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拓扑与电路
★ 5.0
基于性能的功率电感器实验表征与最高效率点检测
Performance-Based Experimental Characterization and Maximum Efficiency Point Detection of Power Inductors
| 作者 | Nicola Femia · Giulia Di Capua · Nunzio Oliva · Luca De Guglielmo |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2024年8月 |
| 技术分类 | 拓扑与电路 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 功率电感器 表征方法 性能合规工作区 电感最大效率点 应用评估 |
语言:
中文摘要
本文提出了一种表征硬开关电源中使用的功率电感器的新方法。所提出的方法从以性能合规工作区域概念为核心的全新视角对功率电感器进行表征。这一新的测试程序为功率电感器的行为和性能提供了实用见解,有助于在各种应用的候选元件之间进行更快速的比较评估。该程序确定了电感器最大效率点(iMEP),并跟踪其在运行参数域中的轨迹。iMEP有助于直接识别出针对特定应用最适用的功率电感器,以及每个功率电感器最适用的应用场景。本文包含的实验示例证明了这种功率电感器表征新方法的可靠性、有效性和实际益处。
English Abstract
This article presents a novel approach to characterizing power inductors used in hard-switching power supplies. The proposed methodology introduces a new perspective on power inductor characterization, centered around the concept of performance-compliant operating areas. This new testing procedure provides practical insights into the behavior and performance of power inductors, facilitating faster comparative evaluations among candidate components for various applications. The procedure identifies the inductor maximum efficiency point (iMEP) and tracks its locus in the domain of the operational parameters. The iMEP facilitates a straight recognition of the most convenient power inductors for a given application and of the most convenient applications for each power inductor. Experimental examples included in this article demonstrate the reliability, efficacy, and practical benefits of this new approach to power inductor characterization.
S
SunView 深度解读
从阳光电源的业务视角来看,这项基于性能的功率电感表征技术具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中,功率电感是直接影响系统效率、功率密度和可靠性的关键磁性元件。传统的电感选型往往依赖厂商规格书和经验判断,缺乏在实际工况下的性能量化评估手段。
该论文提出的"性能符合工作区域"概念和电感最大效率点(iMEP)检测方法,为我们的电力电子设计提供了新的优化维度。在光伏逆变器的DC-DC升压电路和储能系统的双向DC-DC变换器中,通过快速识别不同电感在特定工况下的iMEP轨迹,可以实现元件选型与应用场景的精准匹配。这对于我们推进高效率、高功率密度的新一代产品开发具有直接意义,特别是在1500V大功率光伏系统和工商业储能领域,每提升0.1%的效率都能带来显著的经济效益。
从技术成熟度评估,该方法基于硬开关电源的实验表征,与我们现有的测试平台具有良好的兼容性,可较快实现工程化应用。主要挑战在于建立涵盖不同拓扑结构、宽频率范围和温度条件的完整测试数据库,以及将iMEP概念集成到现有的设计流程和仿真工具中。
建议我们的中央研究院电力电子团队深入跟踪这一技术方向,建立标准化的电感性能表征平台,与核心供应商开展联合测试,形成面向不同应用场景的电感选型数据库。这将有助于缩短产品开发周期,提升系统级效率优化能力,强化我们在新能源装备领域的技术领先优势。