CN214588392U - 电感器、光伏逆变器以及光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电感器、光伏逆变器及光伏发电系统，其中，电感器包括磁芯、第一绕组和第二绕组，第一绕组和第二绕组，分别绕制于第一磁柱和第二磁柱上；且第一绕组和第二绕组沿磁芯交错设置，从而增加并均衡第一绕组和第二绕组的漏磁通，本实用新型技术方案可以有效增加绕组的漏磁通，从而增加绕组的差模感量，同时有效提高第一绕组和第二绕组之间绕组的差模感量的平衡度，有效提高电感器的性能。

Description

电感器、光伏逆变器以及光伏发电系统

技术领域

本实用新型涉及电子电力技术领域，特别涉及一种电感器、光伏逆变器以及光伏发电系统。

背景技术

在光伏逆变器中，需要抑制共模干扰和差模干扰，因此需要设置共模电感和差模电感，然而，分别设置共模电感和差模电感，会增加光伏逆变器的体积，不利于光伏逆变器的小型化。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种电感器、光伏逆变器以及光伏发电系统，旨在利用电感器同时抑制共模干扰和差模干扰，减小光伏逆变器体积。

为实现上述目的，本实用新型提出一种电感器，包括：

磁芯，具有对称设置的第一磁柱和第二磁柱；

第一绕组和第二绕组，分别绕制于所述第一磁柱和所述第二磁柱上；

其中，所述第一绕组和所述第二绕组沿所述磁芯交错设置。

可选地，所述第二绕组的数量为两个，两个所述第二绕组分别与所述第一绕组形成的间距相等。

可选地，两个所述第二绕组之间形成的间距与所述第一绕组的绕组宽度对应。

可选地，所述第一绕组和所述第二绕组的线材为扁平线，所述第一绕组和所述第二绕组分别立绕于所述第一磁柱和所述第二磁柱上。

可选地，所述磁芯为环形磁芯。

可选地，所述磁芯为矩形磁芯。

可选地，所述电感器还包括：

限位底板，所述限位底板具有多个供所述第一绕组和所述第二绕组的绕组引出线端通过的通孔。

可选地，所述第一绕组和第二绕组之间还设置有隔板；所述隔板可拆卸的安装于所述限位底板上。

本实用新型还提出一种光伏逆变器，包括上述的电感器。

本实用新型还提出一种光伏发电系统，包括上述的电感器或者光伏逆变器。

本实施例的电感器通过将第一绕组和第二绕组分别交错绕制于第一磁柱和第二磁柱上，可以有效增加磁芯没有被绕组覆盖的面积，从而增加第一绕组和第二绕组的漏磁通，进而增加绕组的差模感量，并且第一绕组和第二绕组交错设置有利于电感器的散热，此外，当第二绕组数量为两个时，由于本实施例的电感器的第一绕组和两个第二绕组交错绕制于第一磁柱和第二磁柱上，从而第一绕组的漏磁通会增加(相比较将三个绕组并排绕制于同一个磁柱，其中间磁柱的漏磁通会大大减小)，从而提高第一绕组的差模感量，进而有效提高三个绕组的差模感量的平衡度，有效提高电感器的性能。在实际测试中，第一绕组和第二绕组之间的差模感量的差值保持在12％以内。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型电感器一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型电感器另一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型电感器又一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型电感器又再一实施例的结构示意图；

图5为本实用新型电感器又再另一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种电感器。该电感器相较于现有的电感而言，具有绕组数量少、引脚少的特点，有利于降低电感量产的工艺复杂度和降低成本，且该电感器的差模感量值具有较好的平衡度。可以同时滤除差模干扰和共模干扰。

需要说明的是，现有的三相电感主要的结构是在磁芯的两侧分别绕制三组绕组，三组绕组并排绕制，如此设置，存在以下两个问题：首先，磁芯一侧的并排的三个绕组中，由于位于中间位置的绕组相比较两端的绕组，漏磁通更加少，因此位于中间位置的绕组的差模感量要小于于两端的绕组的差模感量，导致三个绕组的差模感量不平衡，实际测试中，中间位置的绕组的差模感量相较两端的绕组的差模感量低30％以上，同时位于中间的绕组也存在散热不良的问题。其次，由于磁芯的两侧均设置有三个绕组，也即一个三相电感将具有6个绕组、12个绕组引出线端，这导致电感结构复杂，成本高，不利于电感的批量生产。

