Bij de ontwikkeling van een 6,6 kW boordlader (OBC) dragen magnetische componenten (inductoren, transformatoren) niet alleen in belangrijke mate bij aan het volume en gewicht, maar zijn ze ook cruciale factoren voor de efficiëntie en de EMI-prestaties. Op basis van de nieuwste trends in de industrie en praktijkervaring hebben we de volgende praktische tips samengevat voor de selectie van magnetische componenten voor uw OBC, zodat u de optimale balans tussen prestaties, afmetingen en kosten kunt bereiken.
TIP1.Selectie van PFC-inductoren — "Liever groot dan klein", focus op DC-bias
Bij een ontwerp met een hoge vermogensdichtheid van 6,6 kW is het meest voorkomende probleem met de PFC-spoel niet "onvoldoende inductantie", maar "verzadiging bij hoge stroomsterkte".
* Praktisch ezelsbruggetje: “let op de curve, niet op de nominale waarde.”.
* Veel spoelen vertonen een hoge inductantie bij kamertemperatuur (25 °C), maar wanneer ze worden blootgesteld aan een gelijkstroom van 30 A tot 50 A, kan hun inductantie met meer dan 50% dalen.
*Vraag bij de selectie van een component altijd de LI-curve (inductantie-stroomcurve) aan bij de leverancier. Zorg ervoor dat de inductantie bij uw piekstroom (bijv. 55A) boven de 80% van de vereiste waarde blijft.
* Materiaalselectie:
Streven naar het ultieme: kies voor magnetische poederkernen van Sendust of ijzer-nikkel-molybdeen, die een sterke verzadigingsweerstand en een lage temperatuurstijging vertonen, maar wel duurder zijn.
Streven naar kosteneffectiviteit: Kies ferriet met nauwkeurige luchtspleetregeling voor lage kosten, maar houd rekening met wervelstroomverliezen (randeffecten) in de luchtspleet. Het wordt aanbevolen om meeraderige wikkelingen of Litz-draad te gebruiken om verliezen te verminderen.
Tip 2:LLC-transformator – Gebruik van "lekinductantie" in plaats van "resonantie-inductantie"
Dit is momenteel de meest gangbare techniek om de kosten te verlagen voor 6,6 kW OBC's (met name voor de CLLC-resonantieomvormer in de achterste trap).
*Praktische werking:
*Koop geen resonantie-inductor apart, maar verhoog de lekinductantie van de transformator kunstmatig door de structuur van de transformator aan te passen (bijvoorbeeld door de afstand tussen de primaire en secundaire wikkelingen te wijzigen, of door gebruik te maken van segmenten).
*Tip: Gebruik deze lekinductantie als de resonantie-inductantie (L_r) van de resonantieholte.
*Winst:
*Volume: Het aantal onafhankelijke magnetische kernen is verminderd, waardoor het volume met meer dan 20% kan worden gereduceerd.
*Kosten: Het weglaten van één magnetische kern en wikkeling verlaagt de materiaalkosten.
*Warmteafvoer: Transformatoren hebben doorgaans betere warmteafvoeromstandigheden (zoals inkapseling en contact met watergekoelde platen), waardoor ze gemakkelijker warmte afvoeren dan onafhankelijke kleine inductoren.
Tip 3:Thermisch ontwerp – “Thermische weerstand” is belangrijker dan “temperatuurstijging”
Tijdens de prototype-testfase kan het voorkomen dat het oppervlak van de inductor erg heet wordt (>100 ℃). Is dit normaal?
*Beoordelingsvermogen:
*Meet niet alleen de oppervlaktetemperatuur, maar kijk ook naar de temperatuur van het heetste punt aan de binnenkant.
*Berekeningsformule: T {hotspot}=T {oppervlakte}+(R {th} maal P {verlies})
*Tip: Vraag bij de selectie de leverancier naar de thermische weerstandscoëfficiënt (R_{th}). Als deze niet beschikbaar is, kan het apparaat op volle belasting draaien tot thermisch evenwicht is bereikt en vervolgens met een warmtebeeldcamera worden gescand.
*Maatregelen voor warmteafvoer:
*Afdichting: Het gebruik van thermisch geleidende lijm om warmte over te brengen naar de buitenmantel (bodemplaat) is momenteel de meest gangbare methode voor warmteafvoer bij OBC's.
*Opstelling: Plaats de PFC-inductor met de hoogste warmteontwikkeling zo dicht mogelijk bij de watergekoelde plaat of het warmteafvoerkanaal.
Tip 4:Omgaan met hoogfrequente uitdagingen – Let op het "skineffect" en het wikkelproces.
Naarmate de schakelfrequentie van de OBC toeneemt (PFC bereikt 40 kHz-100 kHz, LLC is hoger), zijn de AC-verliezen (I ^ 2R_ {ac}) vaak schadelijker dan de DC-verliezen.
*Vaardigheden voor het selecteren van draadwikkelingen:
*Laagfrequente hoge stroom (PFC): Het wordt aanbevolen om platte koperdraad te gebruiken voor verticale wikkeling. De vullingscoëfficiënt van platte draden is hoog en het skineffect in de middenfrequentieband (tientallen kHz) is beter dan dat van ronde draden.
*Hoge frequentie (transformator/resonante inductor): Litz-draad moet worden gebruikt. Leeds-draad is geweven uit meerdere strengen extreem dunne geïsoleerde draad, waardoor het oppervlak van de geleider aanzienlijk kan worden vergroot en het "skineffect" van hoogfrequente stromen kan worden weerstaan.
*Handleiding om valkuilen te vermijden: Als een enkele dikke koperdraad wordt gebruikt om een hoogfrequente inductor te wikkelen om tijd te besparen, kan de gemeten temperatuurstijging meer dan 30 ℃ hoger uitvallen dan de berekende waarde, wat kan leiden tot veroudering van de isolatielaag of zelfs kortsluiting.
U bent van harte welkom om uw mening met ons te delen!
Geplaatst op: 18 december 2025