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开关电源转换器高频磁技术

时间:09-09 来源:互联网 点击:

  高频开关电源中用了多种磁元件,有一些基本的问题还需要研究解决。例如:

  (1)随着开关电源的高频化,在低频下可以忽略的某些寄生参数,在高频下将会对某些电路性能(如开关尖峰能量、噪声水平等)产生影响。尤其是磁元件的涡流、漏电感、绕组交流电阻Rac和分布电容等,在低频和高频下的表现有很大的差别。虽然磁理论的研究已经有多年的历史,但高频磁技术理论作为电力电子学的学科前沿问题,应当受到人们的广泛重视。例如,磁心损耗的数学建模、磁滞回线的仿真建模、高频磁元件的计算机仿真建模和CAD、高频变压器一维和二维仿真建模等。有待研究的问题还有:高频磁元件的设计决定了高效率开关电源的性能、损耗分布和波形等,人们需要的是希望给出设计准则、方法、磁参数和结构参数与电路性能的依赖关系,明确设计的自由度与约束条件等。

  (2)对于高频磁性元件所用的磁性材料有如下的要求:损耗小,散热性能好,磁性能优越。适用于兆赫级频率的磁性材料为人们所关注,如5~6 ms超薄钴基非晶态磁带,1MHz(Bm=0.1T)时,比损耗仅为0.7~1W/cm3,是MnZn高频铁氧体的1/3~1/4。纳米结晶软磁薄膜(Fi1m)也在研究和开发中应用。

  (3)研究磁电混合集成技术,如利用电感箔式绕组层间分布电容,实现磁性元件与电容混合集成;将铁氧体或其他薄膜材料高密度集成在硅片上(Ferrite ON Si1icon),或将硅材料集成在铁氧体上(Silicon on Ferrite)等。

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