abbr. SJ GMU
ISSN 2657-5841 (printed)
ISSN 2657-6988 (online)
DOI: 10.26408
Wyznaczanie mocy strat w rdzeniu dławika pracującego w przetwornicy boost
Determination of power loss in the inductor core working in boost converter
Abstract:
The paper considers the problem of calculating the power losses in the inductor operating in the boost converter. The literature dependences take into account losses in the core and in the windings of the magnetic elements was analyzed and calculated losses in the core and the winding. Based on the thermal model the temperature of inductor core is calculated and obtained results are compared with the results of measurements. The research were conducted for the inductor containing the core made of powder iron at two values of frequency. Obtained results show that the total power losses of inductor is much greater than the sum of the power losses in the core and in the winding calculated based on the literature formulas.
Streszczenie:
W artykule rozważano problem wyznaczania mocy strat w dławiku pracującym w przetwornicy boost. Przeanalizowano literaturowe zależności, uwzględniające straty mocy w rdzeniu i w uzwojeniu elementów magnetycznych oraz obliczono moce strat w rdzeniu i w uzwojeniu wybranych dławików. Wykorzystując skupiony model termiczny, obliczono temperaturę rdzenia, a uzyskane wyniki porównano z wynikami pomiarów. Badania przeprowadzono dla dławika zawierającego rdzeń, wykonany ze sproszkowanego żelaza przy dwóch wartościach częstotliwości kluczowania. Z przeprowadzonych badań wynika, że całkowite straty mocy w dławiku są znacznie większe od sumy strat mocy w rdzeniu i uzwojeniu obliczonych na podstawie wzorów literaturowych.
Słowa kluczowe:
straty mocy
materiały ferromagnetyczne
przetwornica boost
Issue:
Pages:
117
128
Download full text in pdf:
References:
Barlik R., Nowak M., Energoelektronika. Elementy, podzespoły, układy, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2014.
Bossche van den A., Valchev V.C., Inductors and transformers for Power Electronics, CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton 2005.
Chazal H., Kedous-Lebouc A., Waeckerle T., Characterization and modeling of high – frequency behavior of nanocrystalline alloys, Elsevier Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Vol. 304, 2006, s. 798–800.
Dlala E., A Simplified Iron Loss Model for Laminated Magnetic Cores, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 44, 2011, No. 11, s. 3169–3172.
Górecki K., Detka K., Modelowanie charakterystyk rdzeni ferromagnetycznych, Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, 2012, nr 75, s. 39–51.
Górecki K, Detka K., The influence of power losses in the core of an inductor on characteristics of the boost converter, Journal of Physics: Conference Series Material Science and Engineering, Vol. 104, 2015.
Górecki K., Detka K., The parameter estimation of the electrothermal model of inductors, Informacje MIDEM – Journal of Microelectronics, Electronic Components and Materials, Vol. 45, 2015, No.1, s. 29–38.
Górecki K., Stepowicz W.J., Wpływ temperatury na własności induktorów z rdzeniem ferromagne-tycznym, IX Konferencja „Technologia elektronowa ELTE 2007”, Kraków 2007, s. 159–165 (CD-ROM).
Górecki K., Zarębski J., Detka K., Application of the electrothermal average inductor model for analyses of boost converters, Proceedings of 22ndInternational Conference Mixed Design of Integrated Circuits and Systems Mixdes 2015, Toruń 2015, s. 417–421.
Górecki K., Zarębski J., Detka K., Rogalska M., Sposób i układ do pomiaru własnych i wzajemnych rezystancji termicznych elementu indukcyjnego, Europejskie zgłoszenie patentowe EP 13460073 z dnia 08.11.2013.
Nowosielski R., Griner S., Wnuk I., Sakiewicz P., Gramatyka P., Ferromagnetyczne kompozytowe rdzenie nanokrystaliczne, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, Vol. 12, 2003, s. 669–674.
Preis K., Bíró O., Tičar I., FEM analysis of eddy current losses in nonlinear laminated iron cores, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 41, 2005, No. 5, s. 1412–1415.
Rashid M.H., Power Electronic Handbook, Academic Press, Elsevier 2007.
Wilson P.R., Ross J.N., Brown A.D., Simulation of magnetics components models in electrics circuits including dynamic thermal effects, IEEE Transactions on Power Electronics, Vol.17, 2002, No. 1, s. 55–65.