CN217822319U - 一种单绕组电感、耦合电感及电力电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种单绕组电感、耦合电感及电力电子设备，单绕组电感包括：三个磁柱和至少两个磁轭；至少两个磁轭至少包括上磁轭和下磁轭；三个磁柱均设置在上磁轭和下磁轭之间，三个磁柱包括一个第一磁柱和两个第二磁柱；两个第二磁柱分别设置在第一磁柱的两侧，第一磁柱用来绕制绕组。本申请提供的单绕组电感，第一磁柱绕制单绕组电感，相对于双绕组电感减少绕组的使用量，降低功率电感的体积，减轻重量，降低绕组损耗，提高效率。当电力电子设备中包括多个电感，提高集成度。应用于三相电力电子设备时，相对于传统的三个独立的单相电感减少绕组的使用量，缩小了体积，减少体重，利于空间布局，降低了成本，降低磁芯损耗，提高电能转换效率。

Description

一种单绕组电感、耦合电感及电力电子设备

技术领域

本申请涉及电气设备技术领域，具体涉及一种单绕组电感、耦合电感及电力电子设备。

背景技术

随着光伏发电越来越被重视，光伏系统中的逆变器的性能需求越来越高，逆变器可以将光伏阵列输出的直流电转换为交流电。

对于三相光伏系统，包括三相逆变器，三相逆变器除了包括逆变DCAC 电路以外，还包括连接在DCAC电路输出端的滤波电路，一般情况下，每相对应一个滤波电感，即三相逆变器包括三个独立的单相滤波电感。由于滤波电感一般都为磁器件，磁器件包括绕组和磁芯。

三个单相独立的电感对应包括三个独立绕组和三个独立磁芯，体积比较大，重量比较重，造成逆变器机柜的体积和重量也比较大。

另外，目前对于单电感，采用双绕组的方式，即单相电感绕制在两个磁柱上，造成电感使用量较大。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种单绕组电感、耦合电感及电力电子设备，能够降低电感的使用量，降低体积，减轻重量。

