隨著電力電子領(lǐng)域關(guān)鍵器件(半導(dǎo)體與磁性器件等),軟開(kāi)關(guān)拓?fù)浜涂刂品绞降牟粩噙M(jìn)步,電力電子行業(yè)逐步完善,在電源質(zhì)量、性能指標(biāo)和成本上的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯,基本替代了原有低頻線性電源。
半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)和磁性器件均是電力電子行業(yè)的關(guān)鍵器件。磁性器件在其中主要起到能量的隔離、緩沖作用(儲(chǔ)能和濾波)。磁性器件對(duì)電源系統(tǒng)的效率和其他性能指標(biāo)(溫升、EMI和紋波等)都有著直接和重要的影響。
在直流濾波電感應(yīng)用上,由于其直流分量大交流分量小的特點(diǎn),經(jīng)常需要用到開(kāi)磁路電感。開(kāi)磁路電感大的優(yōu)勢(shì)就是抗直流偏置能力強(qiáng),可以縮減電感體積和成本。但是開(kāi)磁路電感在實(shí)際應(yīng)用中也有一些問(wèn)題,比如感值和直流偏置計(jì)算困難,擴(kuò)散磁通有干擾(會(huì)引起電氣性能和EMI問(wèn)題),某些情況下甚至?xí)c周圍其他器件構(gòu)成近場(chǎng)互耦,如果周圍有金屬物體還會(huì)產(chǎn)生額外的渦流損耗。這些不利條件都限制了開(kāi)磁路電感在某些領(lǐng)域的應(yīng)用。
對(duì)于開(kāi)磁路的感量和抗飽和能力計(jì)算問(wèn)題,目前業(yè)內(nèi)還沒(méi)有比較準(zhǔn)確的計(jì)算方法。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中還是主要以實(shí)測(cè)為主,這對(duì)產(chǎn)品的研發(fā)周期造成了很大困擾。本文基于磁路模型分析,并結(jié)合電磁仿真軟件和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),推導(dǎo)了開(kāi)磁路電感的感量與抗偏置能力的計(jì)算公式,經(jīng)過(guò)實(shí)際驗(yàn)證誤差率可以控制在10%以內(nèi)。