CN203351344U - 一种基于高频ups的apfc电感 - Google Patents

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CN203351344U CN 201320374962 CN201320374962U CN203351344U CN 203351344 U CN203351344 U CN 203351344U CN 201320374962 CN201320374962 CN 201320374962 CN 201320374962 U CN201320374962 U CN 201320374962U CN 203351344 U CN203351344 U CN 203351344U
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周文鸣
徐国圣
仲崇勇
周峰
赵璟星
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Abstract

本实用新型公开了UPS电源领域内的一种基于高频UPS的APFC电感,包括工字型铁芯主体,铁芯主体上下两内壁上各设有一对绕臂,绕臂设置在内壁的边缘处,两对所述绕臂上反向绕设有一对电感线圈,本实用新型降低了电感的损耗,减少了铁损,且降低了制造成本,可用于UPS电源中。

Description

—种基于高频UPS的APFC电感
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种UPS电源,特别涉及一种UPS电源电感。
背景技术
[0002] 传统的APFC是正负DC分别接一只独立的非晶电感,采用16KHz-20KHz频率的CCMAPFC方案。通过控制开关管的通断,从而使输入电流(及电感电流)与整流输入电压波形基本同相,使电流谐波大为减少,提高了输入端功率因数,同时保持输出电压稳定。
[0003] 非晶电感中铁芯材料的损耗优劣关系为:铁氧体〈非晶〈铁硅铝〈铁硅〈纯铁粉芯。非晶材料以其极高的抗饱和特性(Bs>1.5T)且高频损耗优于铁硅铝的特点,本应是最好的选择,但非晶磁滞伸缩系数非常大,常常伴随较大的噪音;但非晶作为电感磁性材料使用时,由于需要开气隙而不得不切开端面,别切开的端面会出现大的涡流损耗,电源的趋势是高频化,使得电路中的储能和换能被动元件尽可能的被减小,以达到高效率、低成本、小体积的目的,这就要求在保障性能和不增加额外成本的条件下,能够最大限度的减小电感量,但是纹波电流也随之增加,非晶电感的Λ B也会增加,除了明显增加了非晶的铁芯损耗外,非晶气隙中的漏磁也大幅增加,使非晶电感温升提高、效率降低。用非晶设计电感时,要尽量提高电感量,但这就增加了成本。而且非晶的电感量由于气隙较大的原因几乎不变,非晶电感的铁芯损耗一直都比较高。
实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的是提供一种基于高频UPS的APFC电感,使其降低电感的损耗,降低制造成本,减少铁损。
[0005] 本实用新型的目的是这样实现的:一种基于高频UPS的APFC电感,包括工字型铁芯主体,所述铁芯主体上下两内壁上各设有一对绕臂,所述绕臂设置在内壁的边缘处,两对所述绕臂上反向绕设有一对电感线圈。
[0006] 本实用新型是由两个独立的电感线圈,分别绕制铁芯的两个绕臂上,再通过其中公用的中间磁路形成磁集成的工作原理,两线圈中流过电流时,两线圈所产生的磁束会在工字型铁芯主体中间公共部分铁芯里进行磁通量抵消,甚至为零。如果在同一时刻流过线圈的电流值相接近时,铁芯公共部分的磁通可互相抵消,即便铁芯的有效截面积小,因其总磁通量很小,此处的磁场强度也会很低。与现有技术相比,本实用新型的有益效果在于,本实用新型降低了电感的损耗,减少了铁损,且降低了制造成本。本实用新型可用于UPS电源中。
[0007] 作为本实用新型的改进,所述铁芯主体由铁氧体制成;所述两对绕臂由铁硅或铁硅铝制成。通过在绕组内部使用有利于产生电感量和直流偏置特性的高性能铁硅或铁硅铝材料,而在绕组之外,则尽量使用20ΚΗζ频率下铁芯损耗几乎可以忽略的高性能铁氧体材料,来尽可能的缩短非绕线部的磁路长度和减小磁阻,同时避免因空气气隙处的漏磁而产生的涡流损耗。[0008] 作为本实用新型的改进,所述两绕臂的有效截面积和中心柱的有效截面积之比大于I。这就使得中心柱铁芯永远不会饱和。
附图说明
[0009] 图1为本实用新型结构示意图。
[0010] 其中,I铁芯主体,2a、2b绕臂,3a、3b电感线圈。
具体实施方式
[0011] 如图1所示的一种基于高频UPS的APFC电感,包括工字型铁芯主体I,铁芯主体I上下两内壁上各设有一对绕臂2a、2b,绕臂2a、2b设置在内壁的边缘处,两对绕臂2a、2b上反向绕设有一对电感线圈3a、3b,铁芯主体I由铁氧体制成;两对绕臂2a、2b由铁娃或铁娃铝制成,两绕臂2a、2b的有效截面积和中心柱的有效截面积之比大于I。
[0012] 本实用新型采用铁氧体与铁硅铝材料的混合使用,可以降低成本,又能降低电感的损耗,通过优化该电感的L-1特性,在电流峰值处电感的纹波电流即使很大,感量很小,也能使APFC的输入电流波形平滑圆润,这样有限的物理尺寸也能设计出更大功率的电感,此电感的电感量会随着电流的减小而增大,此时的铁芯场强变化量明显降低,这样一方面减少了铁损,另一方面局部部位的微小气隙处的漏磁也会大幅减小,使涡流影响极小;同时随着电感量的迅速增大,电感中的高频电流纹波大幅下降,进一步降低了电感电流的有效值与高频分量,这样能有效的降低损耗与温升。
[0013] 本实用新型并不局限于上述实施例,在本实用新型公开的技术方案的基础上,本领域的技术人员根据所公开的技术内容,不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形,这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于高频UPS的APFC电感,其特征在于,包括工字型铁芯主体,所述铁芯主体上下两内壁上各设有一对绕臂,所述绕臂设置在内壁的边缘处,两对所述绕臂上反向绕设有一对电感线圈。
2.根据权利要求1所述的一种基于高频UPS的APFC电感,其特征在于,所述铁芯主体由铁氧体制成。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于高频UPS的APFC电感,其特征在于,所述两对绕臂可由铁硅制成。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于高频UPS的APFC电感,其特征在于,所述两对绕臂也可由铁硅铝制成。
5.根据权利要求1或2所述的一种基于高频UPS的APFC电感,其特征在于,所述两绕臂的有效截面积和中心柱的有效截面积之比大于I。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104021919A (zh) * 2014-05-09 2014-09-03 无锡晶磊电子有限公司 用于滤波电感器的块状组合磁芯

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