電感磁芯損耗（主要包括磁滯損耗和渦流損耗兩部分）的特性是功率材料的一個最主要的指標，它影響甚至決定了整機的工作效率
、溫升、可靠性。

 

什麼是電感
？

 

電dian感gan是shi把ba電dian能neng轉zhuan化hua為wei磁ci能neng而er存cun儲chu起qi來lai的de元yuan件jian，它ta隻zhi阻zu礙ai電dian流liu的de變bian化hua，有you通tong電dian與yu未wei通tong電dian兩liang種zhong狀zhuang態tai，如ru果guo電dian感gan器qi在zai沒mei有you電dian流liu通tong過guo的de狀zhuang態tai下xia，電dian路lu接jie通tong時shi它ta將jiang試shi圖tu阻zu礙ai電dian流liu流liu過guo它ta
；如果電感器在有電流通過的狀態下，電路斷開時它將試圖維持電流不變。

 

電(dian)感(gan)磁(ci)芯(xin)是(shi)由(you)線(xian)圈(quan)和(he)磁(ci)芯(xin)以(yi)及(ji)封(feng)裝(zhuang)材(cai)料(liao)組(zu)成(cheng)的(de)，線(xian)圈(quan)主(zhu)要(yao)起(qi)導(dao)電(dian)作(zuo)用(yong)，即(ji)磁(ci)芯(xin)是(shi)由(you)磁(ci)導(dao)率(lv)高(gao)的(de)材(cai)料(liao)組(zu)成(cheng)
，把(ba)磁(ci)場(chang)緊(jin)密(mi)地(di)約(yue)束(shu)在(zai)電(dian)感(gan)元(yuan)件(jian)周(zhou)圍(wei)增(zeng)大(da)電(dian)感(gan)。磁(ci)芯(xin)是(shi)由(you)傳(chuan)統(tong)的(de)矽(gui)鋼(gang)片(pian)，到(dao)鐵(tie)粉(fen), 鐵氧體, 鐵矽等變化。

 

電感磁芯損耗

 

1
、磁滯損耗

 

磁芯材料磁化時
，送到磁場的能量有2部分，一部分轉化為勢能，即去掉外磁化電流時，磁場能量可以返回電路
；而另一部分變為克服摩擦使磁芯發熱消耗掉，這就是磁滯損耗。

 

磁滯回線
，如下圖：

 

 

cihuaquxianzhongyinyingbufendemianjidaibiaolezaiyigegongzuozhouqinei，cixinzaicihuaguochengzhongyoucizhixianxiangyinqidenengliangsunhao。rushangtukezhi，yingxiangsunhaomianjidaxiaojigecanshushi：最大工作磁通密度B、最大磁場強度H
、剩磁Br
、矯頑力Hc，其中B和H取決於外部的電場條件和磁芯的尺寸參數，而Br和Hc取qu決jue於yu材cai料liao特te性xing。電dian感gan磁ci芯xin每mei磁ci化hua一yi周zhou期qi
，就jiu要yao損sun耗hao與yu磁ci滯zhi回hui線xian包bao圍wei麵mian積ji成cheng正zheng比bi的de能neng量liang，頻pin率lv越yue高gao
，損sun耗hao功gong率lv越yue大da，磁ci感gan應ying擺bai幅fu越yue大da
，包bao圍wei麵mian積ji越yue大da，磁ci滯zhi損sun耗hao越yue大da。

 

2、渦流損耗

 

在磁芯線圈中加上交流電壓時﹐線圈中流過激勵電流﹐激磁安匝產生的全部磁通Φi在磁芯中通過﹐如下圖。磁芯本身是導體﹐磁芯截麵周圍將鏈合全部磁通Φi而構成單匝的副邊線圈。

 

磁芯中的渦流

 

根據電磁感應定律可知：U= NdΦ/d t
；每一匝的感應電勢﹐即磁芯截麵最大周邊等效一匝感應電勢為

 

 

因為磁芯材料的電阻率不是無限大﹐繞著磁芯周邊有一定的電阻值﹐感應電壓產生電流ie即渦流，流過這個電阻
，引起ie2R損耗﹐即渦流損耗。

 

3、剩餘損耗

 

剩sheng餘yu損sun耗hao是shi由you於yu磁ci化hua弛chi豫yu效xiao應ying或huo磁ci性xing滯zhi後hou效xiao應ying引yin起qi的de損sun耗hao。所suo謂wei弛chi豫yu是shi指zhi在zai磁ci化hua或huo反fan磁ci化hua的de過guo程cheng中zhong，磁ci化hua狀zhuang態tai並bing不bu是shi隨sui磁ci化hua強qiang度du的de變bian化hua而er立li即ji變bian化hua到dao它ta的de最zui終zhong狀zhuang態tai
，而er是shi需xu要yao一yi個ge過guo程cheng，這zhe個ge‘時間效應’便是引起剩餘損耗的原因。它主要是在高頻1MHz以上一些馳豫損耗和旋磁共振等
，在開關電源幾百KHz的電力電子場合剩餘損耗比例非常低，可以近似忽略。

 

選擇合適的磁芯
，要考慮不同的B-H曲線和頻率特性，因為B-H曲qu線xian決jue定ding了le電dian感gan的de高gao頻pin損sun耗hao，飽bao和he曲qu線xian及ji電dian感gan量liang。因yin為wei渦wo流liu一yi方fang麵mian引yin起qi電dian阻zu損sun耗hao，導dao致zhi磁ci材cai料liao發fa熱re，並bing引yin起qi激ji磁ci電dian流liu加jia大da，另ling一yi方fang麵mian減jian少shao磁ci芯xin有you效xiao導dao磁ci麵mian積ji。所suo以yi盡jin量liang選xuan擇ze電dian阻zu率lv高gao的de磁ci性xing材cai料liao或huo采cai用yong碾nian軋zha成cheng帶dai料liao的de形xing式shi以yi減jian少shao渦wo流liu損sun耗hao。因yin此ci，鉑bo科ke新xin材cai料liaoNPH-L適用於更高頻率
、高功率器件的低損耗金屬粉芯。如圖所示：

 

 

磁芯損耗是磁芯材料內交替磁場引致的結果。某一種材料所產生的損耗
，是操作頻率與總磁通擺幅(ΔB)的函數，從而降低了有效傳導損耗。磁芯損耗是由磁芯材料的磁滯

、渦流和剩餘損耗引起的。所以，磁芯損耗是磁滯損耗、渦流損耗和剩磁損耗的總和。公式如下：

 

 

cizhisunhaoweicizhixianxiangchanshengdegonglvsunhao
，zhengbiyucizhihuixianbaoweidemianji。dangchuanguocixindecichangfashengbianhuashicixinneichanshengwoliu，woliuchanshengdesunhaojiaozuowoliusunhao。shengyusunhaoshichulecizhisunhaohewoliusunhaoyiwaiqitasuoyousunhao。

 

 

這一公式是用於測定磁通密度的峰值，與磁芯損耗曲線並用，應用在正弦波上，在這狀態下
，磁芯產生—種磁通密度峰與峰之間的擺幅(ΔB)，這一擺幅是上述公式所計算出的磁芯損耗磁通密度峰值的兩倍，如下圖所示：

 

 

總結：在總損耗主要是由磁芯損耗而不是銅損耗引起的電感器用途上，可用磁導率較低的磁芯材料改進。

 

 

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