为解决上述问题，本申请提供的技术方案如下：

本申请实施例提供的一种单绕组电感，包括：三个磁柱和至少两个磁轭；至少两个磁轭至少包括上磁轭和下磁轭；

三个磁柱均设置在上磁轭和下磁轭之间，

三个磁柱包括一个第一磁柱和两个第二磁柱；两个第二磁柱分别设置在第一磁柱的两侧，第一磁柱用来绕制绕组。

优选地，第一磁柱的磁导率小于第二磁柱的磁导率。

优选地，第一磁柱采用内部包括气隙的磁性材料，第二磁柱采用内部无气隙的磁性材料。

优选地，第一磁柱包括N部分，N部分之间设置N-1个气隙，每个气隙的长度在毫米量级，N为大于等于1的整数。

优选地，至少一个第二磁柱的至少一端嵌入上磁轭或下磁轭。

优选地，所有第二磁柱的一端嵌入上磁轭或下磁轭。

优选地，所有第二磁柱的两端分别嵌入上磁轭和下磁轭。

优选地，至少一个第二磁柱的至少一端将上磁轭或下磁轭分为多个部分，多个部分的上磁轭或下磁轭分别与第二磁柱拼接在一起。

优选地，第二磁柱和第一磁柱中的至少一个磁柱的横截面为以下任意一种形状：

圆形、跑道形、矩形、多边形、圆角矩形或圆角多边形；

上磁轭和下磁轭中的至少一项为以下任意一种形状：

圆形、跑道形、多边形、圆角矩形或圆角多边形。

优选地，第一磁柱、上磁轭和下磁轭为以下任意一种材料：

铁硅合金材料、铁硅铝合金材料或非晶粉末合金材料；

四个第二磁柱为以下任意一种材料：

铁氧体合金材料、硅钢带材合金材料或非晶带材合金材料。

本申请还提供一种耦合电感，包括多个单绕组电感；

耦合电感包括N个第一磁柱和N+1个第二磁柱，N为大于等于2的整数。

优选地，N为3。

本申请还提供一种电力电子设备，包括以上的单绕组电感；

电力电子设备包括DCDC电路或DCAC电路中的至少一项，DCDC电路的主功率电感包括单绕组电感；DCAC电路的滤波电感包括单绕组电感。

优选地，电力电子设备包括多个单绕组电感时，每个电感对应一个单绕组电感，相邻的两个单绕组电感中相邻的第二磁柱共用；每个电感的绕组绕制在对应的第一磁柱上。

由此可见，本申请具有如下有益效果：

本申请提供的单绕组电感，包括：三个磁柱和至少两个磁轭；至少两个磁轭至少包括上磁轭和下磁轭；三个磁柱均设置在上磁轭和下磁轭之间，三个磁柱包括一个第一磁柱和两个第二磁柱；两个第二磁柱分别设置在第一磁柱的两侧，第一磁柱用来绕制绕组。本申请提供的单绕组电感，其中第一磁柱用来绕制单绕组电感，相对于双绕组电感可以减少绕组的使用量，降低功率电感的体积，减轻重量，而且降低绕组损耗，提高效率。尤其是当电力电子设备中包括多个电感时，可以提高集成度。相邻的两个单绕组电感中的第二磁柱共用，例如三个电感为三相逆变器中的三个滤波电感，在同样满足逆变器的稳定性、纹波电流和三相电路总谐波电流畸变率等性能要求的前提下，本申请提供的单绕组电感应用于三相电力电子设备时，相对于传统的三个独立的单相电感减少了绕组的使用量，缩小了体积，减少了体重，有利于逆变器的空间布局，降低了成本，而且降低了磁芯损耗，提高了电能转换效率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种独立的单相电感示意图；

图2A为本申请实施例提供的一种单绕组电感的示意图；

图2B为本申请实施例提供的一种单绕组电感的示意图；

图2C为本申请实施例提供的一种单绕组电感的示意图；

图2D为本申请实施例提供的一种单绕组电感的示意图；

图2E为本申请实施例提供的一单相逆变器的架构图；

图2F为本申请实施例提供的一种耦合电感的示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种耦合电感的示意图；

图4为本申请实施例提供的又一种耦合电感的示意图；

图5为本申请实施例提供的再一种耦合电感的示意图；

图6为本申请实施例提供的又一种耦合电感的示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种耦合电感的示意图；

图8为本申请实施例提供的一种耦合电感的俯视截面图；

图9为本申请实施例提供的另一种耦合电感的俯视截面图；

图10为本申请实施例提供的一种三相逆变器的示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步详细的说明。

参见图1，该图为独立的单相电感示意图。

图1所示的电感为传统中的独立单相电感，其中，011和012为两个磁柱，021和022分别为上磁轭和下磁轭，031为绕组。

图1所示的单相电感绕制在两个磁柱上，导致电感使用量较大，而且重量和体积也较大，损耗较大。

为了解决以上技术问题，本申请提供的单绕组电感，单相电感仅绕制在一个磁柱上，即单电感绕组。下面结合附图进行详细介绍。

参见图2A，该图为本申请实施例提供的一种单绕组电感的示意图。

单绕组电感包括磁芯、绕组。磁芯包括：三个磁柱：811、812和813，其中，第一磁柱为813，两个第二磁柱分别为811和812，以及两个磁轭821 和822。三个磁柱811、812和813分别设置在两个磁轭821和822之间。绕组包括一个绕组831。一个绕组831绕制在第一磁柱813上。第二磁柱不绕制绕组。

根据本申请实施例，三个磁柱811、812和813的横截面形状可以为圆形、跑道形、矩形、多边形、圆角矩形或圆角多边形。两个磁轭821和822的横截面形状可以与磁柱的横截面形状相同，也可以不同。例如，磁柱811、812 和113的横截面形状为圆形，磁轭821和822的横截面形状为矩形。

根据本申请实施例，磁柱的材料与磁轭的材料可以相同，也可以不同，可以采用铁硅合金材料、铁硅铝合金材料、非晶粉末合金材料等有内部气隙的磁性材料，也可以采用铁氧体合金材料、硅钢带材合金材料、非晶带材合金材料等无内部气隙的磁性材料。例如三个磁柱811、812和813的材料采用铁硅合金材料，两个磁轭821和822的材料采用铁硅合金材料，或者三个磁柱811、812和813的材料采用铁硅合金材料，两个磁轭821和822的材料采用硅钢带材合金材料。

