60 – リアクトルの直流重畳特性解析

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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、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。またコアの磁気飽和を防止するために設けられるギャップは、インダクタンスに与える影響が大きく、設計時の重要なパラメータです。
ギャップ長をパラメータとしたインダクタンスの直流重畳特性は、ギャップ長が大きい場合、磁気抵抗はギャップ部で決定されるため、磁気回路法による評価が可能ですが、ギャップ長が狭く、電流値が大きいなど磁気飽和の影響がインダクタンスに強く現れる場合は、有限要素解析による事前検討が有効な手段となります。
ここでは、ギャップ長を変更した場合の、高周波リアクトルの直流重畳特性を求める事例についてご説明します。

直流重畳特性

ギャップ長を変更した場合の直流重畳特性を図1に、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。また、ギャップ長が大きくなるにつれて、磁気回路中における磁気抵抗はギャップが支配的になるため、電流変化に対するインダクタンスの感度が低くなります。

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