磁性元件通常由繞組和磁芯構成,它是儲能、能量轉換及電氣隔離所必備的電力電子器件,主要包括變壓器和電感器兩大類。幾乎所有電源電路中,都離不開磁性元器件,磁性元件是電力電子技術最重要的組成部分之一。
磁性元件的分類
磁性元件主要分為變壓器和電感。變壓器的主要作用有隔離、電壓變換等,其核心就是能量轉移。電感的主要作用是諧振、濾波等,其核心是能量儲存。
電子變壓器、電感器等磁性元件雖然只是一些看似不起眼的小零件,但是在新能源汽車、LED電源、光伏逆變器等產品中卻是起著不可或缺的作用。一般而言,電子變壓器在產品中發揮變壓、濾波、儲能的作用,而電感則是解決EMI方面的問題、電磁兼容等。
磁性元件的測量
目前生產的軟磁鐵氧體中最常見和廣泛應用的有錳鋅鐵氧體(低頻用)和鎳鋅鐵氧體(高頻用)兩大類。工廠在出廠時往往將錳鋅的收舌機中波磁棒的一端涂以黑漆,將鎳鋅短波磁棒的一端涂以紅漆??梢允褂眠@三種方法:1.目測法2.水磨法3.用萬用表測量。
磁性元件的應用
下圖是典型的開關電源結構,黃色部分是磁性器件的應用。此外,輔助電源還需要反激變壓器,PFC電路中有PFC電感,電源輸出端口有時候基于EMC的要求也會增加EMC濾波電感。
磁性元件的重要性
一般來說,磁性器件的體積約占整個開關電源的20%~30%,重量約占30%~40%,損耗約占20%~30%。從下圖可以直觀的感受一下磁性器件在開關電源中的地位。
磁性元件技術對功率變換器是十分重要的,幾乎所有電源電路中,都離不開磁性元器件電感器或變壓器。例如在輸入和輸出端采用電感濾除開關波形的諧波;在諧振變換器中用電感與電容產生諧振以獲得正弦波電壓和電流;在緩沖電路中,用電感限制功率器件電流變化率;在升壓式變換器中,儲能和傳輸能量;有時還用電感限制電路的瞬態電流等。而變壓器用來將兩個系統之間電氣隔離,電壓或阻抗變換,或產生相位移(3相Δ—Y變換),存儲和傳輸能量(反激變壓器),以及電壓和電流檢測(電壓和電流互感器)??梢哉f磁性元件是電力電子技術最重要的組成部分之一。
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