功率變換器中的功率磁性元件

 

 

作用：起磁能的傳遞和儲(chǔ)能作用，必不可少的元件

特點(diǎn)：體積大，重量大，損耗大，對(duì)電路性能影響大

挑戰(zhàn)：對(duì)變換器功率密度影響很大，成為發(fā)展瓶頸

功率變換器技術(shù)與磁性元件

拓?fù)洌赫?，反激，推挽，全橋移相，LLC，等，磁集成，磁耦合；

控制：控制芯片+控制電路，變壓器環(huán)節(jié)+濾波器環(huán)節(jié)；

封裝：PCB繞組，繞組+同步MOS, 超薄磁元件；

元件：有源器件，電容，磁性元件(設(shè)計(jì)+定制)；

仿真：電路模型，器件模型(IC, MOS, Diode, Cap, 磁性元件)；

電磁兼容：布板，EMI濾波器, 分布參數(shù), 近場(chǎng)耦合；

制造：自動(dòng)化, 磁性元件(人工制作)

品質(zhì)：磁性元件測(cè)試，失效分析。

磁性元件的模型

 

 

變壓器模型

 

電感器模型

 

反激變換器實(shí)際工作波形

 

DCM下波形與變壓器參數(shù)

 

 

CCM下波形與變壓器參數(shù)

 

 

電感分布電容EPC對(duì)損耗的影響

 

 

變壓器中的磁場(chǎng)/渦流場(chǎng)分布特性

 

銅箔導(dǎo)體的渦流損耗特性

 

降低變壓器的繞組損耗--基本結(jié)構(gòu)考慮

 

 

不同繞組結(jié)構(gòu)的磁場(chǎng)和電流密度分布

 

繞組的分布電容EPC

 

 

電感繞組分布電容的形成機(jī)理

 

電感繞組不同繞法對(duì)分布電容的影響

 

 

分布電容計(jì)算的基本方法

 

 

線圈分布電容的近似理論計(jì)算

 

 

多層線圈的分布電容

 

 

帶屏蔽層的繞組分布電容

 

 

分段繞組的分布電容特性

 

 

變壓器內(nèi)部的電荷分布情況與分布電容

 

 

有屏蔽層變壓器內(nèi)部的電荷分布情況

 

 

變壓器副邊電荷的抵消設(shè)計(jì)

 

 

結(jié)論：

磁性元件技術(shù)對(duì)功率變換器是十分重要的；

磁性元件的分布參數(shù)對(duì)電路性能（效率，功率密度和可靠性）具有重要的影響；

從磁性元件內(nèi)部的磁場(chǎng)、電場(chǎng)和渦流場(chǎng)層次，可以更深入完整地理解磁性元件的各項(xiàng)參數(shù)。