高频变压器材料新解:纳米晶的涡流损耗逆袭之路

通过带材做薄纳米晶,可以降低涡流损耗。原因有二:一、纳米晶做薄可以减小磁场的趋肤效应;二、纳米晶越薄材料电阻越高,整体电阻越大,涡流损耗越小。本篇,就来详细谈谈变压器的涡流损耗。

铁氧体材料成本低,工艺成熟,但在高温和高频下,性能不佳。纳米晶作为新兴材料,高频特性好,温度稳定性高,但成本较高,生产工艺不够成熟。

除此之外,我们还从磁导率、工作频率、饱和磁通密度、直流偏置特性、居里温度、损耗等方面做了比较,如下表格:

铁氧体(Mn-Zn系)

纳米晶(Fe-Si-B-Nb-Cu

磁导率

≤15K

80000左右

工作频率

≤500kHz(磁损陡增临界点)

20kHz-1MHz(优势区间)

饱和磁通密度

0.4-0.5T(100℃衰减20%)

1.25T(-40-150℃稳定)

直流偏置特性

>30A/cm²显著下降

>80A/cm²保持线性

居里温度

210-250℃(易热失效)

560℃(安全冗余度高)

损耗密度

200kW/m³@100kHz/0.2T

50kW/m³@100kHz/0.5T

材料成本

汽车,尤其是能源车800V高压平台和SiC/GaN器件的应用,对电感材料的高频、高效率、高温稳定性、轻量化、成本控制以及抗干扰能力,提出了更高的要求。在OBC车载充电机中,我们可以使用纳米晶在LLC拓扑中做谐振电感,可以降低损耗超过30%以上,体积可以缩小40%以上。高功率产品,用到电感数量较多,采用纳米晶,还可以减少并联数量。

涡流损耗磁芯中有磁力线穿过,在与磁力线垂直的方向上会产生感应电流。涡流的存在使磁芯发热消耗能量,这种损耗称为涡流损耗。(下图右侧箭头指示为涡流损耗)

公式如下:


涡流损耗P与频率 f 的平方成正比。因此,频率越高,涡流损耗越大,且在高频下体现更加明显。流损耗P与材料厚度的平方成正比,厚度越薄,涡流损耗越小。利用这一原理,制成了低频硅钢片变压器,且越薄应用的频率越高。只不过,硅钢片的电阻率低,且磁导率在高频下衰减严重,无法应用于高频。涡流损耗P与磁感应强度B成正比,与电阻率成反比。与铁氧体相比,纳米晶磁感应强度B是铁氧体的3倍以上,但通过带材工艺,材料的厚度可以做薄,其涡流损耗在一定程度上是可以低于铁氧体的。

而且涡流损耗与材料厚度的平方成正比,厚度降低一半,涡流损耗降低为原来的1/4。通过掺杂工艺,还可以进一步提升纳米晶材料的电阻率。因此,从理论和工艺来看,在数百KHz的频率下,纳米晶的涡流损耗是可以低于铁氧体的。如此看来,从理论上来说,纳米晶除了用于电感,也是可以用于高频变压器的。在电机驱动系统中,目前也是以纳米晶为主。在逆变器输出滤波中,纳米晶输出滤波PWM谐波抑制(THD<2%)优势显著。

其次,纳米晶耐受1000A/μs电流突变能力比铁氧体强,可用于减速、刹车等场景。对于汽车中的DC-DC应用,800V及以上平台高压转换,基本是使用纳米晶为主滤波,主要是因为其在瞬态响应(<5μs)表现更优。但在常规的低压转换中,如400→24V,铁氧体材料用于滤波本身成本优势明显,应优先使用铁氧体为主,具体采用哪种材料,需综合对比成本。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。
如若转载,请注明出处:http://www.pswp.cn/diannao/90267.shtml
繁体地址,请注明出处:http://hk.pswp.cn/diannao/90267.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

