EN
Тез сілтемелер
Jаңа энергия көлік құралдары саласының тез дамуымен бірге, борттық зарядтағыш (OBC) электр желісі мен қуатты аккумулятор арасындағы негізгі байланыс компоненті болып табылады, сондықтан оның электромагниттік үйлесімділік (EMC) дизайны барынша маңызды болып қалады. Ауыспалы ток көздеріндегі қуат құрылғыларының жоғары жиілікті ауысуы жоғары жиілікті EMI-тосықтарын туғызады, олар қуат сымдары бойынша берілетін ортақ режимді және айырмалы режимді өткізілетін шуға, сондай-ақ кеңістіктегі сәулеленетін тосықтарға қатысты. Борттық зарядтағыштар күрделі автокөлік электромагниттік ортасына бейімделу үшін мықты EMC сүзгісінің дизайнын қамтиды, өздерінің тұрақты жұмысын қамтамасыз етеді және көліктегі басқа электрондық құрылғыларға тосықтар туғызбауы керек. Осының ішінде ортақ режимді индуктивтік орам және π-тәрізді сүзгі схемасы EMC сүзгісінің негізгі компоненттері болып табылады, ал индуктивтік элементтерді таңдау тікелей сүзгілеу сапасын, жалпы жүйенің көлемін және жылулық сенімділігін анықтайды.
1-EMI шу көздері мен сүзгі архитектурасы
OBC жұмыс істеген кезде оның алдыңғы ұшындағы PFC тізбегіндегі жоғары жиілікті ауыстырушы құрылғылары (IGBT немесе SiC MOSFET) және артқы ұшындағы DC-DC түрлендіргіштегі резонанстық тізбектер қатты гармоникалық құраушылар шығарады. Өткізілетін EMI шуы екі түрге бөлінеді :дифференциалды режимдегі шу және ортақ режимдегі шу. Дифференциалды режимдегі кедергі екі электр қоректендіру сызығы арасында (мысалы, L және N сызықтары арасында) қарама-қарсы бағытталған токтармен болады; негізінен ауыстырушы құрылғылардың жоғары жылдамдықпен қосылуы мен өшірілуі салдарынан қуат циклында пайда болған ток толқындарынан туындайды; ортақ режимдегі кедергі қуат сызықтары мен жерлеу сызығы (PE) арасында бірдей бағытталған токтармен болады; негізінен ауыстыру процестері кезіндегі жоғары кернеулі өтпелі түйіндердің паразиттік сыйымдылық арқылы жерге байланысуы мен сыртқы электромагниттік өрістердің байланысуынан туындайды .
OBC кіріс ұшы әдетте π-тәрізді ЭМИ сүзгіш тізбегімен жабдықталған, ол әртүрлі жиілік диапазондарында электромагниттік кедергіні басу үшін индуктивтіліктер мен конденсаторлардың комбинациясын қолданады. Сүзгіш желісінің жалпы архитектурасы торап жағынан бастап ретпен орналасқан X конденсаторын (дифференциалды режимдегі сүзгілеу), ортақ режимдегі индуктивтілікті, Y конденсаторын (ортақ режимдегі сүзгілеу) және дифференциалды режимдегі индуктивтілікті қамтиды, бұл екі немесе көп сатылы сүзгілеу құрылымын құрайды. Алғашқы саты негізінен торап жағынан тұрақты токтық кедергілер мен гармоникалармен айналысады, ал артқы саты қосу-өшіру әрекеттерінен пайда болған жоғары жиілікті шуылды одан әрі әлсіретеді 。
1-сурет. OBC схемалық диаграммасы
2- Ортақ режимдегі индуктивтіліктердің жұмыс істеу принципі мен негізгі материалдарды таңдау
2.1 Жұмыс принципі
Жалпы режимдегі индуктивтік орамы тұйық магниттік өзекке орналасқан, орамдардың бағыттары қарама-қарсы және орам саны бірдей болатындай етіп оралған. Бұл жалпы режимдегі кедергіні жоғары деңгейде тежеуге мүмкіндік береді. Жалпы режимдегі ток өткен кезде орамдардағы магниттік ағын бағыттары бірдей болады және біріктіріледі, сондықтан жалпы режимдегі индуктивтік орамы жоғары кедергі көрсетеді, осылайша жалпы режимдегі сигналдарды тиімді тежейді. Ал айырым режимдегі ток (мысалы, қалыпты жұмыс істеу тогы) екі орам арқылы өткен кезде өзекте пайда болатын магниттік ағын бағыттары қарама-қарсы болады және бір-бірін жояды, сондықтан айырым режимдегі сигналдар шамамен ешқандай тежелмей өтеді.
