Temperature Dependency Modeling, Simulation and Experimental Validations of DC Superimposition Characteristics for Gapped-Ferrite Inductor Including Saturation Region
Temperature Dependency Modeling, Simulation and Experimental Validations of DC Superimposition Characteristics for Gapped-Ferrite Inductor Including Saturation Region
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包括饱和区的间隙铁氧体电感器的直流叠加特性的温度依赖性建模、仿真和实验验证
DOI：
10.1109/isie45063.2020.9152521
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Masayoshi Yamamoto
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jun Imaoka;Tatsuya Aoki;Koichi Shigematsu;Masayoshi Yamamoto
为了实现电源变换器的早期发展，在样机制作前对效率、控制特性、变换器尺寸、热管理和电磁兼容性（EMC）进行仔细考虑的前置加载设计研究一直备受关注。为了在原型制作之前仔细设计和预测这些设计因素，在多物理领域（如热、磁和电）的模拟中制作精确的有源/无源组件模型是必不可少的。这是因为电源变换器上有源/无源元件的这些特性是相互影响的。在此背景下，本文提出了一种考虑温度依赖性的非线性磁导率建模方法。在- 50℃~ + 150℃范围内，研究了间隙铁氧体铁心的有效相对磁导率与温度的关系。所提出的建模方法和仿真模型的特点是，利用一个简单的数学方程和查找表来简化模拟器的实现。在含磁饱和区域的工况下，通过仿真和实验验证了该建模方法的有效性。
To realize the early development of power converters, research on the front-loading design in which the efficiency, control characteristics, converter size, thermal management, and Electromagnetic Compatibility (EMC) are carefully considered before making a prototype, has been attracting. To carefully design and predict these design factors before prototyping, making accurate models of active/passive components operated on simulation of the multi-physical domain such as thermal, magnetic, and electrical is indispensable. This is because these characteristics of active/passive components on power converters are affected by each other. In this background, this paper proposes a nonlinear relative permeability modeling method with a temperature dependency of gapped-ferrite cores. The temperature dependency of the effective relative permeability of the gapped-ferrite core is investigated under core temperature within - 50 °C -+ 150 °C. As features of the proposed modeling method and simulation model, a simple mathematical equation and lookup tables are utilized for simple implementation to the simulator. The validity of the proposed modeling method is confirmed by both simulation and experimental tests under operating conditions including the magnetic saturation regions.
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