磁极是如何解决磁集成产品电磁干扰的?
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【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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