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？

 

dianganshibadiannengzhuanhuaweicinengercunchuqilaideyuanjian，tazhizuaidianliudebianhua

，youtongdianyuweitongdianliangzhongzhuangtai，ruguodianganqizaimeiyoudianliutongguodezhuangtaixia，dianlujietongshitajiangshituzuaidianliuliuguota；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。

 

diangancixinshiyouxianquanhecixinyijifengzhuangcailiaozuchengde

，xianquanzhuyaoqidaodianzuoyong

，jicixinshiyoucidaolvgaodecailiaozucheng，bacichangjinmidiyueshuzaidianganyuanjianzhouweizengdadiangan。cixinshiyouchuantongdeguigangpian，daotiefen, 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：

 

 

磁ci化hua曲qu線xian中zhong陰yin影ying部bu分fen的de麵mian積ji代dai表biao了le在zai一yi個ge工gong作zuo周zhou期qi內nei
，磁ci芯xin在zai磁ci化hua過guo程cheng中zhong由you磁ci滯zhi現xian象xiang引yin起qi的de能neng量liang損sun耗hao。如ru上shang圖tu可ke知zhi，影ying響xiang損sun耗hao麵mian積ji大da小xiao幾ji個ge參can數shu是shi：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Hcqujueyucailiaotexing。diangancixinmeicihuayizhouqi，jiuyaosunhaoyucizhihuixianbaoweimianjichengzhengbidenengliang，pinlvyuegao
，sunhaogonglvyueda，ciganyingbaifuyueda，baoweimianjiyueda
，cizhisunhaoyueda。

 

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(liao)NPH-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。

 

 

推薦閱讀：