자기 모델

Designing Complex Magnetic Components

Toroidal inductor

인덕터와 트랜스포머는 최근 전력전자회로에 있어 중요한 소자입니다. 이들은 다른 수동 소자에 비해 다음과 같은 이유로 모델링이 어렵습니다.

  • 여러 코어와 변압기 같은 자기 회로 요소는 복잡한 구조로 구성됩니다. 자성 코어의 자속은 다른 자성 특성에 따라 발생하는 여러 경로로 분할됩니다. 또한 각 코어의 자속은 각각 다른 누설 자속이 발생합니다.
  • 철 합금 및 페라이트 같은 코어 재료는 높은 비선형 동작을 나타냅니다. 자속밀도가 높은 조건에서 자성 코어 재료는 포화하지만, 그 때 인덕터의 임피던스가 크게 감소합니다. 게다가, 히스테리시스 효과와 와전류에 의해 주파수에 따라 손실이 발생합니다.

PLECS에서, 투과 커패시턴스에 기초한 자기 회로 도메인에서 유저는 자기 소자를 설계할 수 있습니다. 권선 코어 및 에어갭 등의 기본적인 자기 회로 요소는 소자 라이브러리에 구현되어 있습니다. 물리적 구조에 대응하여 사용자가 자기 회로 소자를 연결함으로써 임의의 등가 회로를 만들 수 있습니다. 자성 코어 모델은 포화 및 히스테리시스를 포함하고 있습니다. 주파수 의존성 손실은 자기 저항을 사용하여 모델링 할 수 있습니다. 권선이 전기-자기 도메인 사이의 인터페이스를 형성합니다.

포화 인덕터 및 단상 변압기 등 복잡하지 않은 자기 회로 요소는 전기 도메인에서 직접 모델링 할 수 있습니다.

적용 예제: Cuk Converter

PLECS에서 자가 등가회로를 이용하여 절연 Cuk 컨버터를 모델링하고 있습니다. 권선 사이의 적절한 자기 커플링에 의해, 컨버터는 리플 없이 입출력 전류로 동작합니다.

자기 등가 회로는 에어갭에 의해 이격 된 두 개의 마주하는 E-코어로 구성되어 있습니다.

PLECS에서 자기 모델링에 대한 자세한 내용은, 이 주제에 대한것은 기술 솔루션 페이지를 참조하시길 바랍니다.