氣隙位置對電感參數的影響以及改進(jìn)

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)。氣隙的位置對電感參數有較大影響，下面基于有限元計算對此問(wèn)題進(jìn)行分析并給出一種新結構之磁芯。

為方便起見(jiàn)，從一EE型的Flyback變壓器開(kāi)始分析，其內部磁場(chǎng)分為如下幾個(gè)部分：主磁通、旁路磁通及擴散磁通。

電感器的損耗由旁路磁通及擴散磁通引起。由于主磁通與線(xiàn)圈平面平行(假定線(xiàn)圈為銅箔且沒(méi)有端部效應)，它不會(huì )引入電流密度J的變化，從而不影響線(xiàn)圈內電流的分布，此時(shí)線(xiàn)圈內電流由線(xiàn)圈自己決定。但旁路磁通與擴散磁通深入線(xiàn)圈，使鐵芯窗口內的磁場(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，擴散磁通與氣隙形狀有關(guān)，與位置關(guān)系不大，當然當它在兩端時(shí)由于磁路長(cháng)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(xiàn)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！

由于它將氣隙交錯布置，使磁壓降在高度方向上出現二次轉折，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！

最后一圖為專(zhuān)利。

網(wǎng)友hkbuaa：請問(wèn)什么是Flyback變壓器？flyback具體是什么意思？

答：Flyback變壓器是指Flyback變換器中繞制耦合電感的磁系統。

一般變壓器是通過(guò)電磁感應定律，當原邊給一個(gè)激勵時(shí)，同時(shí)在副邊感應出電壓并流通電流。磁芯的作用只是提供能量轉換所需的磁場(chǎng)，它并不存儲能量。

而Flyback變壓器不同，本質(zhì)上講它不是變壓器，因為在原邊有激勵時(shí)，副邊并沒(méi)有輸出。在原邊激勵時(shí)，其能量存儲于氣隙及磁芯中(很少)，此時(shí)原邊電流全部是激磁電流。當原邊關(guān)斷時(shí)，由于變壓器內部磁場(chǎng)不能瞬變，它將在副邊感應出電壓，方向與激磁時(shí)相反，并釋放能量。