Ringkasan Paten untukUS11430597B2: Inti magnet induktor dan induktor menggunakan yang sama
Paten AS ini adalah mitra AS dari paten Tiongkok CN110770860B yang telah dirangkum sebelumnya, yang menjelaskan desain inti reaktor material-hibrid yang sama.
I. Bidang Abstrak dan Teknis
Invensi ini menyediakan inti magnetik induktor dan induktor untuk mengatasi permasalahan seperti pemanfaatan ruang yang tidak memadai, ukuran kuk yang besar, dan risiko kejenuhan dini pada induktor inti serbuk logam konvensional.
Struktur Utama: Inti magnetik yang terdiri dari bahan berbeda untuk mengoptimalkan kinerja dan ukuran:
Kolom Tengah: Memiliki kerapatan fluks magnet saturasi (B1) yang lebih tinggi dibandingkan kuk.
Kuk Atas dan Bawah: Memiliki kerapatan fluks magnet saturasi (B2) yang lebih rendah dibandingkan kolom tengah.
Magnetik Tinggi-Kolom Sisi Permeabel: Setidaknya dua kolom samping digunakan untuk melengkapi sirkuit magnetik.
Manfaat: Desainnya meningkatkan pemanfaatan kuk, menghasilkan struktur yang lebih kompak, dan menyederhanakan produksi.
II. Deskripsi dan Konfigurasi
A. Latar Belakang
Induktor inti serbuk logam tradisional, yang digunakan dalam-aplikasi frekuensi tinggi seperti inverter fotovoltaik dan kendaraan listrik, menggunakan struktur induktor cincin (sulit untuk produksi massal) atau menumpuk inti serbuk logam balok menjadi bentuk persegi (gaya inti E-). Yang terakhir ini mengalami pemanfaatan ruang yang buruk dan memiliki risiko material kuk menjadi jenuh sebelum waktunya.
B. Solusi dan Konfigurasi
Penemuan ini menggunakan desain hibrida material dan struktural:
Komponen Inti:
Kolom Tengah (1): Bahan dengan kepadatan fluks saturasi tinggi, misalnya inti serbuk logam (seperti Sendust atau FeSiAl). Di sinilah kumparan (5) dililit. Celah udara opsional dapat disediakan di kolom tengah.
Kuk Atas (2) dan Kuk Bawah (3): Bahan dengan kerapatan fluks saturasi lebih rendah, misalnya ferit.
Secara Magnetik Tinggi-Kolom Sisi Permeabel (4): Setidaknya dua kolom samping disusun pada jarak antar kuk, menghubungkan tepi luarnya. Kolom ini membantu menyebarkan fluks magnet dengan menciptakan banyak jalur dan terbuat dari bahan dengan permeabilitas magnet tidak kurang dari 200, seperti bahan ferit atau amorf.
Integrasi Struktural untuk Mencegah Kejenuhan:
Kedua ujung kolom tengah (1) dimasukkan ke dalam (atau menembus) kuk atas (2) dan kuk bawah (3).
Kondisi Kedalaman Penyisipan Krusial (Klaim 1): Rasio kedalaman penyisipan (d) terhadap ketebalan yoke (D), Dd, harus lebih tinggi atau sama dengan B1B1−B2 untuk mencegah material ferrite yoke dengan saturasi lebih rendah menjadi jenuh sebelum waktunya.
Majelis Induktor:
Induktor dilengkapi kumparan (5) yang dililitkan pada kolom tengah (1).
Ujung atas dan bawah kumparan mungkin memiliki cincin ujung isolasi untuk mengisolasi kumparan dari elemen inti.
Seluruh rakitan inti dapat ditutup dalam wadah yang diisi dengan lem untuk integrasi.
C.Keuntungan
Pemanfaatan Yoke yang Lebih Baik: Penggunaan inti-saturasi tinggi (kolom tengah) dan kedalaman penyisipannya ke dalam kuk saturasi-lebih rendah mencegah kuk jenuh lebih awal, sehingga secara efektif memanfaatkan ruang inti.
Struktur Ringkas: Setidaknya dua-kolom samping dengan permeabilitas tinggi mendistribusikan fluks magnet, sehingga ketebalan kuk dapat dikurangi, sehingga menghasilkan perangkat yang lebih ringkas.
Produksi yang Disederhanakan: Desain terstruktur memfasilitasi manufaktur yang lebih sederhana dibandingkan dengan desain hybrid atau annular lainnya.
AKU AKU AKU. Klaim Utama
Klaim 1 (Klaim Independen): Inti magnet induktor, terdiri dari kuk atas, kuk bawah, kolom tengah, dan setidaknya dua kolom samping yang dapat ditembus secara magnetis, yang dicirikan sebagai berikut:
Kolom tengah ditempatkan di antara bagian tengah kuk.
Sebuah kumparan dililitkan pada kolom tengah, dan kerapatan fluks magnet saturasi kolom tengah (B1) lebih tinggi daripada kerapatan fluks magnet saturasi setiap kuk (B2).
Kolom samping ditempatkan di antara kuk, menghubungkan tepi luarnya.
Yang terpenting: Dua ujung kolom tengah dimasukkan ke dalam kuk, dan rasio kedalaman penyisipan Dd lebih tinggi atau sama dengan B1B1−B2 (dengan d adalah kedalaman penyisipan dan D adalah ketebalan kuk).
Klaim 2: Inti dari klaim 1, dimana kedua ujung kolom tengah menembus kuk atas dan kuk bawah.
Klaim 3: Inti dari klaim 1, dimana permeabilitas magnetik setiap kolom samping tidak lebih rendah dari 200.
Klaim 6: Inti dari klaim 1, dimana bahan kolom tengah adalah inti serbuk logam, dan bahan kuk adalah ferit.
Klaim 12: Induktor yang menggunakan inti magnetik induktor dari klaim sebelumnya, dengan lilitan kumparan pada kolom tengah.