DMA技术与音频数据的存储和播放

基本概念 采样率: 每秒采集的采样点次数。如480000HZ, 就是我们常见的48KHZ采样点(Sample):每一个采样点代表一个时间点的声音幅度值。对于立体声,每个采样点包含了两个声道(左声道,右声道)的数据。帧:一帧就是一个时刻采集的数据,如果音频是立体声则会产生2个采样点,如…

项目进度受外包团队影响,如何管控交付节奏

项目进度受外包团队影响时,管控交付节奏的关键措施包括明确交付标准与节点、建立可视化进度监控机制、强化合同约束与激励条款、保持高频沟通与快速响应机制、建立联合质量审查机制。其中,明确交付标准与节点最为关键。通过制定具体、可量化的交付标准与…

BM9 删除链表的倒数第n个节点

目录 题目链接 题目 解题思路 代码 题目链接 删除链表的倒数第n个节点_牛客题霸_牛客网 题目 解题思路 先利用快慢指针找到删除位置的前一个节点,然后进行删除即可(具体就是快指针先移动n1个,因为要找到删除指针的前一个节点) 代码 import java.util.*;/** public clas…

java中ehcache因为可以缓存到本地,假如生产环境使用ehcache是不是需要在生产环境服务器创建缓存文件夹目录以存储ehcache缓存的数据

是的,当在生产环境中使用 Ehcache 的磁盘持久化功能时,确实需要在服务器上创建相应的缓存文件夹目录,并确保应用程序有权限读写该目录。 以下是详细说明和配置建议:1. 为什么需要创建缓存目录?Ehcache 的磁盘持久化功能…

day55

1. 序列预测介绍序列预测就是根据过去的序列数据(比如时间顺序的数据),预测未来的结果。• 单步预测:只预测下一个时刻的值。比如根据前7天的气温,只预测第8天的气温。• 多步预测的2种方式:◦ 递归式&…

javaweb———html

我才开始学javaweb&#xff08;重点不在这&#xff09;可能学的比较慢&#xff0c;勿说HTML 基础结构HTML 文档的基本结构包含 <!DOCTYPE html> 声明、<html> 根元素、<head> 头部和 <body> 主体部分。<head> 中包含页面元信息&#xff0c;如标题…

OpenCV在Visual Studio 2022下的配置

OpenCV是一个开源的计算机视觉和机器学习软件库&#xff0c;广泛应用于图像处理、目标检测、模式识别等领域。它通常搭配在Visual Studio集成开发环境中使用&#xff0c;配置步骤主要有下载安装、加入系统环境变量、设置VS项目属性等。 1. 下载安装 a) 进入OpenCV官网&#xf…

kafka如何让消息均匀的写入到每个partition

在Kafka中,要实现消息均匀写入每个partition,核心是通过合理的分区分配策略让消息在partition间均衡分布。具体机制和实践方式如下: 一、Kafka默认的分区分配逻辑(核心机制) Kafka生产者发送消息时,通过Partitioner接口(默认实现为DefaultPartitioner)决定消息写入哪…

centos7修改yum源并安装Ansible

1、修改yum源在 CentOS 系统中&#xff0c;将默认的 yum 源修改为阿里云的镜像源&#xff0c;可以加快软件包的下载速度。以下是详细步骤&#xff1a;1&#xff09;备份原有的 yum 源配置sudo mv /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo.backup2…

Ubuntu 25.04安装搜狗输入法

0x00 安装思路 1. 卸载 ibus 和 fcitx5。 # 更新系统软件包 sudo apt update# 卸载 Fcitx5 和 IBus&#xff08;如果存在&#xff09; sudo apt remove --purge fcitx5* ibus*# 清理系统残留 sudo apt autoremove && sudo apt autoclean 2. 安装fcitx4。 # 安装 Fc…

二、Docker安装部署教程

作者&#xff1a;IvanCodes 日期&#xff1a;2025年7月7日 专栏&#xff1a;Docker教程 在前一篇文章中&#xff0c;我们了解了 Docker 的历史、能做什么以及核心概念 (镜像、容器、仓库)。现在&#xff0c;我们将更进一步&#xff0c;深入探究 Docker 中最常用也最核心的命令—…

