Research on magnetic loaded rectangular wires for low-loss and miniaturization of magnetic components

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当該年度は，巻線外周に装荷する磁性体の開発および，磁気部品の巻線に磁性体を装荷し，交流抵抗の低減効果を確認した。当該年度に実施した事項は以下の通りである。(1)磁性コンポジット材料の開発　巻線に装荷する磁性コンポジット材料の開発を行った。磁性コンポジット材料は磁性粉末と樹脂を混ぜ合わせた材料である。磁性粉末に損失の小さい球形Fe系アモルファス粉末を利用し，高周波特性の優れた(1MHzにおけるu’=5.1，tanδ=0.002)を開発した。(2)巻線に磁性体を装荷した昇圧チョッパインダクタ開発（国際学会ISEM2022で発表，論文誌IJAEMに採択）　(1)で製作した磁性コンポジット材料を昇圧チョッパ用トロイダルインダクタの巻線外周に装荷したところ，インダクタの1MHzにおける性能指標Q値が6%向上した。製作したインダクタをコンバータに実装し，発熱を評価した。磁性コンポジット材を適用することでインダクタの飽和温度上昇⊿Tは68.9Kから52.1Kに低減する成果が得られた。(3)巻線に磁性体を装荷したリケージトランス開発（国際学会INTERMAG2023発表採択済）　LLCコンバータ用リケージトランスをターゲットに磁性コンポジット材料の装荷位置がトランスの交流抵抗・結合係数に与える影響を明らかにした。巻線導体の表面を厚さ0.1 mmの磁性コンポジット材料で覆うことで最も交流抵抗が抑制でき，磁性コンポジット材を適用することで，交流抵抗が743mΩから501mΩに33%低減する結果が得られた。(4)磁性装荷平角線の理論式の導出および製作・評価　平角線は矩形断面を有するため，円筒座標系を前提としたMaxwell 方程式を用いた場合，断面角部にて特異解が生ずる。Maxwell方程式の近似により，この特異解を求めることを試みた。また，磁性装荷平角線の交流抵抗の測定システムの構築を行った。