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纳米晶磁芯损耗及温升解析(二)

纳米晶磁芯损耗及温升解析(二) 森根新能源
2023-11-01
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导读:“随着新能源使用功率的不断攀升,软磁纳米晶磁芯在EMC治理过程中出现温升过高甚至烧毁的问题日益严重,考虑磁芯

随着新能源使用功率的不断攀升,软磁纳米晶磁芯在EMC治理过程中出现温升过高甚至烧毁的问题日益严重,考虑磁芯在实际运用中的温升问题,变得尤为重要。



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磁芯预计温升

    

       磁芯损耗的公式已经有了很好的对应关系,接下来我们通过模拟和实测的方式,来确定在给定工作条件下,产品的温升状况。为此,我们利用搭设了一个简易的电路,模拟磁芯在特定条件下磁芯的温升,电路原理图和实物图如下:
                                       Fig.1 电路原理图


Fig.2 电路实物图


       本电路通过信号发生器和功率放大器作为电源,通过1Ω的取样电阻来测试通过磁芯内部的电流和波形,在磁芯内部插入热电偶监测磁芯在持续通流下磁环的温升,磁芯尺寸为50×40×20mm(外径×内径×高度),外界温度为25±3℃。
      实验以固定测试频率100KHz和固定通流1.8A的两种方式,通过改变电流和频率的方式,采集不同工作状态下磁芯的温度变化,监测时间大于30Min以确保磁芯温度达到平衡。以下曲线分别为恒定电流1.8A,不同频率(1KHz~50KHz),以及恒定频率100KHz,不同电流(0.3A~1.8A)条件下,磁芯内部温升随时间的变化.

     以上曲线表明,磁芯开始温比较迅速,时间超过20Min以后逐渐达到平衡,其趋势和我们章节(一)中损耗呈现的趋势基本相同。同样的,我们可以通过选取30Min磁芯温度作为因变量,磁芯中的电流和频率作为变量,初步判断温度和磁芯工作电流和频率存在一定的函数关系,初步函数可以预测如下:



其中:Ti 为室温25℃

          I 为工作电流有效值

          f 电流频率

以上述公式作为模型,磁芯温度与电流和频率的对应关系如下:


             

       


     本实验初探了磁芯温度和磁芯工作电流和频率之间的关系,以下是笔者对该实验的进一步探索供大家参考:

     1.本实验其测试波形为正弦波,往往磁芯实际工作过程中电流波形非标准波形,波形的差异应该要考虑在内;

     2.磁芯的尺寸固定,如改用其它尺寸,磁芯的散热面积会存在一定的差异;

     3.本实验实在室温环境下进行实验,如果又强制冷却环境和高温环境,其使用环境应该要进行考虑;

    

END





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