其中，磁柱813包括N(N为大于等于1的正整数)部分，在这N部分之间设置N-1个间隔在毫米量级的气隙，则磁柱113就等效为由更低磁导率的磁性材料制成的磁柱。

绕组831的导线结构可以采用圆导线、扁平导线、梯台线或利兹线等。

绕组831的导线材料可以采用铜线、铝线。

绕组831的进出线连接方式可以采用软连接、硬连接或软硬混合连接。例如，绕组831的进出线统一采用硬连接，或者统一采用软连接，或者进线采用硬连接、出线采用软连接，或者进线采用软连接、出线采用硬连接。

为满足防护等级和散热要求，可以通过灌封胶将单绕组电感封装在铝壳内。灌封可以采用相同导热率的灌封胶，也可以采用不同导热率的灌封胶。例如，统一采用导热率为2.0W/(m·K)的灌封胶，或者铝壳下半部分采用导热率为2.0W/(m·K)的灌封胶，铝壳上半部分采用导热率为1.5W/(m·K) 的灌封胶。

本申请实施例提供的一种单绕组电感可以运用到逆变器功率电路，能够满足逆变器系统稳定性、纹波电流、电路总谐波电流畸变率、电磁兼容等性能要求，同时这种独立式单绕组电感相对于独立式双绕组电感减少了绕组的使用量，缩小了体积，减轻了重量，有利于逆变器系统的空间布局，而且降低了绕组损耗，提高了系统的效率。

以上介绍的两个磁轭均为独立完整的，下面介绍磁轭可以分为多段的情况，即三个磁柱将磁轭贯穿，分为多段磁轭。

参见图2B，该图为本申请实施例提供的一种单绕组电感的示意图。

磁芯包括：三个磁柱811、812和813，以及四个磁轭821、822、823和 824。三个磁柱811、812、和813与四个磁轭821、822、823和824首尾垂直拼接，四个磁轭821、822、823和824分别设置在三个磁柱811、812、和 813之间。绕组包括一个绕组831。一个绕组831绕制在一个磁柱813上。

图2B介绍的是上磁轭和下磁轭均包括多段，下面介绍其中一个磁轭为多段，另一个磁轭为整体的情况，例如，可以上磁轭为多段，下磁轭为整体；也可以下磁轭为多段，上磁轭为整体。

参见图2C，该图为本申请实施例提供的一种单绕组电感的示意图。

图2C所示的是上磁轭为多段，下磁轭为整体的情况。

磁芯包括：三个磁柱811、812和813，以及三个磁轭821、822和823。三个磁柱811、812、和813一端与两个磁轭821、822首尾垂直拼接，三个磁柱811、812、和813另一端与一个磁轭823垂直拼接，两个磁轭821、822 分别设置在三个磁柱811、812、和813之间。绕组包括一个绕组831。一个绕组831绕制在一个磁柱813上。

以上介绍的是磁轭为多段的实现情况，下面介绍磁轭为整体，但是带有凹槽，磁柱部分嵌入磁轭的情况。可以理解，磁柱的两端可以均嵌入磁轭，也可以磁柱的一端嵌入磁轭。

参见图2D，该图为本申请实施例提供的一种单绕组电感的示意图。

磁芯包括：三个磁柱811、812和813，以及两个磁轭821和822。三个磁柱811、812和813的一端与一个磁轭821嵌入拼接，三个磁柱811、812 和813的另一端与一个磁轭822嵌入拼接。绕组包括一个绕组831。一个绕组831绕制在一个磁柱813上。

综上所述，磁柱与磁轭可以存在多种组合方式，例如，左侧两个磁柱与上磁轭拼接，右侧一个磁柱与下磁轭拼接，或两侧两个磁柱与上磁轭拼接、中间一个磁柱与下磁轭拼接等，本申请具体不做具体限制。基于以上实施例提供的本申请提供一种单绕组电感，本申请实施例还提供一种耦合电感，包括多个单绕组电感。

参见图2E，该图为本申请实施例提供的一种耦合电感的示意图。

耦合电感包括多个单绕组电感，如图所示的501和502，共包括N个第一磁柱和N+1个第二磁柱，N为大于等于2的整数。本申请实施例不具体限定N的数量，例如可以为2、也可以3，也可以为更大的数值。

基于以上实施例提供的一种单绕组电感，本申请还提供一种电力电子设备，该电力电子设备可以为单相电力电子设备，也可以为三相电力电子设备，包括以上介绍的单绕组电感，其中绕组为电力电子设备中的电感，例如电力电子设备至少包括DCDC电路或DCAC电路中的一项，DCDC电路的主功率电感包括单绕组电感；DCAC电路的滤波电感包括单绕组电感。

