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普萊默之創新產品-挑戰散熱性能的侷限

2021-07-01 14:29 次閲讀

挑戰散熱性能的侷限:良好的散熱性對大電流直流電感的功能的改善作用。

2016年我們的第一款3D POWER 產品取得了3DPower™的專利,這款產品首次實現了兩個磁性元件共用一個磁芯,兩個磁性元件的磁場在磁芯的各個點正交,同時還能持續改善大電流電感的散熱,插入損失及飽和點等。

這款創新產品是為車載充電器和DCDC轉換器設計,用於改善在強電流輸出過濾的傳輸過程中導致的導電部件過熱及鐵芯保和等嚴重的問題。

本文主要説明普萊默在散熱技術上是如何結合最新的技術來生產鐵粉磁芯(FeSi6), 使阻抗頻率增強並同時使磁芯不易飽和。

以上圖形中, 紅色線顯示的是用Fesi6磁芯(標準件)時的電感電流比,粉色線是同樣的曲線但用的是繞扁平線的鐵粉磁芯。

這種改善得益於鐵粉一粒粒分散,有間隙(FeSi6),另外鐵粉的易壓縮性使得輸出電感的原始尺寸容易被壓小。

從另一方面來説,也有其它類型的輸出電感,這種電感的電功率損耗要求嚴格,由於銅變熱(焦耳效應)及磁芯變熱(磁芯損耗),電感在使用過程中會持續升温(飽和磁通量隨着温度升高而降低)。特別在高温區域內,最終温度曲線會接近居里温度從而導致產品功能更不穩定。

可以有效擴大操作温度範圍,增強OBC及DCDC轉換器產品等電感產品的穩定性。

温度每降低10度,穩定性或平均無故障時間就能翻倍。

是能填滿繞線和磁芯間(及磁芯和鋁,鎂等散熱片間)導熱膠。

導熱係數是1.5到1.8 W/Mk. 這足以使温度下降40ºC以上。

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使用CoolMagTM觀察到的第一個變化是電感值與温度變化比變得穩定。如下圖所示。

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灰色線是沒有使用CoolMagTM時的電感變化。僅五六分鐘磁芯就達到飽和。

橙色線是使用了CoolMagTM後的電感變化。電感值始終保持正常。

使用跟不使用CoolMagTM 的温度差是40ºC.

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