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CLN法についてCLN法によるコイル均質化CLN法の非接触給電システムへの応用
DC-DCコンバータ回路におけるインダクターの等価回路をCLN法で作成し、それを用いて電気回路シミュレーションを実施した例です。周波数依存の等価回路が生成できることから、過渡解析に適用できます。図1は、モデル化したDC-DCコンバータ回路になります。図2に回路シミュレーションの結果を示します。図3は、回路シミュレーション結果から、CLN法のポスト処理により求めた渦電流分布になります。
CLN法を用いたコイル均質化法により、ワイヤレス給電システムにおけるリッツ線コイルのAC抵抗を評価した事例を紹介します。
コイル均質化による解析は、以下の2ステップで実施します。
1)CLN法によるユニットセル解析
2)全体モデルの有限要素法交流解析
ユニットセル解析では、リッツ線の1本分をモデル化し、周期性等を考慮し、その等価複素透磁率を求めます。ビオサバールCLN法では空気領域のメッシュが不要のため、複雑なリッツ線のメッシュ作成も専用のメッシュ作成ツールを用いて簡単に行えます。
次に、この複素透磁率を用い、全体モデルの有限要素法交流解析によりコイルのAC損失を求め、AC抵抗に換算します。
本手法を用いて、ワイヤレス給電システムの試験用コイルの評価を行いました。
図1にユニットセル解析のモデルを示します。図2に試験用リッツ線コイルの外観写真を示します。また、ワイヤレス給電システムの全体モデルを図3に示します。このコイルの解析をにより得られたAC抵抗を試験で得られたAC抵抗と比較した結果を図4に示します。コイルのAC抵抗は数百kHzの領域まで測定値と10%程度の範囲で一致していることがわかります。
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