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開關電源轉換器高頻磁技術分析

鉅大LARGE  |  點擊量:909次  |  2020年05月19日  

高頻開關電源中用了多種磁元件,有一些基本的問題還要研究解決。例如:


(1)隨著開關電源的高頻化,在低頻下可以忽略的某些寄生參數,在高頻下將會對某些電路性能(如開關尖峰能量、噪聲水平等)出現影響。尤其是磁元件的渦流、漏電感、繞組交流電阻Rac和分布電容等,在低頻和高頻下的表現有很大的差別。雖然磁理論的研究已經有多年的歷史,但高頻磁技術理論作為電力電子學的學科前沿問題,應當受到人們的廣泛重視。例如,磁心損耗的數學建模、磁滯回線的仿真建模、高頻磁元件的計算機仿真建模和CAD、高頻變壓器一維和二維仿真建模等。有待研究的問題還有:高頻磁元件的設計決定了高效率開關電源的性能、損耗分布和波形等,人們要的是希望給出設計準則、方法、磁參數和結構參數與電路性能的依賴關系,明確設計的自由度與約束條件等。


(2)關于高頻磁性元件所用的磁性材料有如下的要求:損耗小,散熱性能好,磁性能優越。適用于兆赫級頻率的磁性材料為人們所關注,如5~6ms超薄鈷基非晶態磁帶,1MHz(Bm=0.1T)時,比損耗僅為0.7~1W/cm3,是MnZn高頻鐵氧體的1/3~1/4。納米結晶軟磁薄膜(Fi1m)也在研究和開發中應用。


(3)研究磁電混合集成技術,如利用電感箔式繞組層間分布電容,實現磁性元件與電容混合集成;將鐵氧體或其他薄膜材料高密度集成在硅片上(FerriteONSi1icon),或將硅材料集成在鐵氧體上(SilicononFerrite)等。


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