电力电子设备包括多个单绕组电感时，每个电感对应一个单绕组电感，相邻的两个单绕组电感中相邻的第二磁柱共用；每个电感的绕组绕制在对应的第一磁柱上。例如逆变器中可以既包括DCDC电路，又包括DCAC电路。 DCDC电路和DCAC电路中均包括单绕组电感，具体看电感的数量，电感与单绕组电感一一对应。

本申请不具体限定逆变器的电路形式，例如可以是单相逆变器，也可以是三相逆变器。

本申请不具体限定逆变器的具体应用场景，例如可以应用于光伏发电场景，逆变器的输入端用于连接光伏阵列，用于将光伏阵列输出的直流电转换为交流电提供为交流负载或者进行并网发电。

由于本申请实施例提供的逆变器中包括以上的单绕组电感，该单绕组电感的体积较小，重量较轻，因此，有利于缩小逆变器的体积，减轻逆变器的重量，便于逆变器机柜内部的空间布局，当逆变器应用于光伏系统时，可以降低光伏系统的成本，而且绕组数量较少，降低绕组损耗，提高发电效率。

下面以三相逆变器为例，介绍本申请实施例提供的耦合电感的一种具体应用。对于三相逆变器的三相滤波电感来说，如果采用图1所示的单相电感，则需要三个图1所示的电感，体积大，并且重量也重，整体的成本较高。

为了便于理解，下面以N为3为例进行介绍，以应用于三逆变器的滤波电感为例。当电力电子设备中包括多个单绕组电感时，相当于包括耦合电感。

即将三相电感集成在一个耦合电感中，可以包括三个以上介绍的单绕组电感，该耦合电感包括七个磁柱三相电感，形成一个整体，从而可以减少磁柱的数量，减小体积，减轻重量。

下面结合附图进行详细介绍。

参见图2F，该图为本申请实施例提供的一种耦合电感的示意图。

本实施例提供的一种耦合电感100，包括：三个第一磁柱、四个第二磁柱、上磁轭131、下磁轭132和三个绕组；

其中，三个第一磁柱分别为111、112和113。四个第二磁柱分别为 121、122、123和124。三个绕组分别为141、142和143。三个绕组分别通三相电流，例如三相电流之间各自错相120度。

三个绕组和三个第一磁柱一一对应，且三个绕组分别独立绕制在三个第一磁柱上；即141绕制在111上，142绕制在112上，143绕制在113 上。三个绕组可以对应三相逆变器的三个滤波电感。

本申请实施例不具体限定第一磁柱和第二磁柱的长度关系，两种磁柱的长度可以相等，也可以不相等。一种具体的实现方式，三个第一磁柱的长度相等，四个第二磁柱的长度相等。

三个第一磁柱和四个第二磁柱设置在上磁轭和下磁轭之间，每两个相邻的第二磁柱之间设置一个第一磁柱，即第一磁柱和第二磁柱间隔设置。一种具体的实现方式，上磁轭和下磁轭相互平行相对设置，三个第一磁柱和四个第二磁柱均与上磁轭和下磁轭垂直设置。

为了使第二磁柱提供磁路，优选地，三个第一磁柱的磁导率均小于四个第二磁柱的磁导率。例如，便于第一磁柱的111大部分磁通经过第二磁柱122和第二磁柱121，使第一磁柱的111较少的磁通通过第一磁柱112。第二磁柱的主要作用为使三个第一磁柱之间的磁通相隔离，即为三相电感进行解耦。即第一磁柱采用低磁导率材料，第二磁柱采用较高磁导率材料。

一种可能的实现方式，三个第一磁柱采用内部包括气隙的磁性材料，四个第二磁柱采用内部无气隙的磁性材料。

例如，三个第一磁柱中的每个磁柱包括N部分，N部分之间设置N-1 个气隙，每个气隙的长度在毫米量级，则三个第一磁柱等效为由更低磁导率的磁性材料制成的磁柱。N为大于等于1的整数，例如当N等于1时，第一磁柱不包括气隙，当N大于1时，第一磁柱包括气隙。