【debug】git clone 报错

报错如下&#xff1a; error: RPC failed; curl 92 HTTP/2 stream 0 was not closed cleanly: CANCEL (err 8) error: 1964 bytes of body are still expected fetch-pack: unexpected disconnect while reading sideband packet fatal: early EOF fatal: fetch-pack: invalid…

二、MySQL 8.0 之《场景分析:不牺牲数据完整性下提供最大性能改进》

文章目录前言一、场景二、场景问题分析正确的四项选择 (B, C, E, H)错误的五项选择 (A, D, F, G, I)三、场景问题收获1. MySQL I/O子系统优化 (I/O Subsystem Optimization)2. InnoDB存储引擎关键参数调优 (InnoDB Key Parameter Tuning)3. 数据完整性与ACID特性 (Data Integri…

Nuxt.js 静态生成中的跨域问题解决方案

当您运行 npm run generate 生成静态页面时&#xff0c;Vite 的代理服务器确实无法使用&#xff0c;因为生成阶段是在 Node.js 环境中执行的构建过程。但别担心&#xff0c;我将为您提供一套完整的解决方案来处理构建阶段的跨域问题。核心解决方案1. 构建阶段&#xff1a;使用服…

【AI总结】Git vs GitHub vs GitLab:深度解析三者联系与核心区别

目录1 Git&#xff1a;版本控制的核心引擎1.1 Git的核心架构与工作原理1.2 Git的工作流程与区域划分1.3 Git的核心能力2 GitHub vs GitLab&#xff1a;云端双雄的差异化定位2.1 核心定位与市场策略2.2 技术架构深度对比2.2.1 核心功能差异2.2.2 AI能力演进路线&#xff08;2025…

使用 C++/Faiss 加速海量 MFCC 特征的相似性搜索

使用 C/Faiss 加速海量 MFCC 特征的相似性搜索 引言 在现代音频处理应用中&#xff0c;例如大规模声纹识别 (Speaker Recognition)、音乐信息检索 (Music Information Retrieval) 或音频事件检测 (Audio Event Detection)&#xff0c;我们通常需要从海量的音频库中快速找到与…

大倾斜视角航拍图像像素级定位

第一步对图像进行读取&#xff1a;研究数据集&#xff1a;在ARCGIS上观察倾斜程度&#xff1a;PIL 对路径的支持更友好&#xff1a;PIL 在处理文件路径&#xff08;尤其是包含中文字符的路径&#xff09;时通常更加健壮。OpenCV 在某些版本或特定环境下可能会对非英文路径处理不…

Redis 缓存进阶篇,缓存真实数据和缓存文件指针最佳实现?如何选择?

目录 一. 场景再现、具体分析 二. 常见实现方案及方案分析 2.1 数据库字段最大存储理论分析 2.2 最佳实践方式分析 三. 接口选择、接口分析 四. 数据库设计 4.1 接口缓存表设计 4.1.1 建表SQL 4.1.2 查询接口设计 4.2 调用日志记录表设计 4.2.1 建表SQL 4.2.2 查询…

Redis常用数据结构以及多并发场景下的使用分析:Hash类型

文章目录前言hash 对比 String简单存储对象【秒杀系统】- 商品库存管理【用户会话管理】- 分布式Session存储【信息预热】- 首页信息预热降级策略总结前言 上文我们分析了String类型 在多并发下的应用 本文该轮到 Hash了&#xff0c;期不期待 兄弟们 hhh Redis常用数据结构以…

双因子认证(2FA)是什么?从零设计一个安全的双因子登录接口

前言在信息系统逐渐走向数字化、云端化的今天&#xff0c;账号密码登录已不再是足够安全的手段。数据泄露、撞库攻击、社工手段频发&#xff0c;仅靠「你知道的密码」已不足以保证账户安全。因此&#xff0c;双因子认证&#xff08;2FA, Two-Factor Authentication&#xff09;…