为了解决上述问题，参照图1和图2，在本实用新型一实施例中，该电感器包括：

磁芯，具有对称设置的第一磁柱10和第二磁柱20；

第一绕组30和第二绕组40，分别绕制于所述第一磁柱10和所述第二磁柱20上；

其中，所述第一绕组30和所述第二绕组40沿所述磁芯交错设置。

在本实施例中，所述磁芯可以是环形磁芯，例如矩形、跑道型或者其他多边形磁芯，此处不做限定，只要满足形成环形磁路即可。

第一绕组30和第二绕组40可以采用扁平线或者其他类型的线材绕制，此处不做限定，在采用扁平线圈时，第一绕组30和第二绕组40的绕制可以是立绕或者平绕。所述第一绕组30与所述第二绕组40的数量具体根据实际电源的相数确定，当电源为2相电源时，所述电感器可以是如图2所示，包括一个第一绕组30和一个第二绕组40；当电源为3相电源时。所述电感器可以是如图3所示，包括一个第一绕组30和两个第二绕组40。本实施例中，所述电感器的绕组数量可以是两个或者三个，具有绕组和绕组的引出线端少的特点，有利于简化电感器的结构复杂度，降低生产成本。

参照图1和图2，本实施例中将所述磁芯分为三部分，分别为第一磁柱10、第二磁柱20以及连接第一磁柱10和第二磁柱20的连接部；具体地，所述第一磁柱10的第一端通过所述连接部与所述第二磁柱20的第二端连接，所述第一磁柱10的第二端通过所述连接部与所述第二磁柱20的第二端连接，如此，参照图2，所述第一绕组30和所述第二绕组40沿所述磁芯交错设置可以是指所述第一绕组30绕制于所述第一磁柱10的第一端，所述第二绕组40绕制于所述第二磁柱20的第二端，从而第一绕组30和第二绕组40交错，或者参照图1，所述第一绕组30和所述第二绕组40沿所述磁芯交错设置可以是指所述第一绕住绕制于所述第一磁柱10的中间位置，两个所述第二绕组40绕制于所述第二磁柱20的两端，从而第一绕组30和第二绕组40交错。

在本实施例中，第一绕组30和第二绕组40对称的绕制在所述磁芯上，也即第一绕组30和第二绕组40的绕制方向相反，从而在共模干扰信号通过第一绕组30和第二绕组40的时候，第一绕组30和第二绕组40产生的磁通相互叠加，从而产生共模感抗，有效的抑制共模干扰，此外，第一磁柱10和第二磁柱20的连接部以及两个第二绕组40之间的磁芯是没有被绕组覆盖的，如此，在差模干扰信号通过第一绕组30和第二绕组40的时候，由于磁芯没有被绕组覆盖的部分的磁通以空气为介质向外扩散，从而产生漏磁通，进而产生差模感抗，有效的抑制差模干扰。因此本实施例的一个电感器可以实现同时滤除共模干扰和差模干扰，也即共差模一体化。

本实施例的电感器，通过将第一绕组30和第二绕组40分别交错绕制于第一磁柱10和第二磁柱20上，可以有效增加磁芯没有被绕组覆盖的面积，从而增加第一绕组30和第二绕组40的漏磁通，进而增加绕组的差模感量，并且第一绕组30和第二绕组40交错设置有利于电感器的散热，此外，当第二绕组40数量为两个时，由于本实施例的电感器的第一绕组30和两个第二绕组40交错绕制于第一磁柱10和第二磁柱20上，从而第一绕组30的漏磁通会增加(相比较将三个绕组并排绕制于同一个磁柱，其中间磁柱的漏磁通会大大减小)，从而提高第一绕组30的差模感量，进而有效提高三个绕组的差模感量的平衡度，有效提高电感器的性能。在实际测试中，第一绕组30和第二绕组40之间的差模感量的差值保持在12％以内。

参照图1和图4，在一实施例中，所述第二绕组40的数量为两个，两个所述第二绕组40分别与所述第一绕组30形成的间距相等。

参照图4，将两个第二绕组40标记为绕组40A和绕组40B，则所述两个所述第二绕组40分别与所述第一绕组30形成的间距相等可以是指W等于Z，其中，W为绕组40A的最后一个线圈中点至第一绕组30的第一个线圈的中点之间的连线长度，Z为绕组40B的第一个线圈至第一绕组30的最后一个线圈的中点的连线长度。

本实施例中，两个所述第二绕组40分别与所述第一绕组30形成的间距相等，从而两个第二绕组40到第一绕组30的形成的磁路距离相等，从而有利于平衡两个第二绕组40之间的漏磁通，从而提高两个第二绕组40之间的差模感量平衡度。

参照图3和图5，在一实施例中，两个所述第二绕组40之间形成的间距与所述第一绕组30的绕组宽度对应。

参照图5，将两个第二绕组40标记为绕组40A和绕组40B，则所述两个所述第二绕组40之间形成的间距与所述第一绕组30的绕组宽度对应。可以是指绕组40A的最后一个线圈至绕组40B的第一个线圈之间的连线长度X，等于第一绕组30的绕组宽度Y。或者所述X稍大于Y(例如，X比Y大两个隔板60的厚度)。本实施例可以有效的提升电感器的紧凑度，有利于减小电感器的体积。

参照图1至图3，在一实施例中，所述第一绕组30和所述第二绕组40的线材为扁平线，所述第一绕组30和所述第二绕组40分别立绕于所述第一磁柱10和所述第二磁柱20上。

