158 – マイナーヒステリシスループを考慮したリアクトルの直流重畳特性解析

アプリケーションノート・モデルデータ

概要

DC-DCコンバータなどで使用される高周波リアクトルは、直流電流に加えてスイッチングに伴う高周波電流が流れます。リアクトルの性能として、交流成分が重畳した幅広い直流電流領域で安定したインダクタンス特性をもつことが求められます。電流が直流のみであれば、電磁鋼板の直流磁化曲線に沿って外部磁界に対して磁束が発生します。しかし、直流成分に高周波の成分が重畳した電流波形の場合、外部磁界に対してマイナーループを描く応答となります。リアクトル単体でのインダクタンス等の値は測定方法によって有意に違いを生じるため、実稼動状態での性能予測は難しいといわれています。
直流成分に対して、小さな振幅の高調波が重畳した電流波形に対する磁界の応答性を扱うためには、材料モデリングを考慮した磁界解析を行う必要があります。磁界解析であれば、機器特性を磁束密度分布などから分析することができます。
ここでは、透磁率分布条件を使用してマイナーヒステリシスループを考慮した高周波リアクトルの直流重畳特性を求めます。

直流重畳特性

直流重畳特性を図1、コアの磁束密度分布を図2示します。
図1より、直流電流が大きくなるほどインダクタンスが低下することがわかります。これは、図2に示すように、磁気飽和の影響によるものです。

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