EN
Snelle skakels
Met die vinnige ontwikkeling van die nuwe energievoertuigindustrie dien die aanboordlaaier (OBC) as die kernverbindingskomponent tussen die kragnetwerk en die dryfkragbatterij, wat sy elektromagnetiese samevatbaarheidsontwerp (EMC) toenemend noodsaaklik maak. Hoëspoedskakeling van kragtoestelle in skakelmoduskragverskaffers genereer hoëfrekwensie-EMI-versteuring, wat beide gemeenskaplike-modus- en verskilmodus-geleide geraas wat deur kraglyne oorgedra word, sowel as ruimtelike uitgestuurde versteuring insluit. Aanboordlaaiers moet 'n robuuste EMC-filterontwerp hê om aan die ingewikkelde outomotiewe elektromagnetiese omgewing aan te pas, hul eie stabiele bedryf te verseker en versteuring van ander elektroniese toestelle in die voertuig te voorkom. Van hierdie komponente is die gemeenskaplike-modus-koil en die π-tipe filterstelsel die kernkomponente van EMC-filtering, en induktorkeuse bepaal direk die filterprestasie, die totale stelselvolume en termiese betroubaarheid.
1-EMI-geluidbronne en filterargitektuur
Wanneer ’n OBC werk, genereer die hoëfrekwensieskakeltransistors (IGBT’s of SiC MOSFET’s) van sy voorste PFC-kringloop sowel as die resonansiekringloop van die agterste DC-DC-omseter ’n beduidende hoeveelheid harmoniese komponente. Geleide EMI-golwe word in twee tipes geklassifiseer :verskilmodus-golwe en gemeenskaplike-modus-golwe. Verskilmodus-versteuring bestaan tussen die twee kraginvoerlyne (soos tussen die L-lyn en die N-lyn) met teenoorgestelde stroomrigtings, en word hoofsaaklik veroorsaak deur stroomrippels wat in die kringloop ontstaan as gevolg van die hoëspoed-aanskakeling en -afskakeling van die skakeltransistors; gemeenskaplike-modus-versteuring bestaan tussen die kraglyne en die aardlyn (PE) met dieselfde stroomrigting, en word hoofsaaklik veroorsaak deur hoëspannings-oombliklike nodusse tydens skakelaksies wat deur parasitiese kapasitansie na aarde koppel, sowel as deur koppeling van eksterne elektromagnetiese velde .
Die insetkant van ’n OBC is gewoonlik gekonfigureer met ’n π-tipe EMI-filterstelsel wat ’n kombinasie van induktors en kapasitors gebruik om elektromagnetiese steuring oor verskillende frekwensiebande te onderdruk. Die algemene argitektuur van die filternetwerk bestaan uit ’n X-kapasitor (verskilmodus-filtering), ’n gemeenskaplike-modus-koil, ’n Y-kapasitor (gemeenskaplike-modus-filtering) en ’n verskilmodus-induktor wat volgens volgorde vanaf die netkant gerangskik is om ’n twee-fase- of veel-fase-filterstruktuur te vorm. Die voorste fase hanteer hoofsaaklik geleide steuring en harmonieke vanaf die netkant, terwyl die agterste fase verantwoordelik is vir verdere demping van hoëfrekwensie-golwe wat deur skakelaksies gegenereer word. 。
Figuur 1. OBC-sketse diagram
2- Werkbeginsel en kernmateriaalkeuse vir gemeenskaplike-modus-koils
2.1 Werkingprinsip
'n Gewone-modus-koel is gewikkel op 'n geslote magnetiese kern met spoel wat teenoorgestelde rigtings het en dieselfde aantal draaie om hoë-impedansie onderdrukking van gewone-modus-golwe te bereik. Wanneer 'n gewone-modus-stroom deur die spoel vloei, is die rigting van die magnetiese vloei van die windings identies en oorvleuel, wat veroorsaak dat die gewone-modus-koel 'n hoë impedansie vertoon en sodoende gewone-modus-seine effektief verminder. Wanneer 'n verskil-modus-stroom (soos normale bedryfsstroom) deur die twee windings vloei, is die rigtings van die magnetiese vloei wat in die kern gegenereer word, teenoorgesteld en kanselleer mekaar uit, wat toelaat dat verskil-modus-seine byna sonder enige vermindering deurgaan.
