No desenvolvimento de um carregador de bordo (OBC) de 6,6 kW, os componentes magnéticos (indutores, transformadores) não são apenas os principais responsáveis pelo volume e peso, mas também fatores críticos para determinar a eficiência e o desempenho de EMI. Com base nas últimas tendências do setor e na experiência prática, resumimos as seguintes dicas práticas para a seleção de componentes magnéticos para OBC, ajudando você a alcançar o equilíbrio ideal entre desempenho, tamanho e custo.
DICA 1.Seleção de indutores PFC — “Melhor grande do que pequeno”, com foco na polarização CC
Em um projeto de alta densidade de potência de 6,6 kW, o problema mais comum com o indutor do PFC não é a "indutância insuficiente", mas sim a "saturação sob alta corrente".
* Mnemônico prático: “preste atenção à curva, não ao valor nominal”.
* Muitos indutores apresentam alta indutância à temperatura ambiente (25°C), mas quando submetidos a uma corrente de polarização CC de 30A a 50A, sua indutância pode cair em mais de 50%.
*Ao selecionar um componente, sempre solicite a curva LI (indutância-corrente) ao fornecedor. Certifique-se de que a indutância permaneça acima de 80% do valor necessário na sua corrente de pico (por exemplo, 55 A).
* Seleção de Materiais:
Em busca da perfeição: selecione núcleos de pó magnético de Sendust ou de ferro-níquel-molibdênio, que apresentam forte resistência à saturação e baixo aumento de temperatura, porém a um custo mais elevado.
Buscando custo-benefício: Escolha ferrite com controle preciso da folga de ar para obter baixo custo, mas esteja atento às perdas por correntes parasitas (efeitos de borda) na folga de ar. Recomenda-se o uso de enrolamento multifilar ou fio Litz para reduzir as perdas.
Dica 2:Transformador LLC – Utilizando “Indutância de Fuga” em vez de “Indutância de Ressonância”
Atualmente, essa é a técnica mais comum para redução de custos em OBCs de 6,6 kW (especialmente para o conversor ressonante CLLC do estágio traseiro).
*Funcionamento prático:
*Não compre um indutor ressonante separadamente, mas aumente artificialmente a indutância de fuga do transformador personalizando sua estrutura (como ajustando a distância entre os enrolamentos primário e secundário, usando esqueletos segmentados).
*Dica: Use essa indutância de fuga como a indutância de ressonância (L_r) da cavidade ressonante.
*Receita:
*Volume: O número de núcleos magnéticos independentes foi reduzido, e o volume pode ser reduzido em mais de 20%.
*Custo: Eliminar um núcleo magnético e um enrolamento reduz o custo da lista de materiais.
*Dissipação de calor: Os transformadores geralmente possuem melhores condições de dissipação de calor (como encapsulamento e contato com placas refrigeradas a água), o que facilita a dissipação de calor em comparação com pequenos indutores independentes.
Dica 3:Projeto Térmico – A “Resistência Térmica” é Mais Importante que o “Aumento de Temperatura”
Durante a fase de testes do protótipo, você pode notar que a superfície do indutor está muito quente (acima de 100 °C). Isso é normal?
*Habilidades de julgamento:
*Não meça apenas a temperatura da superfície, observe também a temperatura do ponto quente interno.
*Fórmula de cálculo: T {ponto quente}=T {superfície}+(R {th} vezes P {perda})
*Dica: Ao selecionar, pergunte ao fornecedor sobre o coeficiente de resistência térmica (R_{th}). Se não for possível obtê-lo, o equipamento pode ser testado em plena carga até atingir o equilíbrio térmico e, em seguida, analisado com uma câmera termográfica.
*Medidas de dissipação de calor:
*Vedação: O uso de adesivo termicamente condutor para transferir calor para a camada externa (placa inferior) é atualmente o método de dissipação de calor mais comum para OBC (Compatível com Sistemas de Combustíveis a Bordo).
*Disposição: Posicione o indutor PFC com a maior geração de calor o mais próximo possível da placa refrigerada a água ou do duto de dissipação de calor.
Dica 4:Lidando com desafios de alta frequência – Preste atenção ao “efeito pelicular” e ao processo de enrolamento.
À medida que a frequência de comutação do OBC aumenta (PFC atinge 40kHz-100kHz, LLC é maior), as perdas CA (I ^ 2R_ {ac}) são frequentemente mais letais do que as perdas CC.
*Habilidades de seleção de enrolamento de fios:
*Alta corrente em baixa frequência (PFC): Recomenda-se o uso de fio plano de cobre para enrolamento vertical. O coeficiente de preenchimento das linhas planas é alto e o efeito pelicular na faixa de frequência média (dezenas de kHz) é melhor do que o das linhas circulares.
*Alta frequência (transformador/indutor ressonante): Deve-se utilizar fio Litz. O fio Litz é trançado a partir de múltiplos filamentos de fio isolado extremamente fino, o que aumenta consideravelmente a área de superfície do condutor e resiste ao "efeito pelicular" de correntes de alta frequência.
*Guia para evitar problemas: Se um único fio de cobre grosso for usado para enrolar um indutor de alta frequência para economizar tempo, o aumento de temperatura medido pode ser mais de 30 ℃ superior ao valor calculado, levando ao envelhecimento da camada isolante ou mesmo a um curto-circuito.
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Data da publicação: 18/12/2025