6.6kW 온보드 충전기(OBC) 개발에서 자기 부품(인덕터, 트랜스포머)은 부피와 무게에 큰 영향을 미칠 뿐만 아니라 효율 및 EMI 성능을 결정하는 데에도 매우 중요한 요소입니다. 최신 업계 동향과 실제 경험을 바탕으로, 성능, 크기, 비용 간의 최적의 균형을 달성하는 데 도움이 되는 OBC 자기 부품 선택에 대한 실용적인 팁을 정리했습니다.
팁1.PFC 인덕터 선정 — "작은 것보다 큰 것이 낫다", DC 바이어스에 집중
6.6kW의 고출력 밀도 설계에서 PFC 인덕터와 관련된 가장 흔한 문제는 "인덕턴스 부족"이 아니라 "고전류에서의 포화"입니다.
* 실용적인 암기법: "명목값이 아니라 곡선에 주의를 기울이세요."
* 많은 인덕터는 상온(25°C)에서 높은 인덕턴스를 나타내지만, 30A~50A의 직류 바이어스 전류가 가해지면 인덕턴스가 50% 이상 감소할 수 있습니다.
*부품을 선택할 때는 항상 공급업체에 LI(인덕턴스-전류) 곡선을 요청하십시오. 최대 전류(예: 55A)에서 인덕턴스가 요구 값의 80% 이상을 유지하는지 확인하십시오.
* 소재 선택:
최고의 성능을 추구한다면, 높은 포화 저항과 낮은 온도 상승을 보이는 센더스트(Sendust) 또는 철-니켈-몰리브덴 자성 분말 코어를 선택하십시오. 단, 가격은 더 높습니다.
비용 효율성을 추구할 경우, 저렴한 가격을 위해서는 공극 제어가 정밀한 페라이트를 선택하되, 공극에서의 와전류 손실(가장자리 효과)에 유의해야 합니다. 손실을 줄이기 위해 다중 가닥 권선 또는 리츠선을 사용하는 것이 좋습니다.
팁 2:LLC 변압기 - "공진 인덕턴스" 대신 "누설 인덕턴스" 사용
이는 현재 6.6kW OBC(특히 후방 스테이지 CLLC 공진 컨버터)에 가장 널리 사용되는 비용 절감 기술입니다.
*실제 작동법:
*공진 인덕터를 별도로 구매하지 말고, 변압기의 구조를 맞춤 조정하여(예: 1차 및 2차 권선 간 거리 조정, 분할 골격 사용 등) 변압기의 누설 인덕턴스를 인위적으로 증가시키십시오.
*팁: 이 누설 인덕턴스를 공진 공동의 공진 인덕턴스(L_r)로 사용하십시오.
*수익:
*부피: 독립형 자기 코어의 개수가 줄어들어 부피를 20% 이상 줄일 수 있었습니다.
*비용: 자기 코어와 권선 하나를 제거하면 BOM 비용이 절감됩니다.
*열 방출: 변압기는 일반적으로 (캡슐화 및 수냉식 플레이트와의 접촉과 같은) 열 방출 조건이 더 우수하여 독립형 소형 인덕터보다 열을 방출하기가 더 쉽습니다.
팁 3:열 설계 – “온도 상승”보다 “열 저항”이 더 중요합니다.
시제품 테스트 단계에서 인덕터 표면이 매우 뜨거워지는 것(>100℃)을 발견할 수 있습니다. 이는 정상적인 현상인가요?
*판단력:
표면 온도만 측정하지 말고 내부의 고온 지점 온도도 확인하십시오.
*계산 공식: T {핫스팟}=T {표면}+(R {th} 곱하기 P {손실})
*팁: 제품을 선택할 때 공급업체에 열 저항 계수(R_{th})를 문의하십시오. 만약 구할 수 없다면, 열 평형 상태에 도달할 때까지 최대 부하로 작동시킨 후 열화상 카메라로 스캔하여 확인할 수 있습니다.
*열 방출 조치:
*밀봉: 열전도성 접착제를 사용하여 열을 외부 쉘(하단 플레이트)로 전달하는 것이 현재 OBC의 가장 일반적인 열 방출 방법입니다.
*배치: 발열량이 가장 높은 PFC 인덕터를 수냉식 플레이트 또는 방열 덕트에 최대한 가깝게 배치하십시오.
팁 4:고주파 문제 해결 – 표피 효과와 권선 공정에 주의하세요
OBC 스위칭 주파수가 증가함에 따라(PFC가 40kHz~100kHz에 도달하면 LLC가 더 높아짐), AC 손실(I^2R_{ac})이 DC 손실보다 더 치명적일 수 있습니다.
*와이어 권선 선택 기술:
*저주파 고전류(PFC): 수직 권선에는 구리 평선을 사용하는 것이 좋습니다. 평선은 충진 계수가 높고, 중주파 대역(수십 kHz)에서 표피 효과가 원형 권선보다 우수합니다.
*고주파(변압기/공진 인덕터): 리츠 와이어를 사용해야 합니다. 리즈 와이어는 매우 얇은 절연 전선을 여러 가닥 엮어서 만들어지므로 도체의 표면적을 크게 증가시켜 고주파 전류의 "표피 효과"에 저항할 수 있습니다.
*주의사항: 시간을 절약하기 위해 두꺼운 구리선 하나만 사용하여 고주파 인덕터를 감으면 측정된 온도 상승이 계산된 값보다 30℃ 이상 높아져 절연층 노화 또는 단락이 발생할 수 있습니다.
여러분의 의견을 환영합니다!
게시 시간: 2025년 12월 18일