Šiandien, siekdami itin{0}}didelio galios tankio, energetikos inžinieriai patenka į „nulinės-sumos žaidimą tarp medžiagų ir erdvės“. Ar kada nors susidūrėte su šia dilema: renkatės feritą, kad sumažintumėte didelio-dažnio nuostolius, o padidėjus srovei jis akimirksniu prisisotintų (magnetinis prisotinimas), priversdamas padidinti induktoriaus dydį? Arba pereiti prie metalinės miltelių šerdies dėl puikių nuolatinės srovės poslinkio charakteristikų, tačiau tenka patirti dideles medžiagų sąnaudas ir EMI (elektromagnetinių trukdžių) iššūkius, kuriuos sukelia pakraščių laukai?
Ši kebli padėtis ypač pastebima naudojant programas, kurioms taikomi ypatingi efektyvumo ir dydžio reikalavimai, pvz., fotovoltiniai keitikliai ir įmontuoti -įkrovikliai (OBC). Kaip galime pasiekti didžiausią induktorių „sumažinimą“, neprarandant efektyvumo? Naujausias Magsonder patentas pateikia atsakymą.
Inovacija
Siūlomas sprendimasUS11430597sulaužo atskirų-medžiagų dizaino apribojimus, todėl našumas šuolis pagerėjo dėl naujoviškos hibridinės magnetinės architektūros.
Šios technologijos esmė slypi „heterogeninėje“ magnetinių medžiagų, turinčių skirtingas fizines savybes, integravime, sujungiant atitinkamas jų stipriąsias puses:
Didelio-sotumo vidurinė kolona: centrinėje kolonoje, apsuptoje ritės, naudojama metalo miltelių šerdis, kurios magnetinio srauto tankis yra ypač didelis. Taip užtikrinama, kad esant stipriam srovės viršįtampiui, induktyvumas išliks tvirtas, todėl išvengiama katastrofiško kritimo.
Didelio-pralaidumo jungtys ir šoninės kolonos: viršutinėje ir apatinėje jungoje kartu su šoninėmis kolonomis naudojamas didelio-laidumo feritas arba amorfinė medžiaga. Ši konfigūracija tvirtai užrakina magnetinio lauko linijas šerdyje, žymiai sumažindama magnetinio nuotėkio nuostolius ir labai optimizuodama šerdies nuostolius dėl mažų pasipriešinimo charakteristikų.
Integruota anti{0}}prisotinimo sąsaja: pati išradingiausia patento dalis yra miltelių šerdies vidurinio stulpelio „įterpimas“ tiesiai į ferito jungtis. Tiksliai valdydami įterpimo gylio santykį (d/D), fiziškai konstrukciniais projektais išsprendžiame ankstyvojo prisotinimo iššūkį nevienalyčių medžiagų sąsajoje.
Kaip tai veikia
Dizaino logikaUS11430597nėra paprastas medžiagų sudėjimas, o pagrįstas griežtu elektromagnetinės topologijos optimizavimu ir geometriniais apribojimais:
1. Kelių-kelių srauto dispersijos mechanizmas
Tradicinės induktoriaus magnetinės grandinės yra vienarūšės, todėl jos yra linkusios į vietinį magnetinio srauto perkrovą. Mūsų patentuotoje struktūroje naudojamos mažiausiai dvi simetriškai paskirstytos šoninės kolonos, turinčios didelį pralaidumą, nukreipiančios magnetinį srautą į kelias uždaras kilpas.
Privalumas: ši konstrukcija leidžia tolygiai paskirstyti magnetinį srautą įvairiose šakose, todėl galima žymiai sumažinti viršutinio ir apatinio jungo storį ir pasiekti tikrai kompaktišką struktūrą.
2. Matematinis įterpimo gylio balansas
Siekiant užkirsti kelią ferito jungoms nuo ankstyvo prisotinimo, kurį sukelia srauto koncentracija sąsajoje, patentas apibrėžia kritinę geometrinę nelygybę:
d / D Didesnis arba lygus (B1 - B2) / B1> (kur B1yra vidurinio stulpelio prisotinimo srauto tankis, B2yra jungo prisotinimo srauto tankis, d yra įterpimo gylis, o D yra bendras jungo storis.)
Taikydami šį algoritmą užtikriname sklandų magnetinio srauto perėjimą iš vidurinio stulpelio į jungą, išvengdami lokalizuotų karštųjų taškų ir prisotinimo taškų.
3. Žemo sujungimo charakteristikų pasiekimas
Kadangi šoninėse kolonose naudojamos itin didelio pralaidumo medžiagos (μ Didesnis arba lygus 200 arba net amorfiniai dribsniai, kurių μ > 5000), konstrukcija veikia kaip magnetiškai ekranuota patalpa, apgaubianti energiją. Kai keli šių branduolių rinkiniai yra išdėstyti vienas šalia kito, fazių sujungimo koeficientas yra labai mažas, o tai labai svarbu daugiafazių lygiagrečių grandinių stabilumui.
Naudojimo atvejai
Ši patentuota technologija buvo sėkmingai transformuota į pagrindinį Magsonder gaminio pranašumą, išskirtinai veikiant šiais atvejais:
1 scenarijus: perklijuoti PFC keitikliai Didelės-galios telekomunikacijų maitinimo šaltiniuose tarpsluoksnė lygiagreti technologija yra pagrindinė. Naudojant Magsonder hibridinę šerdį, galime integruoti kelias vidurines kolonas į vieną magnetinę struktūrą, kiekviena fazė suvyniota atskirai ir be abipusių trukdžių. Tai ne tik sutaupo daugiau nei 30% PCB vietos, bet ir žymiai pagerina konversijos efektyvumą esant didžiausiai srovei dėl savo puikios nuolatinės srovės poslinkio.
2 scenarijus: kitos-kartos 800 V įjungti-Bordiniai įkrovikliai (OBC) Tinklo įtampai kintant link 800 V, induktoriaus įtampos atsparumo ir nuostolių reikalavimai tampa vis griežtesni. Patentuota Magsonder struktūra sumažina ritės apsisukimų skaičių (dėl didelio-sotumo vidurinio stulpelio), tiesiogiai sumažindama nuolatinės srovės pasipriešinimą (DCR). Kartu su žemais aukšto -dažnio nuostoliais, kuriuos sukelia ferito šoninės kolonos, tai padeda OBC pasiekti daugiau nei 98 % sistemos efektyvumą.
Ateities perspektyva
Išpopuliarėjus plataus{0}}dažnio puslaidininkiams (GaN/SiC), perjungimo dažniai įžengė į MHz erą. Tradiciniai magnetiniai komponentai tapo pagrindine sistemos miniatiūrizavimo kliūtimi.
Magsonder „hibridinės medžiagos + tikslus geometrinis dizainas“ metodas rodo kelią induktorių pramonei: būsimi komponentai nebebus apibrėžti viena medžiaga. Vietoj to, dėl didelio-tikslumo fizinio kelių medžiagų integravimo, bus rasta puiki pusiausvyra tarp galios tankio ir mastelio. Šis nevienalyčių magnetinių struktūrų tyrimas paskatins galios elektroninius prietaisus lengvesnės, plonesnės ir efektyvesnės ateities link.
Magsonder hibridinės magnetinės šerdies technologija dėl sudėtingos įterptosios konstrukcijos puikiai sulieja didelį metalo miltelių šerdies prisotinimą su nedideliu ferito nuostoliu ir yra visiškai -naujas „žaidimą-keičiantis“ sprendimas pasauliniams didelio našumo{2}}galios dizaineriams.
