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HLP Planar inductors made of combined low permeability (LP) and high permeability (HP) planar cores allow to achieve better performance compared to traditional planar inductors with air gap. In this paper, an optimization methodology is proposed to design high performance HLP planar inductors. Based on magnetic, loss and thermal models, an optimal design process is developed and applied to the case of a planar inductor operated in a 20-kW SiC-based buck converter.

Cet article présente une approche semi-analytique pour l'estimation des pertes cuivre dans une inductance planar constituée de matériaux magnétiques à forte et faible perméabilité. En se basant sur un modèle 2D de champ magnétique dans la fenêtre de bobinage, des coefficients de paramétrage sont déterminés à l'aide d'un nombre minimal de simulation éléments-finis. Ce modèle semi-analytique est validé pour plusieurs cas tests avec diverses configurations d'enroulements. Ce type de modèle montre clairement son intérêt dans des approches de dimensionnement optimal pour lesquelles précision et temps de calcul sont des éléments clés.

Cet article étudie des solutions permettant de remplacer les entrefers dans des inductances planar à base de noyaux E/PLT. En effet, ces entrefers, indispensables pour ajuster la perméabilité globale, engendrent des pertes supplémentaires dans les enroulements PCB. Différentes configurations basées sur l’utilisation des matériaux magnétiques à faible μ sont étudiées par simulations éléments finis 2D et comparées en termes de pertes cuivre HF et de valeur de l’inductance. Une amélioration significative des pertes cuivre HF est démontrée avec une réduction de 7 fois la résistance AC par rapport à la configuration avec entrefer.