三个第一磁柱、上磁轭和下磁轭为以下任意一种材料：

铁硅合金材料、铁硅铝合金材料或非晶粉末合金材料；

四个第二磁柱为以下任意一种材料：

铁氧体合金材料、硅钢带材合金材料或非晶带材合金材料。

应理解，三个第一磁柱的材料可以采用其他内部含有气隙的磁性材料，四个第二磁柱的材料可以采用其他内部不含有气隙的磁性材料。

四个第二磁柱和三个第一磁柱中的至少一个磁柱的横截面为以下任意一种形状：

圆形、跑道形、矩形、多边形、圆角矩形或圆角多边形；

上磁轭和下磁轭中的至少一项为以下任意一种形状：

圆形、跑道形、矩形、多边形、圆角矩形或圆角多边形。

第一磁柱的横截面形状可以与第二磁柱的横截面形状相同，也可以不同。例如，三个第一磁柱111、112和113的横截面形状为跑道形，四个第二磁柱121、122、123和124的横截面形状为矩形。

本申请实施例不具体限定三个绕组的导线结构，例如三个绕组141、 142和143的导线结构可以采用圆导线、扁平导线、梯台线或利兹线。本申请实施例也不具体限定三个绕组的材质。例如，三个绕组141、142和 143的导线材料可以采用铜线、铝线。

根据本实用新型实施例，三个绕组141、142和143的进出线连接方式可以采用软连接、硬连接或软硬混合连接。例如，三个绕组141、142 和143的进出线统一采用硬连接，或者统一采用软连接，或者进线采用硬连接、出线采用软连接，或者进线采用软连接，出线采用硬连接。

为了满足防护等级和散热要求，可以通过灌封胶将三相七柱电感封装在铝壳内。灌封可以采用相同导热率的灌封胶，也可以采用不同导热率的灌封胶。例如，统一采用导热率为2.5W/(m·K)的灌封胶，或者铝壳下半部分采用导热率为2.5W/(m·K)的灌封胶，铝壳上半部分采用导热率为2.0W/(m·K)的灌封胶。

本申请实施例提供的耦合电感，可以将三个单相独立的电感集成在一起，例如三个电感为三相逆变器中的三个滤波电感，在同样满足逆变器的稳定性、纹波电流和三相电路总谐波电流畸变率等性能要求的前提下，本申请提供的耦合电感，相对于传统的三个独立的单相电感减少了磁芯和绕组的使用量，缩小了体积，减少了体重，有利于逆变器的空间布局，降低了成本，而且降低了磁芯损耗，提高了电能转换效率。

下面结合附图介绍几种具体的实现方式。

一种具体的实现方式为：至少一个第二磁柱的纵向长度大于三个第一磁柱的纵向长度，且至少一个第二磁柱纵向至少一端嵌入上磁轭或下磁轭。

一种具体的实现方式为：四个第二磁柱的纵向长度大于三个第一磁柱的纵向长度，且四个第二磁柱的纵向的其中一端嵌入上磁轭或下磁轭。

一种具体的实现方式为：四个第二磁柱的纵向长度大于三个第一磁柱的纵向长度，且四个第二磁柱的纵向的两端分别嵌入上磁轭和下磁轭。

一种具体的实现方式为：至少一个第二磁柱的纵向长度大于三个第一磁柱的纵向长度，且至少一个第二磁柱纵向至少一端将上磁轭或下磁轭分为多个部分，多个部分的上磁轭或下磁轭拼接在一起。

参见图3，该图为本申请实施例提供的另一种耦合电感的示意图。

图3与图2F的区别是，图2F中的第一磁柱和第二磁柱的长度相等，位于上磁轭和下磁轭之间。

本实施例提供的耦合电感200包括七个磁柱、三段上磁轭(232、233、 234)、下磁轭231和三个绕组(241、242、243)，图3中第二磁柱(221、 222、223、224)的长度大于第一磁柱(211、212、213)的长度，且第二磁柱的一端，例如上端与上磁轭拼接在一起，即上磁轭包括三段，分别为 232、233和234，每段位于两个第二磁柱之间。

以下实施例中相同的标号不再重复介绍，仅介绍不同结构的部分。

参见图4，该图为本申请实施例提供的又一种耦合电感的示意图。

本实施例提供的耦合电感200包括七个磁柱、上磁轭、下磁轭和三个绕组，图4中第二磁柱的长度大于第一磁柱的长度，且第二磁柱的一端，例如上端与上磁轭233拼接在一起，即上磁轭233可以为一体成形，包括凹槽，四个第二磁柱221、222、223和224嵌入上磁轭233。

