除了用鐵粉芯作磁芯的電感外,一般電感(Flyback變壓器為耦合電感).氣隙的位置對(duì)電感參數(shù)有較大影響,下面基于有限元計(jì)算對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行分析并給出一種新結(jié)構(gòu)之磁芯.
為方便起見(jiàn),從一EE型的Flyback變壓器開(kāi)始分析,其內(nèi)部磁場(chǎng)分為如下幾個(gè)部分:主磁通,旁路磁通及擴(kuò)散磁通
電感器的損耗由旁路磁通及擴(kuò)散磁通引起.由于主磁通與線圈平面平行(假定線圈為銅箔且沒(méi)有端部效應(yīng)),它不會(huì)引入電流密度J的變化,從而不影響線圈內(nèi)電流的分布,此時(shí)線圈內(nèi)電流由線圈自己決定.但旁路磁通與擴(kuò)散磁通深入線圈,使鐵芯窗口內(nèi)的磁場(chǎng)分布不再均勻,從而引起電流的重新分布,使電流集中在某一處.
如果,我們以氣隙至磁軛的距離與磁芯中柱高度之比(hg/h)為變量,可得出氣隙在不同位置時(shí)電感器損耗變化圖如下:
由此圖可知,氣隙在中間時(shí)損耗最小,在兩端時(shí)損耗最大,差別可達(dá)100%.這也就是我們通常EE Core用得比EI Core多的一個(gè)原因吧!
有沒(méi)有辦法將氣隙優(yōu)化且工藝方便?答案是肯定的:
在以上影響電感損耗的兩部分磁通中,擴(kuò)散磁通與氣隙形狀有關(guān),與位置關(guān)系不大,當(dāng)然當(dāng)它在兩端時(shí)由于磁路長(zhǎng)度發(fā)生一定變化,還是有所變化的.為簡(jiǎn)化問(wèn)題,此部分以后再作詳細(xì)討論.那么,就只有旁路磁通的影響了.通過(guò)下面的分析,可以得出,旁路磁通的大小是與磁芯高度方向上的平均磁壓降密切相關(guān)的.當(dāng)氣隙處于中間與兩端時(shí),磁壓分布如下圖所示:
圖a中的平均磁壓降為IN/2,b為IN/4.
假定旁路磁通與底邊平行,又由于B=dU*u0/w,可知,a中的磁密必定大于b中的磁密,磁場(chǎng)方向與線圈垂直.
下面是損耗與平均磁壓降的關(guān)系:
可得出磁壓降越低,損耗越低的結(jié)論.
由此,如果我們可以將磁壓降降得更低,就可得到損耗更低的電感!
由于它將氣隙交錯(cuò)布置,使磁壓降在高度方向上出現(xiàn)二次轉(zhuǎn)折,僅為IN/8.它的損耗比起氣隙居中者可再下降約50%.
文中指的損耗不包含磁芯損耗!
最后一圖為一專利
