou -propustností, vyznačující se tím, že:
Středový sloupek (1) je uspořádán mezi střední oblastí horního třmenu (2) a střední oblastí spodního třmenu (3).
Hustota saturačního magnetického toku středního sloupku (1) je větší než hustota horního třmenu (2) a spodního třmenu (3).
Boční sloupky (4) s vysokou-propustností jsou uspořádány mezi horním třmenem (2) a spodním třmenem (3) v rozestupech, přičemž jejich dva konce jsou připojeny k vnějším okrajům horního třmenu (2) a spodního třmenu (3).
Nárok 2: Magnetické jádro reaktoru podle nároku 1, kde jsou oba konce centrálního sloupku (1) vloženy do horního třmenu (2) a spodního třmenu (3) a poměr hloubky D každého konce k tloušťce třmenu D', D'D, splňuje podmínku: D'D'D, kde B1 je větší než nebo roven saturační hustota magnetického toku středního sloupku (1) a B2 je hustota saturačního magnetického toku horního třmenu (2) a spodního třmenu (3).
Nárok 6: Magnetické jádro reaktoru podle nároku 1, kde středový sloupek (1) je vyroben z jádra z kovového prášku a horní třmen (2) a spodní třmen (3) jsou vyrobeny z feritu.
9: Reaktor obsahující cívku (5) a magnetické jádro reaktoru, jak je popsáno v kterémkoli z předchozích nároků, kde cívka (5) je navinutá vně centrálního sloupku (1).