参见图5，该图为本申请实施例提供的再一种耦合电感的示意图。

本实施例提供的耦合电感300包括七个磁柱、三段上磁轭、下磁轭和三个绕组，图5中第二磁柱的长度大于第一磁柱的长度，且第二磁柱的一端，例如上端与上磁轭233拼接在一起，与图3中第二磁柱的上端相同。

图5中四个第二磁柱321、322、323、324下端嵌入下磁轭332，下磁轭332可以为一体成形，包括凹槽。

参见图6，该图为本申请实施例提供的又一种耦合电感的示意图。

本实施例提供的耦合电感300包括七个磁柱、上磁轭、下磁轭和三个绕组，图6中第二磁柱的长度大于第一磁柱的长度，图6中的四个第二磁柱321、322、323、324的两端分别嵌入上磁轭335和下磁轭332。

上磁轭335可以为一体成形，包括凹槽。下磁轭332可以为一体成形，包括凹槽。

参见图7，该图为本申请实施例提供的另一种耦合电感的示意图。

本实施例提供的耦合电感300包括七个磁柱、三段上磁轭、三段下磁轭和三个绕组，图7中的第二磁柱的长度大于第一磁柱的长度，且四个第二磁柱321、322、323、324的两端将上磁轭各自分为三段，即上磁轭包括334、335和336。下磁轭包括331、332和333。

以上均是本申请实施例举例介绍四个第二磁柱的实现方式，第二磁柱的实现方式不同，则上磁轭和下磁轭的实现方式也可以不同，例如四个第二磁柱中也可以只有一个磁柱嵌入磁轭，其他磁柱位于上磁轭或下磁轭之间，不具体限定嵌入磁柱的数量，本实施例的图中均是以三个第一磁柱的纵向长度相等，四个第二磁柱的纵向长度相等，另外也可以七个磁柱的长度均相等。以上各个实施例中的方案可以任意组合，在此不再赘述。

参见图8，该图为本申请实施例提供的一种耦合电感的俯视截面图。

三相七柱电感400包括磁芯、绕组。

磁芯包括：三个第一磁柱411、412和413，四个第二磁柱421、422、 423和424，以及上磁轭(未示出)和下磁轭431、432、433。三个第一磁柱411、412和413以及四个第二磁柱421、422、423和424沿一条直线布置，三个第一磁柱411、412和413分别设置在上磁轭和下磁轭之间，上磁轭和下磁轭431、432、433分别与四个第二磁柱421、422、423和 424间隔垂直拼接，三个绕组441、442和443分别绕制在三个第一磁柱 411、412和413上，三个绕组441、442和443与三个第一磁柱411、412 和413一一对应。

参见图9，该图为本申请实施例提供的另一种耦合电感的俯视截面图。

三相七柱电感500包括磁芯、绕组。

磁芯包括：三个第一磁柱511、512和513，四个第二磁柱521、522、 523和524，以及上磁轭(未示出)和下磁轭531、532、533。三个第一磁柱511、512和513以及四个第二磁柱521、522、523和524沿一条直线布置，三个第一磁柱511、512和513分别设置在上磁轭和下磁轭之间，上磁轭和下磁轭531、532、533分别与四个第二磁柱521、522、523和 524间隔垂直拼接，三个绕组541、542和543分别绕制在三个第一磁柱 511、512和513上，三个绕组541、542和543与三个第一磁柱511、512 和513一一对应。

图8和图9两个实施例仅以磁轭的横截面形状为六边形和圆角矩形，第一磁柱的横截面形状为圆形，第二磁柱的横截面形状为矩形为例进行说明，本实用新型实施例并不仅仅限于此，例如，磁轭的横截面形状也可以为其他形状，例如圆形、矩形、跑道形、多边形、圆角多变形，第一磁柱和第二磁柱的横截面形状也可以为其他形状，例如，跑道形、多边形、圆角矩形、圆角多变形等。

