大電力用MnZnフェライト PEL95材

電源に用いられるトランス製品には、より小型で高効率、低発熱といった特性が求められます。
トランス製品にはフェライトコアが使われますが、フェライトコアのサイズや駆動時の周波数や負荷によってコアの損失(鉄損)が大きく変わるため最適なフェライト材質を選択することがトランス設計のキーポイントとなります。
本記事では大電力用に開発されたPEL95材の特徴や使用する際のポイントについて紹介します。
PC95シリーズのラインナップとPEL95材の特徴
これまでTDKの大電力用のMnZnフェライトはPE22材,PC40材を量産対応していましたが、この度更なる低損失、高効率化の要望に応えられるよう新たにPC95シリーズを大電力用MnZnフェライトのラインナップに追加しました。
その中のPEL95材は高効率化に適した材料です。
その特徴としては比較的低温度域(100度以下)で低損失であり、特に大型のコアで従来材よりコアロスを低減することが期待できるため、トランスの高効率化・低発熱化を実現します。
例えば、EV急速充電システムでは低発熱、大電力駆動が要求されるため、用いられるDC-DCコンバーター用のトランスは大型になりますが大型化を抑制するためにできるだけ低損失なコアが必要となります。PEL95材はこのような大型、大電力で駆動するトランスに最適な材料といえます。
■PEL95材の使用によって期待される製品への効果
・低損失化によるトランスの高効率化
・温度上昇抑制効果
■主なアプリケーション
・産業機器用電源トランス
・DCーDCコンバータ用、インバータ用トランス等
・急速充電スタンド用トランス
基本材質特性
公差指定なき値は、代表値
材質 | PE22 | PC40 | PC95 | PEL95 | PEM95 | ||
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初透磁率 | μi | 1800±25% | 2300±25% | 3300±25% | 4100±25% | 2900±25% | |
コアロス | Pcv | 25℃ | 890 | 670 | 350 | 290 | 440 |
[kW/m3] | 60℃ | 620 | 500 | 300 | 290 | 360 | |
100kHz, 200mT | 100℃ | 520 | 420 | 290 | 360 | 320 | |
120℃ | 600 | 490 | 350 | 420 | 340 | ||
飽和磁束密度 | Bs [mT] | 25℃ | 510 | 500 | 530 | 500 | 520 |
H=1194A/m | 100℃ | 410 | 380 | 410 | 370 | 410 | |
キュリー温度 | Tc [℃] | >200 | >200 | >215 | >180 | >210 |
従来のフェライト材料に対する優位性
PEL95は広い温度領域、特に100℃以下で低コアロス特性を発揮しますが、大型形状においてその特性が顕著となります。
※動作周波数、Bm、コア形状によって最適な材質が変るため、ご検討の際にはPC95材、PEL95材、PEM95材の3材質での比較評価を推奨いたします。
超大型30kWトランスでの温度上昇実験
PEL95材を用いた大型トランスの温度上昇評価の実例を紹介します。
下図は大型トランスを駆動した際のコア温度の経時変化です。競合他社コアでは温度が上昇し続け熱暴走をおこしておりますが、PEL95材を用いたコアでは温度上昇後、一定温度で安定しております。
PEL95材のフェライトコアは大型形状において発熱を抑えることが可能です。
まとめ
TDKのPEL95材は大型コアにおいて広い温度領域での低コアロス特性により大電力用トランス製品の高効率化、低発熱化を実現する製品です。
各種大型形状のサンプルを準備しておりますのでご興味がございましたら、ぜひお気軽にお問い合わせください。
※アプリケーション例は事例であり、他のアプリケーションにも使用可能です。
カタログに記載の無いカスタム形状にも対応いたします。
代表製品 | PQ60/42-Z | PQ65/54-Z | PQ107X87X70-Z | EE80X76X20 | SP100X100X5 | UU79X129X31 | EC90X90X30 | ETD59-Z |
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アプリケーション例* | ![]() xEV DC-DC |
![]() xEV DC-DC |
![]() 急速充電 |
![]() 急速充電 |
![]() 産機用電源 |
![]() 産機用電源 |
![]() 産機用電源 |
![]() 産機用電源 |
![]() 産機用電源 |
![]() 産機用電源 |
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イメージ図 | ![]() |
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サイズ(mm) | 59 X 51 X 39 | 65 X 53 X 45 | 107 X 87 X 70 | 80 X 76 X 20 | 100 X 100 X 5 | 79 X 129 X 31 | 90 X 90 X 30 | 60 X 62 X 22 |
SHAPES AND DIMENSIONS | SHAPES AND DIMENSIONS | SHAPES AND DIMENSIONS | SHAPES AND DIMENSIONS | SHAPES AND DIMENSIONS | SHAPES AND DIMENSIONS | SHAPES AND DIMENSIONS | SHAPES AND DIMENSIONS |