永磁體預偏磁功率電感永磁結構分析

摘要：磁元件在各種功率變換器中一直有著不可替代的作用,如電感在電路中起到儲能、濾波等作用,并且其體積占據的比重也較大,因此磁元件的優化設計備受關注,永磁體偏磁技術的出現為其開辟了一條新的途徑。永磁體偏磁技術不僅可以提高磁元件的抗飽和能力,也有助于減小磁元件的體積。針對現有偏磁方案的不足,以Boost電感為例,建立電感的磁路模型進行分析,得到電感各個磁路上的參數設計要求,防止磁芯退磁,提高電感元件工作的穩定性,最終設計出新型的偏磁方案模型。對比幾種優化結構,采用釹鐵硼作為永磁體材料,用高飽和磁密的磁芯材料把永磁體和電感磁芯隔離開,避免局部飽和,并且當支路磁芯體積較大、永磁體夾在兩個支路磁芯中間時,該結構的效果較好。同時還對引入短路環進行損耗分析。當下功率變換器不斷朝著輕量化、小型化、高功率密度化方向發展,永磁體預偏磁技術為其增加了更多的可能性。