本实施例采用扁平线立绕的方式，从而在同样的匝数的情况下，相比较平绕或者其他线材绕制方法而言，需要的磁芯体积更小，从而可以有效减小磁芯的体积，进而缩小电感器的体积。

参照图1至图3，在一实施例中，所述磁芯为环形磁芯。

具体可以是圆环形磁芯、椭圆环形磁芯、矩形形磁或者跑道形磁芯中的一个。

进一步地，所述磁芯为矩形磁芯。

所述第一绕组30和第二绕组40交错绕制于所述矩形磁芯相对的两条直线磁芯上，如此设置，在所述第二绕组的数量为多个时，可以使得多个第二绕组的进线和出线方向一致，进一步还可以将第一绕组的引出线端(包括出线端和入线端)均设置在矩形磁芯内侧，如此，在使用本实施例中的电感器布置电路时，可以大大简化PCB板的走线，并降低电感器占用的PCB板面积。相比较而言，若采用圆环形磁芯，则第一绕组和第二绕组的同名端都会集中在电感器的内侧，从而在布置电路时，电感周围的PCB的走线布局难度、复杂度增加，还会大大增加电感器占用PCB板的面积。

参照图1至图3，在一实施例中，所述电感器还包括：

限位底板50，所述限位底板50具有多个供所述第一绕组30和所述第二绕组40的绕组引出线端通过的通孔。

所述限位底板50的形状可以是于所述磁芯的形状对应设置，所述通孔的形状与所述第一绕组30和所述第二绕组40的绕组引出线端的截面形状对应。对应可以指的是相同或者相似。其中，第一绕组30和第二绕组40的线材材质可以选用较为粗硬的线材材质，从而第一绕组30和所述第二绕组40的绕组引出线端通过所述通孔时，绕组之间的相对位置就被固定了，也即通过控制通孔的相对位置来控制绕组的相对位置，实现绕组之间的交错设置。

参照图3，进一步地，所述第一绕组30和第二绕组40之间还设置有隔板60；所述隔板60可拆卸的安装于所述限位底板50上。

所述限位底板50板上还设置有与隔板60对应的通孔，供隔板60穿过并固定隔板60的位置。需要说明的是，共模电感的安全规定要求限定了绕组之间的安规距离，为了保证绕组之间的实际距离满足安规和绝缘距离，需要预设绕组之间的距离，且在量产过程中，为了确保一定满足安规和绝缘距离，会设置一定的容错的距离，也即会将实际距离设置的远大于安规和绝缘距离，导致电感器的尺寸变大。

本实施例可以将隔板60的厚度设置为安规和绝缘距离，在量产过程中，由于隔板的存在，不需要预留容错的距离，如此，不仅可以确保满足安全规定和绝缘要求，还可以缩小电感器的体积，此外，由于隔板本申请的绝缘性能比空气更好，因此采用本申请的隔板，可以缩小绝缘距离，进而进一步缩小电感器的体积。

本实用新型还提出一种光伏逆变器，该光伏逆变器包括上述的电感器。该电感器的具体结构参照上述实施例，由于本光伏逆变器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

所述光伏逆变器可以包括逆变电路以及输出滤波电路，所述电感器可以设置在所述输出滤波电路中，从而将逆变电路输出的电源进行滤波。

本实用新型还提出一种光伏发电系统，该光伏发电系统包括上述的电感器或者光伏逆变器。该电感器或者光伏逆变器的具体结构参照上述实施例，由于本光伏发电系统用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电感器，其特征在于，包括：

磁芯，具有对称设置的第一磁柱和第二磁柱；

第一绕组和第二绕组，分别绕制于所述第一磁柱和所述第二磁柱上；

其中，所述第一绕组和所述第二绕组沿所述磁芯交错设置。

2.如权利要求1所述的电感器，其特征在于，所述第二绕组的数量为两个，两个所述第二绕组分别与所述第一绕组形成的间距相等。

3.如权利要求2所述的电感器，其特征在于，两个所述第二绕组之间形成的间距与所述第一绕组的绕组宽度对应。

4.如权利要求1所述的电感器，其特征在于，所述第一绕组和所述第二绕组的线材为扁平线，所述第一绕组和所述第二绕组分别立绕于所述第一磁柱和所述第二磁柱上。

5.如权利要求1所述的电感器，其特征在于，所述磁芯为环形磁芯。

6.如权利要求5所述的电感器，其特征在于，所述磁芯为矩形磁芯。

7.如权利要求1至6任意一项所述的电感器，其特征在于，所述电感器还包括：

限位底板，所述限位底板具有多个供所述第一绕组和所述第二绕组的绕组引出线端通过的通孔。

8.如权利要求7所述的电感器，其特征在于，所述第一绕组和第二绕组之间还设置有隔板；所述隔板可拆卸的安装于所述限位底板上。

9.一种光伏逆变器，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的电感器。

10.一种光伏发电系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的电感器或者如权利要求9所述的光伏逆变器。

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