Patent ÖzetiCN110770860B: Reaktör çekirdeği ve reaktörü
I. Özet ve Teknik Alan
Buluş, boyunduruk demirinin kullanım oranını artırmak, kompakt bir yapı elde etmek ve özellikle fotovoltaik invertörler ve elektrikli araç takviye devreleri gibi yüksek{0}}frekans uygulamaları için üretimi basitleştirmek üzere tasarlanmış bir reaktör manyetik çekirdeği ve bir reaktör sağlar.
Anahtar Yapı: Farklı doygunluk akısı yoğunluklarına ve geçirgenliğe sahip malzemeleri kullanan hibrit bir manyetik çekirdek tasarımı.
Merkez Sütun (1): Yüksek doygunlukta manyetik akı yoğunluğuna sahip malzeme (örn. Sendust gibi metal tozu çekirdek veya demir silikon alüminyum).
Üst Yoke (2) ve Alt Yoke (3): Daha düşük doygunluğa sahip manyetik akı yoğunluklu malzeme (örn. ferrit).
Yüksek-Geçirgenlikli Yan Direkler (4): Yüksek geçirgenliğe sahip en az iki yan direk (örneğin, geçirgenliği 200'den büyük veya buna eşit olan ferrit veya amorf malzeme).
Ayarlama:
Orta Sütun (1), üst ve alt boyundurukların (2, 3) orta alanları arasında, etrafına bir bobin (5) sarılarak düzenlenmiştir.
Yüksek-Geçirgenlikli Yan Direkler (4), üst ve alt boyundurukların (2, 3) dış kenarları arasında aralıklarla düzenlenir.
Faydası: Malzeme tasarımı ve çok-yollu manyetik devre yapısı, boyunduruğun zamanından önce doymasını önler, boyunduruk alanını etkili bir şekilde kullanır, manyetik akıyı dağıtır ve boyunduruk kalınlığında azalmaya izin verir.
II. Buluşun Arka Planı ve Açıklaması
A. Önceki Tekniğin Teknik Sorunları
Genellikle geleneksel silikon çelik levha reaktörlerin yerini alan geleneksel yüksek-frekans reaktörleri çeşitli zorluklarla karşı karşıyadır:
Halka Şeklindeki Reaktörler: Zor sarma ve büyük-ölçekli üretim için zorlu.
Yığılmış Metal Tozu Çekirdek Reaktörleri (E-çekirdek stili): Halka şeklinde olanlardan daha iyi olmasına rağmen, önceki teknik çözümlerin hâlâ sınırlamaları vardır:
Manyetik Reçine Paketi: Manyetik reçinenin düşük geçirgenliği, boyunduruk kullanım oranının iyileşmesini sınırlar.
Hibrit Malzeme Tasarımları: Kompakt ve verimli olmalarına rağmen, özellikle daha büyük boyutlar için sıklıkla üretim sorunları yaşanır.
Ferrit Döşeme Çekirdeği/Hibrit Manyetik Devre: Ferrit levha çekirdeğini ince yapmak zordur ve ferrit malzemede erken doyma riski taşır.
B. Çözüm ve Yapılandırma
Buluş, manyetik akı dağılımını ve doymayı yönetmek için bir hibrit çekirdek yapısı ve malzeme seçimi kullanarak önceki tekniğin sorunlarını çözmektedir.
Ayrıntılı Yapılandırma:
Çekirdek Malzeme Seçimi:
Merkez Sütun (1) malzemesi, Üst Yoke (2) ve Alt Yoke (3) malzemesinden (B2) daha yüksek bir doygunluk manyetik akı yoğunluğuna (B1) sahip olacak şekilde seçilir.
Tercih edilen malzemeler: Merkez Sütun: Metal tozu çekirdek (Sendust veya demir silikon alüminyum); Boyunduruklar: Ferrit.
Yüksek-Geçirgenlikli Yan Direklerin (4) geçirgenliği 200'den büyük veya ona eşittir ve tercihen ferrit veya amorf malzemeden yapılır.
Yapı ve Montaj:
Orta Sütunun (1) dış tarafında bobin (5) sarılmıştır. Orta direk (1) üzerinde hava boşluğu sağlanabilir.