Сурет 2. Жалпы режимдегі ток өткен кезде магниттік өрістер біріктіріледі
Сурет 3. Айырым режимдегі ток өткен кезде магниттік өрістер бір-бірін жояды
Жалпы режимдегі индуктивтік орамының кедергі формуласына сәйкес:
Сондай-ақ индуктивтілік формуласы:
Сердечектің тиімді магниттік өтімділігі μe тікелей берілген өлшем мен орам саны кезінде алынатын индуктивтілікті анықтайды. Өтімділік неғұрлым жоғары болса, бірдей өлшемде кедергі соғұрлым жоғары болады, нәтижесінде сүзгілеу әсері күшейеді .
2.2 Ортақ режимдегі индуктивтік орамдар үшін кеңінен қолданылатын сердечек материалдарына марганец-цинк ферриті, никель-цинк ферриті, аморфтық қорытпалар және нанокристалдық қорытпалар жатады. Олардың сипаттамаларындағы айырымдар олардың сәйкес қолданыс шекараларын анықтайды
Орта және жоғары жиіліктегі үшін тиімді құнды таңдау ：
◾ Феррит: Феррит (мысалы, Mn-Zn, Ni-Zn) жоғары электр кедергісі мен төмен айналмалы токтан шығатын жоғалтуы арқасында жоғары жиіліктегі ортақ режимдегі индуктивтік орамдар үшін негізгі материалға айналды. Mn-Zn ферриті 100 кГц–1 МГц жиілік диапазонында өте жақсы көрсеткіш көрсетеді, бірақ оның Кюри температурасы салыстырмалы түрде төмен (шамамен 120 °C) Қолданбалар
Ортақ режимдегі индуктивтік орамдар үшін кеңінен қолданылатын сердечек материалдарына марганец-цинк ферриті, никель-цинк ферриті, аморфтық қорытпалар және нанокристалдық қорытпалар жатады. Олардың сипаттамаларындағы айырымдар олардың сәйкес қолданыс шекараларын анықтайды ，жоғары температурада сіңірілуін тез төмендетеді; Ni-Zn феррит жоғары жиілікті диапазондар үшін қолайлы. ，бірақ оның жоғары жиіліктегі тұрақтылығы жоғары .
◾ Аморфты және нанокристалды қорытпалар : Жоғары жиіліктегі, төмен шығынды қолданыстар үшін ең тиімді шешім
Аморфты қорытпалар (мысалы, темір негізделген және кобальт негізделген) тез суыту процесі арқылы ретсіз атомдық құрылымды құрады, олар өте жоғары қанықу магниттік ағын тығыздығын (Bs 1,2 Т) және өте төмен жоғары жиіліктегі шығынды көрсетеді. Нанокристалды қорытпалар жылу өңдеу арқылы қосымша нанокристалды құрылымды құрады, бұл ферритке қарағанда 100 кГц–500 кГц жиілік диапазонында шығынды 50%-дан астамын төмендетеді және температураның тұрақтылығын маңызды түрде жақсартады. Олар электромобильдердің зарядтау модульдері сияқты тиімділік талаптары қатаң болатын жағдайлар үшін қолайлы.
2.3 Ортақ режимдегі индуктивтік орамдарды таңдаудың негізгі критерийлері
（1）Индуктивтілік: On-board zaryadtaushyda ish jilysy menen kozgalysyshyq sypaty boyynsha tiyisli induktivtikty tandanyzyz. Zhaman, zhogary induktivtik tomen jilysynda kozgalysyshyqty zhaksylyq basyp otqyzady, biraq tizbekke engizilgen zhalgyzdy koteredi. Adettede, ortaq rezhimdegi induktorlardin induktivtigi birneshe zhuz mikrohenri den birneshe millihenri ge shektilgen. （μH ）jane birneshe millihenri ge shektilgen. （мГ ）.
（2) Atalghan akym: Ortaq rezhimdegi induktorlardin atalghan akymy on-board zaryadtaushydyng maksimal ish akymynan asyp ketuindey bolu kerek, sondai etip induktor dynysy sonyndan butin zhyelge tikemdiylikti tuseydi, soyley de induktor atalghan akymda zhaksylyq stabilligine qolaylyq tusyndyrylady.
（3) Jilys sypaty: On-board zaryadtaushydyng kegnizdi kozgalysyshyqty basyp otqyzu talaplaryna saylasyn uchin ortaq rezhimdegi induktorlardin zhogary jilys sypaty menen zhaksylyq basyp otqyzu sypaty bolu kerek. Ortaq rezhimdegi induktorlardin impedans jilys qisyyndysy qisyyndysyn tekserip, maqsat jilys aralygynda zheterlilik impedans bar ekenin kameletin.
Жоғары қуатты OBC қолданыс салалары үшін автомобильдік деңгейдегі ортақ режимдегі индуктивтік орамдар негізінен тапсырыс бойынша жасау талаптарымен анықталады. CODACA Electronics зерттеу және дамыту тобы ортақ режимдегі индуктивтік орамдарды тапсырыс бойынша жасауда көп жылғы тәжірибеге ие және клиенттердің сипаттамалық талаптарына сәйкес сәйкес өнім шешімдерін жедел ұсына алады.
