平面电感-平面化技术面临挑战

平面电感-平面化技术面临挑战

 功率磁元件-平面电感，

    并非是磁芯和绕组结构的简单变化，平面化结构在很大程度上影响磁元件的电磁特性，为平面化元件的优化设计和实现带来诸多挑战，

降低高度平面电磁元件结构设计的主要目的之一。如果保持磁芯磁通量密度不变，根据变换内部电感，变压器元件磁芯有效导磁面积和伏秒积的关系。

随着变换器开关频率提升，电磁元件的体积可以等比减小。然而，受到高频磁芯材料自身的约束，磁芯工作频率越高，器允许工作的峰值磁密也越低，当变换器开关频率为200-300Khz时，其推荐磁芯材料的峰值密度可以在200-300MT范围内选择，当开关频率达到1Mhz左右时，其推荐的磁芯材料的峰值磁密尽量不要超过100MT.当开关频率达到5Mhz左右时，其推荐磁芯材料峰值密度建议不要超过100MT.由于磁芯损耗与磁密的非线性关系，当磁芯材料的工作峰值磁密超过其材料的推荐值后，磁芯损耗将数倍增加，因此高频磁芯材料自身特性限制，已经成为限制磁元件小型化，平面电感磁元件超薄化主要因素，随着宽禁带器件开关性能提升，软开关电路拓扑及其驱动控制技术发展，目前1Mhz    开关频率的高频功率变换技术正日趋成熟，10Mhz甚至更高开关频率的功率变换器也开始的到研究和关注，

   由于电磁元件体积与工作频率的非线性关系。无论选择何种磁芯材料，都存在开关频率与体积的拐点，即当开关平率达到一个特定值时，无法通过提高开关频率降低磁元件体积和损耗，甚至有增加磁元件的体积和损耗。因此，实际控制情况下，仅仅依靠提高开关频率来减少电磁元件的体积并不是始终可行的途径。即便通过开关频率并结合平面电磁元件能够在很大程度上降低电感，变压器的高度和体积，但是电感，变压器特别是其磁芯的高度仍明显高于其他元器件。因此，如何进一步减低平面电磁元件高度，实现平面电磁元件超薄化设计仍有待进一步研究。