磁芯电感的功率耗损
磁芯电感现在应用得越来越广泛,今天我们来谈谈磁芯电感的相关内容,希望能对各位读者有研究和设计的帮助。
在交换周期中,因磁芯功率电感磁性能量变化所造成的能源耗损,为导通时间以磁能方式存入磁芯、以及在关闭时由磁芯所提取磁能量间的差异。因此,存入磁芯的总能量为图二中B-H回路阴影区域乘上磁芯的体积大小。当功率电感电流下降时,磁场强度降低,磁通密度会循着图二中的不同路径(依据箭头的方向)变化,其中大部分的能量会进入负载,储存能量与发出能量间的差,就是能量的耗损。磁芯的能量耗损为B-H回路所画出的区域乘上磁芯的体积,这个能量乘以切换频率就是功率耗损。迟滞耗损依函数而定,对大部分的铁氧体材料来说,n大约位在2.5到3的范围,但这只有在磁芯没有成为饱和状态、同时交换频率落在规定运作范围内才有效。图二中的阴影区域显示,B-H回路的第一象限为磁通密度的运作区域,因为大部分的升压式与降压式转换器都以正电感电流运作。
磁芯功率电感的第二个耗损来源为涡流电流。涡流电流是磁芯物质因磁通量变化所造成的电流,依据愣次定律(Lenz’s Law),磁通量的变化会带来一个产生与初始磁通量变化方向相反的反向电流;这个称为涡流的电流,会流进传导磁芯材料,并造成功率耗损。这也可以由法拉第定律看出。由涡流电流所造成的磁芯功率耗损,正比于磁芯磁通量变化率的平方。由于磁通量变化率直接正比于所加上的电压,因此涡流电流的功率耗损会随着所加上电感电压的平方增加,并直接与它的波宽相关。相对于迟滞区间耗损,磁芯涡流电流通常会因磁芯材料的高电阻而低上许多,通常磁芯耗损的资料,会同时计入迟滞区间以及磁芯涡流电流的耗损。
要测量磁芯耗损通常相当困难,因为其包含相当复杂用来测量磁通密度的测试设置安排、以及对迟滞回路的估算。迄今许多电感器制造商并没有提供这方面的资料,不过却有部分可以用来估算出电感器磁芯耗损的一些特性曲线,这可以由铁氧体材料制造商、峰对峰磁通密度与频率的函数得出。如果知道电感器磁芯所采用的特定铁氧体材料以及体积大小,那么就可以利用这些曲线有效地估算出磁芯耗损。
这类曲线,例如(图三)中的铁氧体材料,是以加入双极磁通量变化信号的正弦波变化电压的方式取得,当以方波型式(包含更高频谐波)以及单极磁通量变化,运作进行直流对直流转换器的磁芯耗损估算时,可以使用基础频率以及1/2的峰对峰磁通密度进行,电感器的体积或重量也能够经过测量或计算得出。
功率电感之磁芯的功率耗损
部分电感器制造商有提供磁芯耗损图、或者是可以用来取得更加精确磁芯功率耗损估算的方程式,在部分厂商电感器资料规格书中,有提供电感器的磁芯耗损方程式。磁芯耗损是由采用常数(K-factors)的方程式提供,因此可以藉由频率以及峰对峰的电感电流涟波函数,来计算磁芯耗损。另一方面,厂商也会以图形方式,提供许多电感器产品的磁芯耗损。
特别推荐
- 增强视觉传感器功能:3D图像拼接算法帮助扩大视场
- PNP 晶体管:特性和应用
- 使用IO-Link收发器管理数据链路如何简化微控制器选择
- 用好 DMA控制器这两种模式 MCU效率大大提高!
- 深入分析带耦合电感多相降压转换器的电压纹波问题
- Honda(本田)与瑞萨签署协议,共同开发用于软件定义汽车的高性能SoC
- 第13讲:超小型全SiC DIPIPM
技术文章更多>>
- 用第三代 SiC MOSFET设计电源性能和能效表现惊人!
- 如何防止掉电状况下的系统出错?
- 贸泽与TE Connectivity 和Microchip Technology联手推出聚焦汽车Zonal架构的电子书
- PCI Express Gen5:自动化多通道测试
- 如何通过配置控制器优化CAN总线系统性能
技术白皮书下载更多>>
- 车规与基于V2X的车辆协同主动避撞技术展望
- 数字隔离助力新能源汽车安全隔离的新挑战
- 汽车模块抛负载的解决方案
- 车用连接器的安全创新应用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
热门搜索
线绕电位器
线绕电阻
线束
限位开关
陷波器
相变存储器
消弧线圈
肖特基二极管
心率监测仪
欣达旺
新唐科技
信号发生器
信号继电器
行程开关
修复设备
蓄电池
旋转开关
血压计
血氧仪
压电蜂鸣器
压接连接器
压控振荡器
压力传感器
压力开关
压敏电阻
扬声器
遥控开关
医疗电子
医用成像
移动电源