Boyunduruk Bağlantısı: Orta sütun (1) üst ve alt boyunduruklara yerleştirilebilir ve hatta bunlara nüfuz edebilir.
Ekleme Derinliği Gereksinimi: Takılıysa, boyunduruğun ferrit malzemesinin zamanından önce doymasını önlemek için ekleme derinliğinin (D) boyunduruk kalınlığına (D′) oranının (D'D) B1B1−B2'den büyük veya ona eşit olması şart koşulmuştur.
Yan Direkler: Boyundurukların dış kenarları arasına, tercihen merkez direk etrafında simetrik olarak dağıtılmış en az iki Yüksek{0}}Geçirgenlikli Yan Direk (4) yerleştirilir. Bu yan direkler, manyetik akıyı etkili bir şekilde dağıtmak için birden fazla manyetik akı döngüsü oluşturur.
Reaktör Düzeneği: Reaktörün tamamı, merkez direğin (1) dışına sarılmış bobini (5) içerir.
Yalıtım: Bobini merkez direk ve boyunduruklardan izole etmek için bobinin üst ve alt kısmında yalıtım uç halkaları sağlanmıştır.
İsteğe Bağlı Muhafaza: Tüm parçaları entegre bir şekilde bağlamak için çekirdeğin dışına tutkalla doldurulabilen bir kasa yerleştirilebilir.
C. Faydalı Etkiler
Geliştirilmiş Boyunduruk Kullanımı: Merkez sütun için yüksek-doygunluğa sahip malzemenin kullanılması ve boyunduruklara yerleştirme, boyunduruk ferritinin erken doymasını önleyerek boyunduruk alanının etkili bir şekilde kullanılmasına olanak tanır.
Kompakt Yapı ve Kolay Üretim: En az iki yüksek-geçirgenliğe sahip yan sütunun kullanılması, manyetik akıyı dağıtan birden fazla manyetik akı döngüsü oluşturur. Bu, boyunduruk parçasının kalınlığının azaltılmasına olanak tanıyarak kompakt ve kolay üretilebilen bir yapıya yol açar.
Erken Doygunluğu Önler: Ekleme derinliği tasarımı boyunduruk malzemesinin erken doygunluğa karşı korunmasını sağlar.
III. Ana İddialar
İstem 1: Bir merkez sütunu (1), bir üst boyunduruk (2), bir alt boyunduruk (3) ve en az iki yüksek-geçirgenlikli yan direk (4) içeren bir reaktör manyetik çekirdeği olup özelliği:
Orta direk (1), üst boyunduruğun (2) orta alanı ile alt boyunduruğun (3) orta alanı arasında düzenlenmiştir.
Merkez direğin (1) doyum manyetik akı yoğunluğu, üst boyunduruğun (2) ve alt boyunduruğun (3)kinden daha büyüktür.
Yüksek-geçirgenliğe sahip yan sütunlar (4), üst boyunduruk (2) ile alt boyunduruk (3) arasında aralıklarla düzenlenir ve iki ucu sırasıyla üst boyunduruğun (2) ve alt boyunduruğun (3) dış kenarlarına bağlanır.
İstem 2: Merkezi direğin (1) her iki ucunun sırasıyla üst boyunduruğa (2) ve alt boyunduruğa (3) yerleştirildiği ve her bir ucun D yerleştirme derinliğinin boyunduruk kalınlığı D', D'D'ye oranı olduğu, istem 1'in reaktör manyetik çekirdeği, şu koşulu karşılar: D'D B1B1−B2'ye eşit veya daha büyük, burada B1, merkez direğin doyum manyetik akı yoğunluğudur (1) ve B2, üst boyunduruğun (2) ve alt boyunduruğun (3) doygunluk manyetik akı yoğunluğudur.
İstem 6: İstem 1'in reaktör manyetik çekirdeği olup, burada merkez sütun (1) metal tozu çekirdekten yapılır ve üst boyunduruk (2) ile alt boyunduruk (3) ferritten yapılır.
İstem 9: Önceki istemlerden herhangi birinde anlatıldığı gibi bir bobin (5) ve reaktörün manyetik çekirdeğini içeren bir reaktör olup, burada bobin (5), merkez direğinin (1) dışına sarılmıştır.
