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  • 气隙位置对电感参数的影响及改进

    • 气隙位置对电感参数的影响及改进

  • 2003-06-24 19:44

    • arlink

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    • 气隙位置对电感参数的影响及改进
    除了用铁粉芯作磁芯的电感外,一般电感(Flyback变压器为耦合电感).气隙的位置对电感参数有较大影响,下面基于有限元计算对此问题进行分析并给出一种新结构之磁芯.
    为方便起见,从一EE型的Flyback变压器开始分析,其内部磁场分为如下几个部分:主磁通,旁路磁通及扩散磁通

    电感器的损耗由旁路磁通及扩散磁通引起.由于主磁通与线圈平面平行(假定线圈为铜箔且没有端部效应),它不会引入电流密度J的变化,从而不影响线圈内电流的分布,此时线圈内电流由线圈自己决定.但旁路磁通与扩散磁通深入线圈,使铁芯窗口内的磁场分布不再均匀,从而引起电流的重新分布,使电流集中在某一处.
    如果,我们以气隙至磁轭的距离与磁芯中柱高度之比(hg/h)为变量,可得出气隙在不同位置时电感器损耗变化图如下:

    由此图可知,气隙在中间时损耗最小,在两端时损耗最大,差别可达100%.这也就是我们通常EE Core用得比EI Core多的一个原因吧!
    有没有办法将气隙优化且工艺方便?答案是肯定的:
    在以上影响电感损耗的两部分磁通中,扩散磁通与气隙形状有关,与位置关系不大,当然当它在两端时由于磁路长度发生一定变化,还是有所变化的.为简化问题,此部分以后再作详细讨论.那么,就只有旁路磁通的影响了.通过下面的分析,可以得出,旁路磁通的大小是与磁芯高度方向上的平均磁压降密切相关的.当气隙处于中间与两端时,磁压分布如下图所示:

    图a中的平均磁压降为IN/2,b为IN/4.
    假定旁路磁通与底边平行,又由于B=dU*u0/w,可知,a中的磁密必定大于b中的磁密,磁场方向与线圈垂直.
    下面是损耗与平均磁压降的关系:

    可得出磁压降越低,损耗越低的结论.
    由此,如果我们可以将磁压降降得更低,就可得到损耗更低的电感!

    由于它将气隙交错布置,使磁压降在高度方向上出现二次转折,仅为IN/8.它的损耗比起气隙居中者可再下降约50%.

    文中指的损耗不包含磁芯损耗!
    最后一图为一专利

    同是电子工程师，请一定不要吝啬你的赞！

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  • hkbuaa

    LV.1

    2003-06-26 10:37

    @

    土土的问
    何为Flyback变压器?flyback具体是什么意思?
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  • arlink

    LV.1

    2003-06-26 11:48

    @hkbuaa

    土土的问
    何为Flyback变压器?flyback具体是什么意思?
    回
    Flyback变压器是指Flyback变换器中绕制耦合电感的磁系统.
    一般变压器是通过电磁感应定律,当原边给一个激励时,同时在副边感应出电压并流通电流.磁芯的作用只是提供能量转换所需的磁场,它并不存储能量.
    而Flyback变压器不同,本质上讲它不是变压器,因为在原边有激励时,副边并没有输出.在原边激励时,其能量存储于气隙及磁芯中(很少),此时原边电流全部是激磁电流.当原边关断时,由于变压器内部磁场不能瞬变,它将在副边感应出电压,方向与激磁时相反,并释放能量.
    Flyback从字面上讲是“返迆”的意思,关于为何用此名称,我不知道.
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  • hkbuaa

    LV.1

    2003-06-26 14:25

    @arlink

    回
    Flyback变压器是指Flyback变换器中绕制耦合电感的磁系统.
    一般变压器是通过电磁感应定律,当原边给一个激励时,同时在副边感应出电压并流通电流.磁芯的作用只是提供能量转换所需的磁场,它并不存储能量.
    而Flyback变压器不同,本质上讲它不是变压器,因为在原边有激励时,副边并没有输出.在原边激励时,其能量存储于气隙及磁芯中(很少),此时原边电流全部是激磁电流.当原边关断时,由于变压器内部磁场不能瞬变,它将在副边感应出电压,方向与激磁时相反,并释放能量.
    Flyback从字面上讲是“返迆”的意思,关于为何用此名称,我不知道.
    “返迆”?
    上面您描述的就是反激式变压器吧?反激式就是flyback吗?
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  • arlink

    LV.1

    2003-06-26 14:27

    @hkbuaa

    “返迆”?
    上面您描述的就是反激式变压器吧?反激式就是flyback吗?
    是啊!
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  • 1314168

    LV.1

    2004-08-15 13:26

    @arlink

    是啊!
    請問ar兄:鐵芯研磨GAP后為什麼耐電流好.
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  • liyihang

    LV.1

    2004-08-15 20:25

    @

    和赵老师的书上分析漏感有点相似之处哦,good
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  • 乞力马扎罗的雪

    LV.1

    2004-11-02 13:15

    @

    好帖不加精,年底扣奖金!
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  • lin5918

    LV.1

    2004-11-03 14:45

    @

    是好贴!
    请教一个问题,你上面有说这里的损耗不包含磁芯损耗,磁芯损耗通常指铁损
    那这里回气隙造成的损耗是算什么损耗呢?另说明一下,线圈损耗又叫铜损.很多书上都有说明变压器主要损耗就是这两方面.
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  • 素狼

    LV.1

    2004-11-03 14:59

    @

    不知如此做法是否有實際做過呢?真的那么有效嗎?
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  • sweetcoffee

    LV.1

    2004-11-04 08:42

    @

    bucuo
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