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高频大电流电抗器近场损耗分析

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  • 更新日期:2018-04-09 10:17
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详细介绍
高频大电流电抗器要求磁路能够承受较大安匝电流而不饱和,在结构设计上往往需采用开放的空间磁路,这会对周围元件造成电磁耦合,带来额外的近场损耗和引发局部高温问题。由于磁场的分散性,磁性元件将对周围元件造成电磁耦合,类似现象在不同的应用场合会呈现出不同应用特征。文献[1-3]研究在工频电力变压器场合杂散磁场对绕组附近机构件(比如拉杆、底座、油箱等)带来附加的近磁场损耗(简称近场损耗)。但由于变压器的磁芯和绕组损耗仍然是主要损耗,因此,工频场合杂散磁场引起的结构件损耗不明显。但随着应用频率的提高,近场磁场的作用就会凸显出来。文献[4-7]研究和讨论了开关电源应用中 EMI 滤波器近场电磁耦合的作用机理和控制方法,此类近场效应的功率等级虽小,但对电磁干扰噪声抑制的作用却不容忽略。对于开关电源中磁元件近场耦合带来的功率损耗影响,文献[8]以分槽式磁集成 LLC 变压器的近场磁场对电源外壳的损耗做了研究,给出考虑近场耦合的集成变压器模型和近场改善分析。对于大电流电抗器由于应用的特殊性,比如要求磁路能够承受较大安匝电流而不饱和,因此,在结构设计上往往需采用开放的空间磁路,而强磁场的扩散势必对周围元件带来电磁耦合效应。本文详细分析了开放磁路电抗器的磁场分布特征,讨论近场磁场对周围金属支撑件带来的高频附加损耗影响,包括材料特性和距离,结合一 400A/12uH 电抗器的工程应用案例,进行理论分析与建模仿真,得出改善方案。






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