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空心磁性元件应在什么频率下使用?

At What Frequencies Should Air-Core Magnetics Be Used?

作者 Michael Solomentsev · Alex J. Hanson
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2023年3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
相关度评分 ★★★★ 4.0 / 5.0
关键词 磁性元件 电能转换 电感 变压器 铁损 铜损 高频 空心
语言:

中文摘要

功率转换中的磁性元件(电感和变压器)通常采用磁芯设计以减少匝数和铜损。然而,在高频应用中,磁芯损耗增加且材料性能受限,使得空心磁性元件更具优势。本文探讨了磁芯与空心磁性元件在不同频率下的损耗权衡及应用边界。

English Abstract

Magnetic components for power conversion (inductors and transformers) are often designed with magnetic cores, which add core loss but reduce the required number of turns, copper loss, and usually total loss. At very high frequencies, poor core materials make this tradeoff less advantageous and air-core magnetic components are often preferred. The boundary between the magnetic-core-preferred and ai...
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SunView 深度解读

随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan储能系统向更高功率密度和更高开关频率(如SiC技术应用)演进,磁性元件的设计面临严峻挑战。本文提出的空心磁性元件应用边界分析,对优化高频变换器中的电感设计、降低磁芯损耗及提升整机效率具有重要参考价值。建议研发团队在下一代高频化PCS及微型逆变器开发中,针对特定频率区间评估空心电感的可行性,以规避高频磁芯损耗瓶颈,进一步提升系统功率密度。