Utmaningar med befintlig teknik
Traditionella drosslar tillverkas vanligtvis genom att en ledare lindas antingen som en luftspole eller runt en järnkärna, exempelvis av massivt järn, laminerad plåt eller ferrit. Lindningen ligger öppen runt kärnan, vilket kan ge upphov till magnetiskt läckflöde, energiförluster och uppvärmning av omgivande metall.
Mot denna bakgrund har vi utvecklat en innovativ induktor som är anpassad för de krav som ställs på dagens kraftförsörjningslösningar och inom elkvalitet. Vi kallar den ECOchoke®, och den bygger på en unik konstruktion och tillverkningsmetod i kombination med vårt egenutvecklade SM²C®-material.
Vårt material
Vårt SM²C®-material ger tillsammans med vår tillverkningsmetod stor flexibilitet jämfört med konventionella material och öppnar upp för konstruktionsmöjligheter som är svåra eller inte praktiskt genomförbara med befintlig teknik.
De främsta fördelarna med SM²C® är:
- Låga energiförluster
- God driftsekonomi
- Stor geometrisk frihet
- Väsentligt reducerad storlek och vikt, med upp till 66 %
- Nästan ljudlös drift
- Frekvens oberoende prestanda, med bibehållen induktans upp till 100 kHz
- Hög magnetisk mättnad, mellan 1,4–2,0 T
- Enkel integrering av kylning och temperatursensorer
En högpresterande induktor för modern kraftelektronik
Konstruktionen ger låga energiförluster, stabil induktans upp till 100 kHz och hög magnetisk mättnad, samtidigt som både storlek och vikt kan reduceras avsevärt. Flexibiliteten hos SM²C®-materialet ger dessutom stor geometrisk frihet, vilket gör det möjligt att anpassa induktorn efter applikationens specifika krav och tillgängliga utrymme.
Kyllösningar och temperatursensorer kan integreras i konstruktionen, samtidigt som den termiska kopplingen mellan lindning och kärna bidrar till en effektiv värmehantering.
Resultatet är en kompakt, nästan ljudlös och mycket anpassningsbar induktor, särskilt lämpad för applikationer med övertoner, högre frekvenser eller andra krav där konventionell teknik kan ha begränsningar.
Graferna visar induktanskarakteristiken för EcoChoke® vid 45 µH och 100 µH, samt hur induktansen förändras med strömmen. Karakteristiken visar en fördel jämfört med en konventionell drossel.
Induktansens beteende vid varierande ström
Graferna visar hur induktansen hos EcoChoke® förändras med ökande ström. Nedan visas ett exempel på induktanskarakteristiken för en EcoChoke® dimensionerad för 150 A och 100 µH.
EcoChoke® uppvisar en gradvis och kontrollerad minskning av induktansen, utan en tydlig brytpunkt där induktansen sjunker kraftigt. En konventionell drossel kan däremot uppvisa ett kraftigare induktansfall när kärnan närmar sig magnetisk mättnad.
Detta ger EcoChoke® en mjukare och mer förutsägbar induktanskarakteristik vid höga strömnivåer.
Induktanskarakteristik för EcoChoke 45 µH
Induktanskarakteristik för EcoChoke 100 µH
När passar ECOchoke®?
ECOchoke® kan vara särskilt lämplig:
När strömmens grundfrekvens är sinusformad och överstiger 300 Hz.
- När strömmens grundfrekvens är lägre än 300 Hz, exempelvis 50 Hz eller DC, och övertoner i kHz-området behöver reduceras effektivt. Särskilt när det finns krav på att induktansen ska vara densamma vid både grundfrekvensen och övertonerna.
- När det finns krav på reducerad storlek eller vikt.
- När det behövs större flexibilitet i komponentens geometri.
- När en lägre ljudnivå från induktorn efterfrågas.
- När fästelement eller sensorer behöver integreras i produkten.
- När vätskekylning eller kylning via kylfläns behöver användas, eller när aktiv kylning inte finns tillgänglig.
- När det totala energiinnehållet överstiger 10 mJ.
Verifierad av Rami Al-Damouk
Utvecklingsingenjör på Tramo.