3- Принципі π-тәрізді сүзгіш схемасы және айырмалық режимдегі индуктивтік орамдарды таңдаудың негізгі нүктелері
А π сүзгіш схемасы екі конденсатор мен айырмалық режимдегі индуктивтік орамнан тұрады, әріптің пішініне ұқсайды π ол конденсаторлардың айналдыру әсерін және индуктивтіктердің сүзгіш әсерін пайдаланады, сондықтан дифференциалдық режимдегі кедергілерді тиімді тежейді. Автомобиль ішіндегі заряддағыштарда π-тәрізді сүзгіш тізбектері қуат сызықтарындағы кедергі сигналдарын одан әрі азайтады және ЭМС сапасын жақсартады. ОВС-тің типтік ауыстыру жиілігі 40 кГц–150 кГц аралығында болады, ал өткізілетін шығарылымды тексеру 150 кГц-тен басталады. Сондықтан дифференциалдық режимдегі сүзгіштік негізінен 150 кГц–1 МГц жиілік диапазонындағы дифференциалдық режимдегі шуға бағытталған.
Π-тәрізді сүзгіштің өткізу жиілігінің формуласы:
Мұнда Cx — π-тәрізді сүзгідегі екі сатылы X конденсаторларының эквивалентті сыйымдылығы. (Шын мәнінде әдетте бірдей сыйымдылықтағы екі сатылы X конденсаторлары қолданылады, сондықтан біріктірілген эквивалентті сүзгілеу сыйымдылығы әдетте бір сатылы X конденсаторының мәні бойынша сақтықпен бағаланады). Жобалау негізгі қосқыш жиілігінен әлдеқайда төмен болатын кесілу жиілігін қамтамасыз етуі тиіс; әдетте ол қосқыш жиілігінің 1/5–1/10 бөлігі ретінде алынады, сонда мақсатты кедергі жиілік диапазоны сүзгінің тоқтату жолағына түседі.
3.1 Дифференциалды режимдегі индуктивтіліктердің жұмыс істеу принципі
Дифференциалдық режимдегі индуктивтік элемент негізінен күштік кіріс сызығында тізбектей қосылған жалғыз орамнан тұрады. Индуктивтік элементтің жоғары жиілікті токтарға қарсы кедергі сипаттамасын пайдалана отырып, L және N сызықтары арасындағы дифференциалдық режимдегі кедергіге жоғары кедергілі жол құрылады, бұл кедергінің әсерін азайтады. Индуктивтік элементті таңдаған кезде сыртқы сәулеленуді және сыртқы кедергіні азайту үшін экранирленген индуктивтік элементтерді қолдану тиімді.
(1) Индуктивтілік: Индуктивтілік — дифференциалдық режимдегі индуктивтік элементтің ең негізгі параметрі болып табылады және оның белгілі бір жиіліктерде кедергіні басу қабілетін анықтайды. Таңдау кезінде мақсатты сүзгілеу жиілік диапазонын ескеру қажет; әдетте индуктивтіліктің үлкен мәні төмен жиілікті кедергілерге қаттырақ әсер етеді.
(2) Номиналды ток: Бұл индуктивті элементтің белгіленген температураның көтерілу шарттарында ұзақ мерзімді қауіпсіз жұмыс істеуі мүмкін болатын максималды токты білдіреді. Таңдау кезінде максималды жұмыс істеу тогы номиналды токтан кем болуы керек, ол үшін жеткілікті қор (әдетте ＞ 30%).
(3) Тұрақты ток кедергісі (DCR): Тұрақты ток кедергісі — бұл индуктивті элементтің орамының тұрақты токтағы ішкі кедергісі. DCR неғұрлым төмен болса, тұрақты ток өткен кезде пайда болатын қуат шығыны соғұрлым аз болады, сондықтан жалпы пайдалы әсер коэффициенті жақсарылады.
Себебі OBC i автомобильдік қолданыстарға жатады, индуктивті элементтер AEC-Q200 автомобильдік электроника сенімділігінің стандарттарына сай болуы керек. Сынақтарға электрлік сипаттамаларды сынау, механикалық соққыға төзімділікті сынау, вибрацияға төзімділікті сынау, ұштардың беріктігін сынау, қалайылауға қабілеттілікті сынау, ылғалдылыққа төзімділікті сынау, температураны циклдау, жоғары температурада сақтау сынақтары кіреді. CODACA әртүрлі типтегі стандартты автомобильдік деңгейдегі қуат өнімдерін ұсына алады.
Төменде кейбір мысалдар келтірілген автомобильдік деңгейде індукторлар .Деталдар үшін, CODACA Electronics компаниясының ресми веб-сайтын қараңыз: https://www.codaca.com.cn/, немесе CODACA сатыс қызметкерлерімен байланысыңыз. Сұрақтарға қуанышпен жауап береміз.
Суреттің түсіндірмесі: 4-сурет. CODACA автомобильдік классты индуктивтілік элементі