對(duì)電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)高功率密度解決方案的不懈追求,最近產(chǎn)生了有趣的新工程理念和轉(zhuǎn)換拓?fù)洹H绻皇侨康脑?,大多?shù)都取決于理論預(yù)測(cè),即磁性元件和電容器的尺寸應(yīng)該隨著轉(zhuǎn)換頻率的增加而減小。不幸的是,正如許多磁性元件設(shè)計(jì)人員所經(jīng)歷的慘痛教訓(xùn),如果要保持或提高轉(zhuǎn)換效率,開關(guān)頻率的增加本身并不一定會(huì)導(dǎo)致更高的磁性元件功率密度。只有在滿足多個(gè)目標(biāo)的情況下,才能實(shí)現(xiàn)高頻轉(zhuǎn)換的好處而不會(huì)影響損耗。其中包括:
1. 減少開關(guān)損耗;
2. 改善濾波電容器的電流處理能力;
3. 對(duì)抗“集膚效應(yīng)”造成的銅損失;
4. 減少芯材損耗;
4. 改善熱傳導(dǎo);
隨著開關(guān)頻率的增加,遇到的大多數(shù)問題都與磁性元件有關(guān):變壓器和電感器。除非利用銅和磁芯損耗, 否則隨著開關(guān)頻率的提高,磁芯尺寸的減小可能微乎其微。
本文的目的是確定現(xiàn)代高頻率(HSF)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的平面磁性元件設(shè)計(jì)中必須克服的主要障礙。正如將要展示的,平面磁性技術(shù)(PM)為HSF功率轉(zhuǎn)換提供了經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。此外,粗略的成本分析表明,即使在低至20kHz的開關(guān)頻率下,平面磁性元件也是可行的替代方案-尤其是在大批量生產(chǎn)時(shí)。