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高频电感正交气隙对边缘磁场效应引起的交流绕组损耗的降低
Reduction of AC Winding Losses Due to Fringing-Field Effects in High-Frequency Inductors With Orthogonal Air Gaps
| 作者 | Satyaki Mukherjee · Yucheng Gao · Dragan Maksimovic |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2021年1月 |
| 技术分类 | 拓扑与电路 |
| 技术标签 | 功率模块 储能变流器PCS 光伏逆变器 多物理场耦合 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 高频电感 交流绕组损耗 边缘效应 正交气隙 磁芯 电力电子 电流分布 |
语言:
中文摘要
本文研究了高频电感中由气隙边缘磁场引起的绕组交流损耗问题。针对趋肤效应和邻近效应导致的电流分布不均,提出了一种正交气隙分布技术。通过在磁芯段中合理布置气隙,有效抑制了边缘磁场对绕组的影响,从而降低了高频下的交流损耗,提升了电感效率。
English Abstract
In high-frequency inductors, ac winding losses are affected by skin and proximity effects, including uneven current distribution due to fringing magnetic fields around air gaps. It is well known that fringing effects can be mitigated using distributed air gaps. This article is focused on an orthogonal air-gap approach, which is a distributed air-gap technique where gaps are placed in core segments...
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SunView 深度解读
该技术对阳光电源的核心产品线(如组串式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器)具有重要应用价值。随着功率密度提升,高频化成为趋势,电感损耗是限制效率提升的关键瓶颈。正交气隙设计能有效降低高频下的绕组损耗,有助于减小电感体积,提升整机功率密度。建议研发团队在下一代高功率密度PCS及组串式逆变器设计中引入该磁路优化方案,并结合有限元仿真工具进行验证,以进一步优化散热设计并降低整机成本。