如何解决高频谐振变换器中的漏磁损耗

发布时间:2024-03-25  

《Multigap Toroidal Transformers and Inductors forOvercoming Fringing Losses in HF Resonant Converters》多间隙环形变压器和电感器,用于克服高频谐振变换器中的漏磁损耗,提出了一些很有趣的思路

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●导致绕组损耗的主要影响因素

1)趋肤效应(SKIN EFFECT)是指一个独立的圆形导体传输交流电流时,会产生一个同心的交替磁场,从而诱发涡流。这些涡流抵制了导体中心正常电流的流动,使得靠近导体表面的位置产生了有效电流增加。总电流在更小的周边区域内流动。随着频率的增加,这种效应会加剧。电流集中在导体表面的等效周边柱状区域内。这个柱状区域的厚度被称为趋肤深度。

2)临近效应(PROXIMITY EFFECT )是指当绕组的一个层中的电流分布影响另一个层的电流分布时,会出现的效应,始终在同一绕组内产生。因此,这种接近效应增加了绕组的电阻(Rac)。

3)漏磁效应(FRINGING EFFECT)是指当磁通在靠近磁心气隙处弯曲时发生的效应。这种磁通弯曲的距离基本上与气隙的长度成正比。"

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主变压器和谐振电感器需要较大的气隙,漏磁损耗挑战了转换器的效率、尺寸和冷却管理

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多间隙中心腿需要定制的铁氧体(铁氧体模具),每种格式仅适用于特定设计应用。气隙尺寸的确定需要经历具有挑战性的迭代过程。远离气隙的绕组减少了绕组面积,导致设计效率低下。热点绕组温度仍然始终在内层,伴随着相应的冷却挑战

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环形多间隙技术旨在减少绕组交流损耗,允许将较大的气隙均匀分布在环形上,以最小化漏磁效应。该技术将气隙分割成较小的部分(最多可达12或15段),因此由于Rac减少,损耗呈指数级下降

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环形多间隙技术解决了传统方法的挑战:

通过使用环形格式,增加了绕组面积

无需将绕组远离气隙

可以使用低损耗铁氧体材料处理高电流和高频率

在任何类型的冷却系统中都能够最佳地散热

并提供了额外的特性...

组件整体尺寸减小约20%

电感值的公差更小(低至:8%)

通过轻松调整分隔片段之间的间隔厚度,可以灵活设计电感值

与通常的PQ/E/PM格式相比,具有成本效益

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车载充电机使用的产品

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文章来源于:电子工程世界    原文链接
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