Nello sviluppo di un caricabatterie di bordo (OBC) da 6,6 kW, i componenti magnetici (induttori, trasformatori) non solo contribuiscono in modo significativo a volume e peso, ma sono anche fattori critici nel determinare l'efficienza e le prestazioni EMI. Sulla base delle ultime tendenze del settore e dell'esperienza pratica, abbiamo riassunto i seguenti consigli pratici per la selezione dei componenti magnetici OBC, aiutandovi a raggiungere l'equilibrio ottimale tra "prestazioni, dimensioni e costi".
SUGGERIMENTO 1.Selezione dell'induttore PFC: "Meglio grande che piccolo", concentrandosi sulla polarizzazione CC
In un progetto ad alta densità di potenza di 6,6 kW, il problema più comune con l'induttore PFC non è "l'induttanza insufficiente" ma "la saturazione sotto corrente elevata".
* Mnemonico pratico: "presta attenzione alla curva, non al valore nominale".
* Molti induttori presentano un'elevata induttanza a temperatura ambiente (25°C), ma se sottoposti a una corrente di polarizzazione CC di 30-50 A, la loro induttanza può diminuire di oltre il 50%.
*Quando si seleziona un componente, richiedere sempre la curva LI (induttanza-corrente) al fornitore. Assicurarsi che l'induttanza rimanga superiore all'80% del valore richiesto alla corrente di picco (ad esempio, 55 A).
* Selezione del materiale:
Per raggiungere il massimo: scegliete i nuclei in polvere magnetica Sendust o ferro-nichel-molibdeno, che presentano un'elevata resistenza alla saturazione, un basso aumento di temperatura, ma a un costo più elevato.
Perseguire il rapporto costo-efficacia: scegliere ferrite con controllo preciso del traferro per un costo contenuto, ma prestare attenzione alle perdite per correnti parassite (effetti di bordo) nel traferro. Si consiglia di utilizzare avvolgimenti multifilari o filo Litz per ridurre le perdite.
Suggerimento 2:Trasformatore LLC: utilizzo di "induttanza di dispersione" anziché "induttanza risonante"
Questa è attualmente la tecnica di riduzione dei costi più diffusa per l'OBC da 6,6 kW (in particolare per il convertitore risonante CLLC dello stadio posteriore).
*Funzionamento pratico:
*Non acquistare separatamente un induttore risonante, ma aumentare artificialmente l'induttanza di dispersione del trasformatore personalizzandone la struttura (ad esempio regolando la distanza tra gli avvolgimenti primario e secondario, utilizzando scheletri segmentati).
*Suggerimento: utilizzare questa induttanza di dispersione come induttanza risonante (L_r) della cavità risonante.
*Reddito:
*Volume: il numero di nuclei magnetici indipendenti è stato ridotto e il volume può essere ridotto di oltre il 20%.
*Costo: l'eliminazione di un nucleo magnetico e di un avvolgimento riduce il costo della distinta base.
*Dissipazione del calore: i trasformatori solitamente presentano migliori condizioni di dissipazione del calore (come l'incapsulamento e il contatto con piastre raffreddate ad acqua), il che li rende più facili da dissipare rispetto ai piccoli induttori indipendenti.
Suggerimento 3:Progettazione termica: la “resistenza termica” è più importante dell’“aumento di temperatura”
Durante la fase di test del prototipo, potresti scoprire che la superficie dell'induttore è molto calda (>100 ℃). È normale?
*Capacità di giudizio:
*Non misurare solo la temperatura superficiale, osserva anche la temperatura del punto caldo interno.
*Formula di calcolo: T {punto caldo}=T {superficie}+(R {esimo} volte P {perdita})
*Suggerimento: al momento della scelta, chiedere al fornitore il coefficiente di resistenza termica (R_ {th}). Se non è possibile ottenerlo, è possibile far funzionare il prodotto a pieno carico fino al raggiungimento dell'equilibrio termico e sottoporlo a scansione con una termocamera.
*Misure di dissipazione del calore:
*Sigillatura: l'utilizzo di un adesivo termoconduttivo per trasferire il calore al guscio esterno (piastra inferiore) è attualmente il metodo di dissipazione del calore più diffuso per OBC.
*Layout: posizionare l'induttore PFC con la maggiore generazione di calore il più vicino possibile alla piastra raffreddata ad acqua o al condotto di dissipazione del calore.
Suggerimento 4:Come affrontare le sfide ad alta frequenza: prestare attenzione all'"effetto pelle" e al processo di avvolgimento
All'aumentare della frequenza di commutazione dell'OBC (PFC raggiunge 40kHz-100kHz, LLC è più alto), le perdite CA (I^2R_ {ac}) sono spesso più letali delle perdite CC.
*Abilità di selezione dell'avvolgimento del filo:
*Bassa frequenza e alta corrente (PFC): si consiglia di utilizzare filo piatto di rame per l'avvolgimento verticale. Il coefficiente di riempimento delle linee piatte è elevato e l'effetto pelle nella banda di frequenza media (decine di kHz) è migliore rispetto a quello delle linee circolari.
*Alta frequenza (trasformatore/induttore risonante): è necessario utilizzare filo Litz. Il filo Leeds è intrecciato da più fili di filo isolato estremamente sottile, che può aumentare notevolmente la superficie del conduttore e resistere all'"effetto pelle" delle correnti ad alta frequenza.
*Guida per evitare le insidie: se si utilizza un singolo filo di rame spesso per avvolgere un induttore ad alta frequenza per risparmiare tempo, l'aumento di temperatura misurato potrebbe essere superiore di oltre 30 ℃ rispetto al valore calcolato, causando l'invecchiamento dello strato isolante o addirittura un cortocircuito.
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Data di pubblicazione: 18-12-2025