6.6kWオンボードチャージャー（OBC）の開発において、磁気部品（インダクタ、トランス）は、体積と重量に大きく影響するだけでなく、効率とEMI性能を左右する重要な要素でもあります。最新の業界動向と実務経験に基づき、OBC磁気部品の選定に関する実用的なヒントを以下にまとめました。これにより、「性能、サイズ、コスト」の最適なバランスを実現できます。
ヒント1 .PFCインダクタの選択 - 「小さいより大きい方が良い」DCバイアスに注目
6.6kW の高電力密度設計では、PFC インダクタの最も一般的な問題は「インダクタンス不足」ではなく「高電流での飽和」です。
* 実用的な記憶法:「公称値ではなく曲線に注目してください。」
* 多くのインダクタは室温（25℃）では高いインダクタンスを示しますが、30A～50AのDCバイアス電流が流れると、インダクタンスが50%以上低下することがあります。
*部品を選択する際は、必ずサプライヤーにLI（インダクタンス-電流）曲線を要求してください。ピーク電流（例：55A）において、インダクタンスが要求値の80%以上であることを確認してください。
* 材料の選択:
究極を追求：センダストまたは鉄・ニッケル・モリブデン磁性粉末コアを選択します。これらは飽和抵抗が強く、温度上昇は低いですが、コストが高くなります。
コスト効率の追求：低コストを実現するには、エアギャップを精密に制御できるフェライトを選択しますが、エアギャップにおける渦電流損失（エッジ効果）に注意してください。損失を低減するには、多撚線またはリッツ線の使用をお勧めします。
ヒント2:LLCトランス – 「共振インダクタンス」の代わりに「漏れインダクタンス」を使用する
これは現在、6.6kW OBC（特に後段CLLC共振コンバータ）の最も主流のコスト削減手法です。
*実際の操作：
※共振インダクタを別途購入せず、トランスの構造をカスタマイズ（一次巻線と二次巻線の距離調整、セグメント化されたスケルトンの使用など）して、トランスの漏れインダクタンスを人為的に増加させます。
*ヒント: この漏れインダクタンスを共振空洞の共振インダクタンス (L_r) として使用します。
*収益：
*体積：独立した磁気コアの数を減らし、体積を20％以上削減できます。
*コスト: 磁気コアと巻線を 1 つ削除すると、BOM コストが削減されます。
*放熱性：トランスフォーマーは通常、放熱条件（カプセル化や水冷プレートとの接触など）が優れているため、独立した小型インダクタよりも放熱が容易です。
ヒント3:熱設計 – 「温度上昇」よりも「熱抵抗」が重要
試作試験段階では、インダクタの表面が非常に高温（100℃以上）になっていることがあります。これは正常ですか？
*判断力:
*表面温度だけでなく、内部のホットスポット温度も測定してください。
*計算式: T {ホットスポット}=T {表面}+(R {th} × P {損失})
*ヒント：選定の際は、サプライヤーに熱抵抗係数（R_{th}）を問い合わせてください。入手できない場合は、熱平衡に達するまで全負荷で運転し、サーモグラフィーでスキャンすることができます。
*放熱対策：
※シーリング：熱伝導性接着剤を使用して外殻（底板）に熱を伝える方式は、現在OBCの最も主流の放熱方式です。
*レイアウト: 最も発熱量の多い PFC インダクタを、水冷プレートまたは放熱ダクトのできるだけ近くに配置します。
ヒント4:高周波の課題への対処 - 「表皮効果」と巻き取りプロセスに注意する
OBC のスイッチング周波数が増加すると (PFC は 40kHz ～ 100kHz に達し、LLC はさらに高くなります)、AC 損失 (I ^ 2R_ {ac}) は DC 損失よりも致命的になることがよくあります。
*ワイヤー巻線選択スキル：
*低周波大電流（PFC）：垂直巻きには平角銅線の使用を推奨します。平角銅線は充填率が高く、中周波帯域（数十kHz）における表皮効果は円形線よりも優れています。
*高周波（変圧器／共振インダクタ）：リッツ線を使用する必要があります。リーズ線は、極めて細い絶縁電線を複数本撚り合わせて編んだもので、導体の表面積を大幅に増加させ、高周波電流の「表皮効果」に抵抗します。
*落とし穴を避けるためのガイド: 時間を節約するために高周波インダクタを 1 本の太い銅線で巻くと、測定された温度上昇が計算値より 30 ℃ 以上高くなる可能性があり、絶縁層の老化や短絡につながる可能性があります。
ぜひご意見をお聞かせください！
投稿日時: 2025年12月18日