高频电抗器介绍及设计思路

摘要

高频电抗器变换器是大功率电子技术领域的关键工艺技术，该技术通过半导体功率装置的转换动作，高效、高速、高精度地进行电力的变换和控制。高频电抗器与半导体元件并列，作为变换器变频器技术的重要电子部件。其作用是在回路中随转换动作而反复蓄积与释放电能，从而调整回路中的电压、电流。因包含电抗器的部件小型化和机器控制性的提高能促进转换高速化，故转变频率的高频化是追求的目标。变换器变频器的转换频率一般取决于机器容量。在数百千伏安以上的大容量机上大致采用数百～数千赫的转换频率；在数十干伏安～数百千伏安的中容量机上大致采用数千赫～数十千赫的转换频率；在数十千伏安以下的小容量机上，则大致采用数十千赫～数百千赫的转换频率。用于变换变频器机中的高频电抗器可分为AC（交流）电抗器和DC（直流）电抗器两大类。无论是使用AC或DC电抗器时，都包含源了电流波形转换的高频成分。因此，高频电抗器用铁芯材料必须具备优良的高频磁特性，特别是为了降低电抗器损失而具备高频低铁损，为实现电抗器的小型化而具备高饱和磁通密度，为降低电抗器噪音而具备低磁致伸缩特性。本文阐述通过高频电抗器使用原理及特性，高频电抗器分类及应用分析，以及高频电抗器设计及材质选择，及发展方向。要开发此高频电抗器需要丰富的理论和实际知识，因此本文拟对以上具体深入地探讨，对于从事高频电抗器开发者，有一定的参考价值。