Figuur 2. Magnetiese velde oorvleuel wanneer gewone-modus-stroom deurgaan
Figuur 3. Magnetiese velde kanselleer mekaar uit wanneer verskil-modus-stroom deurgaan
Volgens die impedansieformule van 'n gewone-modus-koel:
En die induktansieformule:
Die effektiewe magnetiese deurlaatbaarheid μe van die kern bepaal direk die induktansie wat onder ’n gegewe grootte en aantal draaie verkry word. Hoe hoër die deurlaatbaarheid, hoe hoër die impedansie onder dieselfde grootte, wat ’n sterker filters-effek tot gevolg het .
2.2 Keuse van Magnetiese Kernmateriaal
Gewone kernmateriaal vir gemeenskaplike-modus-strykers sluit mangaan-sink-ferriet, nikkel-sink-ferriet, amorflegerings en nanokristallyne legerings in. Die verskille in hul eienskappe bepaal hul onderskeie toepassingsgrense ：
◾ Ferriet: ’n Kosten-doeltreffende keuse vir medium- tot hoëfrekwensie Toepassings
Ferriet (soos Mn-Zn, Ni-Zn) het die voorkeurmateriaal vir hoëfrekwensie gemeenskaplike-modus-strykers geword as gevolg van sy hoë resistiwiteit en lae wirbelstroomverlies. Mn-Zn-ferriet presteer uitstekend in die 100 kHz–1 MHz frekwensieband, maar sy Curie-temperatuur is relatief laag (ongeveer 120 °C) ，wat die deurlaatbaarheid laat skerp daal by hoë temperature; Ni-Zn-ferriet is geskik vir frekwensiebande bo. Alhoewel sy aanvanklike deurlaatbaarheid laag is (μ<1000) ，is sy hoëfrekwensie-stabiliteit beter .
◾ Amorf en nanokristallyne legerings : Die ultieme oplossing vir hoëfrekwensie, lae-verlies toepassings
Amorfe legerings (soos yster- en kobaltgebaseerde) vorm 'n wanorde-atoomstruktuur deur 'n vinnige verkoelingproses, wat 'n baie hoë versadigings-magnetiese vloeddigtheid (Bs 1,2 T) en baie lae hoëfrekwensie-verlies vertoon. Nanokristallyne legerings vorm verdere 'n nanokristallyne struktuur deur hittebehandeling, wat die verlies met meer as 50% verminder in vergelyking met ferriet in die 100 kHz–500 kHz frekwensieband en temperatuurstabiliteit aansienlik verbeter. Hulle is geskik vir situasies met streng doeltreffendheidsvereistes, soos elektriese voertuig-laai-modules.
2.3 Belangrike keurpunte vir algemene modus-afwikkelings
（1）Induktansie: Kies die toepaslike induktans gebaseer op die bedryfsfrekwensie en interferensiekenmerke van die aanboord-laaier. Gewoonlik verskaf ’n hoër induktans beter lae-frekwensie onderdrukking, maar verhoog dit die insetverlies van die stroombaan. Gewoonlik wissel die induktans van gemeenskaplike-modus-stroombaanversteurings teen ʼn paar honderd mikrohenrie （μH ）en ʼn paar millihenrie （mH ）.
（2) Nomynale stroom: Die nomynale stroom van die gemeenskaplike-modus-stroombaanversteurings moet groter wees as die maksimum bedryfsstroom van die aanboord-laaier om effektiwiteitsvermindering van die hele stelsel wat deur induktorverhitting veroorsaak word, te voorkom, terwyl dit ook uitstekende stabiliteit van die induktor onder die nomynale stroom verseker.
（3) Frekwensiekenmerke: Kies ’n gemeenskaplike-modus-stroombaanversteurings met goeie hoë-frekwensie onderdrukkingseienskappe om aan die wyeband-interferensie-onderdrukkingvereistes van die aanboord-laaier te voldoen. Kontroleer die impedans teen frekwensiekurwe van die gemeenskaplike-modus-stroombaanversteurings om te verseker dat daar genoeg impedans binne die teikenfrekwensiegebied is.
Vir hoëvermoë OBC-toepassingsscenarios word motorgraad gemeenskaplike-modus-koilte hoofsaaklik aangery deur spesifieke vereistes. Die R&D-span van CODACA Electronics het uitgebreide ervaring in die ontwikkeling van spesiale gemeenskaplike-modus-koilte en kan vinnig toepaslike produkoplossings verskaf gebaseer op die kliënt se eienskapsvereistes.
