克服高频谐振变换器中的漏磁损耗

wifai

变压和电感设计
芝能智芯出品
《Multigap Toroidal Transformers and Inductors forOvercoming Fringing Losses in HF Resonant Converters》多间隙环形变压器和电感器，用于克服高频谐振变换器中的漏磁损耗，提出了一些很有趣的思路

●导致绕组损耗的主要影响因素
1）趋肤效应（SKIN EFFECT）是指一个独立的圆形导体传输交流电流时，会产生一个同心的交替磁场，从而诱发涡流。这些涡流抵制了导体中心正常电流的流动，使得靠近导体表面的位置产生了有效电流增加。总电流在更小的周边区域内流动。随着频率的增加，这种效应会加剧。电流集中在导体表面的等效周边柱状区域内。这个柱状区域的厚度被称为趋肤深度。
2）临近效应（PROXIMITY EFFECT ）是指当绕组的一个层中的电流分布影响另一个层的电流分布时，会出现的效应，始终在同一绕组内产生。因此，这种接近效应增加了绕组的电阻（Rac）。
3）漏磁效应（FRINGING EFFECT）是指当磁通在靠近磁心气隙处弯曲时发生的效应。这种磁通弯曲的距离基本上与气隙的长度成正比。"

主变压器和谐振电感器需要较大的气隙，漏磁损耗挑战了转换器的效率、尺寸和冷却管理

多间隙中心腿需要定制的铁氧体（铁氧体模具），每种格式仅适用于特定设计应用。气隙尺寸的确定需要经历具有挑战性的迭代过程。远离气隙的绕组减少了绕组面积，导致设计效率低下。热点绕组温度仍然始终在内层，伴随着相应的冷却挑战

环形多间隙技术旨在减少绕组交流损耗，允许将较大的气隙均匀分布在环形上，以最小化漏磁效应。该技术将气隙分割成较小的部分（最多可达12或15段），因此由于Rac减少，损耗呈指数级下降

环形多间隙技术解决了传统方法的挑战：
通过使用环形格式，增加了绕组面积
无需将绕组远离气隙
可以使用低损耗铁氧体材料处理高电流和高频率
在任何类型的冷却系统中都能够最佳地散热
并提供了额外的特性...
组件整体尺寸减小约20%
电感值的公差更小（低至:8%）
通过轻松调整分隔片段之间的间隔厚度，可以灵活设计电感值
与通常的PQ/E/PM格式相比，具有成本效益

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