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微型电感器的简化模式设计
返回列表 来源: 发布日期: 2021.03.04
电感器的简化模式设计

电感器的简化模式设计:首先分析端匝,其横向宽度Slat需靠近磁心,匝间的横向间隔St可以忽略(见图1)。第一步,计算出单位面积的损耗和控制的功率。假设窗口区的磁场为水平方向,这样,在绕组中的交流损耗可以用一维分析来估算,只要根据导体高度hc和穿透深度δe间的比例进行。可以用交流电阻因子Fr(hc/δc)=Rac/Rdc来描述。对电流波形,可以用傅里叶表达式,对于每个重要谐波K,估算Frk因子。

  电感器的简化模式设计:如果采用各向异性NiFe合金作磁心,主磁通往往可以参照无滞后的磁化轴方向。控制涡流损耗,把叠层磁心淀积成多层膜。对每层和每个磁通密度波形的重要谐波进行损耗估算,并加在一起。作这种估算时,假设磁通密度与各层是平行的。

电感器的简化模式设计

可以参考降压变压器应用的设计技术条件,选择:输入电压Uin,输出电压Uo,直流输出峰-峰纹波电流Idc,r=△Ipp/Idc,开关频率ω=2πf。

电感器的简化模式设计:绕组中的功率损耗可以借助于增加导体高度hc而减小。不过,这种改善是忽略了导体大于2倍穿透深度。作近似分析时,hc可以选择大约1~2个穿透深度。对忽略的因素进行考虑时,可使hc更精确的优化。对于磁心中的功率损耗,层数N的增加几乎可以忽略。考虑制造成本,应当优化N,在此,假设某一个层数。这样磁心的高度可以对最大功率密度予以调节,得出(例如,对该降压变换器应用)表达式式中,A为“有效的”器件区域,ρs和ρc分别表示磁心和导体的电阻率,D是变换器的占空比,Kcore是计量磁心中谐波损耗的因子,而|a1|=2sin(Dπ)/[π2D(1-D)]是电流波形的第一个傅里叶系数。可变的Bpk为交流磁通密度峰-峰值的一半。对于最佳设计,总的磁通密度峰值应接近(或等于)饱和量级Bsat。因此选择Bpk=Bsat/(1+2/r),这样使Bdc+Bpr=Bsat,对最大功率密度的表达式(1)作为给定系数的函数。
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本文标签: 功率电感 大电流电感 电感器 电感元件

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