3- Beginsel van π-tipe-filterstelsel en sleutelkeusepunte vir verskilmodus-induktors
A π filterstelsel bestaan uit twee kapasitors en 'n verskilmodus-induktor, wat die vorm van die letter het π dit maak gebruik van die omseil-effek van kapasitors en die filters-effek van induktors om differensieel-modus-versteuring doeltreffend te onderdruk. In aan-boord-laaierstelsels kan π-tipe filterkrediete verdere vermindering van versteuringsignale op kraglyne bewerkstellig en die EMC-prestasie verbeter. Die tipiese skakelfrekwensie van ’n OBC wissel van 40 kHz tot 150 kHz, en geleide-uitsendingtoetse begin by 150 kHz. Differensieel-modus-filtering fokus dus hoofsaaklik op differensieel-modus-golwe in die frekwensieband van 150 kHz tot 1 MHz.
Die afsnyfrekwensie-formule vir ’n π-tipe filter is:
Waar Cx die ekwivalente kapasitansie van die twee-trap X-kondensators in die π-tipe filter is. (In werklike ontwerpe word dikwels twee trappe X-kondensators met dieselfde kapasitansie gebruik, dus word die gekombineerde ekwivalente filterkapasitansie gewoonlik konserwatief gebaseer op die waarde van ’n enkele-trap X-kondensator). Die ontwerp moet verseker dat die afsnyfrekwensie beduidend laer is as die fundamentele skakelfrekwensie, tipies geneem as 1/5 tot 1/10 van die skakelfrekwensie, om te verseker dat die teikenversteuringsfrekwensieband binne die stoptoneband van die filter val.
3.1 Werkingsbeginsel van verskilmodusinduktors
'n Verskillende-modus induktor bestaan hoofsaaklik uit 'n enkele winding wat in serie binne die krag-invoerlyn gekoppel is. Deur die impedansie-eienskappe van die induktor teen hoë-frekwensie strome te benut, vorm dit 'n hoë-impedansie pad vir verskillende-modus steuring tussen die L-lyn en N-lyn, wat geraasvermindering bewerkstellig. By die keuse van 'n induktor word beskermde induktors verkies om eksterne straling en eksterne steuring te verminder.
(1) Induktansie: Induktansie is die mees fundamentele parameter van 'n verskillende-modus induktor en bepaal sy vermoë om geraas by spesifieke frekwensies te onderdruk. Die teikenfilterfrekwensieband moet tydens keuse oorweeg word; 'n groter induktansie verskaf gewoonlik meer beduidende onderdrukkingseffekte op lae-frekwensie geraas.
(2) Nomynse stroom: Dit verwys na die maksimum stroom waaronder die induktor veilig op die langtermyn kan werk onder gespesifiseerde temperatuurverhogingsvoorwaardes. Die keuse moet verseker dat die maksimum bedryfsstroom minder is as die nominaal-stroom, met 'n ruim veiligheidsmarge (gewoonlik ＞ 30%).
(3) Gelykstroomweerstand (DCR): Gelykstroomweerstand verwys na die interne weerstand van die induktor se windingskoil onder gelykstroomvoorwaardes. Hoe laer die DCR, hoe kleiner die drywerverbruik wat gegenereer word wanneer gelykstroom deur dit gaan, wat sodoende die algehele doeltreffendheid verbeter.
Aangesien OBC i s tot motorvoertuigtoepassings behoort, moet die induktors aan die AEC-Q200-motorvoertuigelektronikbetroubaarheidsstandaarde voldoen. Toetsitems sluit in: elektriese prestasietoetse, meganiese skoktoetse, vibrasietoetse, terminaalsterktestoetse, soldeervermoë-toetse, vogtoetse onder spanning, temperatuur-siklus-toetse, hoë-temperatuur-bergingstoetse, ens. CODACA kan verskeie soorte standaard motorvoertuiggraad-kragprodukte verskaf.
Hieronder is 'n voorbeeld van sommige motorvoertuiggraad induktors .Vir besonderhede, besoek asseblief die amptelike webwerf van CODACA Electronics by https://www.codaca.com.cn/, of neem kontak op met CODACA-verkooppersoneel. Navrae word baie welkom gegee.
Figuuropskrif: Figuur 4. CODACA-mobiele-klas induktor