基于以上实施例提供的一种单绕组电感，本申请实施例还提供一种三相逆变器，下面结合附图进行详细介绍。

参见图10，该图为本申请实施例提供的一种三相逆变器的示意图。

本实施例提供的三相逆变器2000，其特征在于，包括以上实施例介绍的耦合电感2002，还包括：DCAC电路2001；

耦合电感2002中的三个绕组分别为三相逆变器的三个滤波电感；

DCAC电路2001的三相输出端分别连接三个滤波电感。

本申请不具体限定三相逆变器的具体应用场景，例如可以应用于光伏发电场景，三相逆变器的输入端用于连接光伏阵列，用于将光伏阵列输出的直流电转换为交流电提供为交流负载或者进行并网发电。

由于本申请实施例提供的逆变器中包括以上的磁集成器件，该磁集成器件的体积较小，重量较轻，因此，有利于缩小逆变器的体积，减轻逆变器的重量，便于逆变器机柜内部的空间布局，当逆变器应用于光伏系统时，可以降低光伏系统的成本，而且磁芯数量较少，降低磁芯损耗，提高发电效率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (14)

1.一种单绕组电感，其特征在于，包括：三个磁柱和至少两个磁轭；所述至少两个磁轭至少包括上磁轭和下磁轭；

所述三个磁柱均设置在所述上磁轭和所述下磁轭之间，

所述三个磁柱包括一个第一磁柱和两个第二磁柱；所述两个第二磁柱分别设置在所述第一磁柱的两侧，所述第一磁柱用来绕制绕组。

2.根据权利要求1所述的单绕组电感，其特征在于，所述第一磁柱的磁导率小于所述第二磁柱的磁导率。

3.根据权利要求2所述的单绕组电感，其特征在于，所述第一磁柱采用内部包括气隙的磁性材料，所述第二磁柱采用内部无气隙的磁性材料。

4.根据权利要求3所述的单绕组电感，其特征在于，所述第一磁柱包括N部分，所述N部分之间设置N-1个气隙，每个所述气隙的长度在毫米量级，所述N为大于等于1的整数。

5.根据权利要求1-4任一项所述的单绕组电感，其特征在于，至少一个所述第二磁柱的至少一端嵌入所述上磁轭或所述下磁轭。

6.根据权利要求5所述的单绕组电感，其特征在于，所有所述第二磁柱的一端嵌入所述上磁轭或所述下磁轭。

7.根据权利要求5所述的单绕组电感，其特征在于，所有所述第二磁柱的两端分别嵌入所述上磁轭和所述下磁轭。

8.根据权利要求1-4任一项所述的单绕组电感，其特征在于，至少一个所述第二磁柱的至少一端将所述上磁轭或所述下磁轭分为多个部分，多个部分的所述上磁轭或所述下磁轭分别与所述第二磁柱拼接在一起。

9.根据权利要求1-4任一项所述的单绕组电感，其特征在于，所述第二磁柱和所述第一磁柱中的至少一个磁柱的横截面为以下任意一种形状：

圆形、跑道形、多边形、圆角矩形或圆角多边形；

所述上磁轭和所述下磁轭中的至少一项为以下任意一种形状：

圆形、跑道形、矩形、多边形、圆角矩形或圆角多边形。

10.根据权利要求1-4任一项所述的单绕组电感，其特征在于，所述第一磁柱、所述上磁轭和所述下磁轭为以下任意一种材料：

铁硅合金材料、铁硅铝合金材料或非晶粉末合金材料；

所述四个第二磁柱为以下任意一种材料：

铁氧体合金材料、硅钢带材合金材料或非晶带材合金材料。

11.一种耦合电感，其特征在于，包括多个权利要求1-10任一项所述的单绕组电感；

所述耦合电感包括N个第一磁柱和N+1个所述第二磁柱，所述N为大于等于2的整数。

12.根据权利要求11所述的耦合电感，其特征在于，所述N为3。

13.一种电力电子设备，其特征在于，包括以上权利要求1-10任一项所述的单绕组电感；

所述电力电子设备包括DCDC电路或DCAC电路中的至少一项，所述DCDC电路的主功率电感包括所述单绕组电感；所述DCAC电路的滤波电感包括所述单绕组电感。

14.根据权利要求13所述的电力电子设备，其特征在于，所述电力电子设备包括多个所述单绕组电感时，每个电感对应一个所述单绕组电感，相邻的两个所述单绕组电感中相邻的所述第二磁柱共用；每个电感的绕组绕制在对应的所述第一磁柱上。

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