EOPOWER38

EO POWER/AUTOMOTIVE - MAGGIO 2025 XXIX COUPLED INDUCTORS BIBLIOGRAFIA 1 Aaron M. Schultz and Charles R. Sullivan. “ Voltage Converter with Coupled Inductive Windings, and Associated Methods. ” U.S. Patent 6,362,986, Marzo 2001. 2 Jieli Li. Coupled Inductor Design in DC-DC Converters. M.S. thesis, Dartmouth College, 2002. 3 Pit-Leong Wong, Peng Xu, P. Yang, and Fred C. Lee. “ Performance Improvements of Interleaving VRMs with Coupling Inductors. ” IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 16, No. 4, Luglio 2001. 4 Yan Dong. Investigation of Multiphase Coupled-Inductor Buck Converters in Point-of-Load Applications . Ph.D. thesis, Virginia Polytechnic Institute and State University, Luglio 2009. 5 Alexandr Ikriannikov and Di Yao. “ Addressing Core Loss in Coupled Inductors. ” Electronic Design News , Dicembre 2016. 6 Alexandr Ikriannikov. “ Coupled Inductor Basics and Benefits. ” Analog Devices, Inc., 2021. 7 Alexandr Ikriannikov and Di Yao. “ Switching Power Converter Assemblies Including Coupled Inductors, and Associated Methods. ” U.S. Patent 11869695B2, Novembre 2020. 8 Alexandr Ikriannikov. “Evolution and Comparison of Magnetics for the Multiphase DC-DC Applications.” IEEE Applied Power Electronics Conference, Marzo 2023. 9 Amin Fard, Satya Naidu, Horthense Tamdem, and Behzad Vafakhah. “ Trans-inductors Versus Discrete Inductors in Multiphase Voltage Regulators: An Analytical and Experimental Comparative Study. ” IEEE Applied Power Electronics Conference, Marzo 2023. 10 Alexandr Ikriannikov and Di Yao. “ Converters with Multiphase Magnetics: TLVR vs CL and the Novel Optimized Structure. ” PCIM Europe , Maggio 2023. 11 Alexandr Ikriannikov and Brad Xiao. “ Generalized FOM for Multiphase Converters with Inductors. ” 2023 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, Ottobre 2023. principalmente alla significativa riduzione del ripple di corrente (figura 4), che porta a ridurre i valori rms di cor- rente negli avvolgimenti, negli stadi di potenza e sulle tracce. Inoltre, contribuisce a ridurre le perdite AC, come indicato nella figura 6. Allo stesso tempo, l’NCL da 17 nH/fase (figura 5b) offre uno slew rate di corrente ~1,9× più veloce nel transiente e migliora in generale il margine di fase nel loop di fe- edback. La riduzione del ripple con DL = 100 nH (figura 5a) recupera l’efficienza, come illustrato nella figura 6, ma tale DL è significativamente più alto dell’altezza con- sentita h = 4 mm, oltre a essere ~5,9× più lento dell’NCL sviluppato. Quest’ultimo aspetto comporterebbe conse- guenze estreme, in termini di quantità di condensatori di uscita necessari. I risultati confermano il vantaggio fondamentale delle prestazioni dell’NCL, come previsto dalle stime FOM, rispetto alle diverse opzioni di compro- messo dell’approccio con induttori discreti. In sintesi, per ottimizzare le prestazioni di un’applica- zione con una tensione di uscita molto bassa e specifiche aggressive sul transiente di carico, è stato sviluppato un nuovo induttore accoppiato con struttura NCL. Questo CL è stato realizzato anche per adattarsi al basso profilo richiesto per la progettazione automotive. La struttura NCL è stata scelta per ridurre al minimo le perdite, otte- nendo un vantaggio formale di oltre 4 volte nelle presta- zioni transiente/ripple, rispetto all’opzione convenzio- nale a induttore discreto. Per eguagliare l’efficienza dell’NCL sviluppato, sarebbe necessario un induttore discreto (DL) di altezza 1,6 vol- te superiore (DL = 100 nH). Tuttavia, questa alternativa sarebbe inferiore di 5,9 volte alla velocità di transiente, con un impatto significativo sulle dimensioni e sul costo dei condensatori di uscita. Il confronto nella tabella 1 evi- denzia i vantaggi dell’NCL0804-4 in termini di altezza, efficienza, ripple di corrente e velocità di transiente. Tab. 1 – Confronto tra le diverse opzioni magnetiche per la sezione a quattro fasi