磁极是如何解决磁集成产品电磁干扰的?
2024-12-05 15:02:39 来源:电子变压器与电感网 作者:丘水林
【哔哥哔特导读】磁集成后,有哪些新的电磁干扰源?该如何解决这些新的干扰源?磁极又是如何解决这些问题的?
磁集成后,EMC比分立磁性元件更难通过,到底是什么原因导致的?磁性元件企业又有哪些办法可以解决?今天我们采访惠州市磁极新能源科技有限公司(下称“磁极”)——一家具有丰富磁集成产品解决方案经验的企业,一起看看他们是如何解决这一问题。
磁集成后电磁干扰的来源
磁极总工程师海来布曲告诉Big-Bit资讯记者,磁集成以后,干扰源比分立磁性元件更多,电磁干扰确实比磁集成前更严重,除了原有的干扰源,还会产生新的干扰源。从电感、变压器角度而言,其原因有多个方面:
一是各电感、变压器电流大小不一样。以PFC电感、主变压器、谐振电感三合一磁集成产品为例,磁集成以后三者的电流大小不一样,其漏磁通大小也不一样,一旦计算有偏差,这部分漏磁通会成为电磁干扰源;
二是磁芯材质不一样。一般而言,FPC电感、DC 滤波电感采用金属磁粉芯,而主变压器采用铁氧体磁芯,不同材质的磁芯磁集成后,结合部就会产生干扰源;
三是气隙分布方式不一样。以前变压器和谐振电感开气隙,一段开1毫米、0.8 毫米或者0.5 毫米,磁集成以后由于整体体积变小,热更集中,每道气隙变得更深,漏磁通变得更大,并切割线圈和磁芯本体产生干扰源;
磁极磁集成产品
海来布曲表示,磁干扰的本质是效率太低,发热过高,尤其是磁集成以后,不同的电流、磁通和材质,如果出现没有完全耦合的现象,就会产生新的干扰源。
磁集成如何降低电磁干扰
既然能找到磁集成后的干扰源,那究竟该如何解决?磁极又有哪些方式可以避免或降低干扰源呢?
海来布曲也跟Big-Bit资讯记者分享了磁极的解决方案。
一是前期深度介入客户产品研发。做项目不是简单设计一个变压器或者电感,而是需要整体了解客户方案的应用特点和应用工况,掌握客户电路拓扑结构,各个部分的功能和参数,各个器件的参数以及器件之间要怎么去匹配,“这是最关键的,后面的磁集成方案具体如何实现某个参数,反而是次要的”。海来布曲如此说道。
二是严格控制参数计算的精确性。当了解了整个电路拓扑结构和功能后,就是对各个磁性元件核心参进行精确的计算,这是设计磁集成产品最重要、也是最难的一个步骤。磁集成产品的设计理念就是要把磁通在共通臂上抵消,实现降损,减少磁芯用料,并确保磁通量在共通臂的可承受范围内。此前磁极发布的三相逆变/网侧电感磁集成新产品方案,特点就是体积小、纹波更小、抗衰竭能力更强,工作温度也从100多摄氏度降低至86摄氏度。
磁极磁集成产品
三是采用新的气隙分布方式。传统的变压器设计,漏磁通主要集中在原边和副边,磁极采用全新的设计方法,把原边、副边分成几层或几道,相当于把漏磁通分成几个档次,从而实现分散漏磁通的目的。
海来布曲认为,磁集成产品属于新型的磁性元件,不管是设计思路还是材料选用都与传统的电感、变压器不一样,即使是简单的结构设计,如果处理不当也会导致问题。
“特别是材料选用更加讲究,目前国内材料厂商的产品各有优势,也能根据客户的需求量身定制材料,但就磁集成产品而言,还没有形成标准化的材料,市面上所看到的通用磁材,往往很难满足磁集成产品应用需求,需要定制。”海来布曲补充道。
结语
目前磁极已成功量产双交错逆变电感、三相逆变/网侧电感、双路三相逆变电感、零耦合两极直流共模电感、充电桩PFC电感/直流共模电感、LLC谐振变压器等磁集成产品解决方案,广泛应用于新能源汽车、充电桩、光伏、储能等领域,尤其是车载磁集成产品,已成功进入国内新能源汽车品牌客户供应体系,其产品可靠性已得到了大规模量产验证。
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