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深圳市瑞申電子有限公司

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功率電感:新型電感器磁路氣隙的優(yōu)點(diǎn)(上)

時(shí)間:2014-12-27 14:58:35 點(diǎn)擊:
1 引言
傳統(tǒng)EE型電感器的用途非常廣泛,例如電子節(jié)能燈、電子鎮(zhèn)流器、開關(guān)電源、充電器、各種家用電器等等。其年產(chǎn)量非常龐大。EE型電感器是由磁芯、骨架、線包和膠帶組成,其中EE型磁芯是其核心組件。為了提高電感器的抗飽和能力,通常在EE型磁芯中柱的中間位置上設(shè)置磁路氣隙。邊緣磁通和散磁通集中存在于磁路氣隙附近,而EE型的磁路結(jié)構(gòu)使得磁路氣隙處于線包的中心位置,使得邊緣磁通和散磁通對線包的影響增大而帶來了一系列的負(fù)面問題。
2 電感器氣隙附近的部分線圈將失去“電-磁”轉(zhuǎn)換作用
我們知道,空心線圈所產(chǎn)生的磁場很弱,這主要是因?yàn)榭諝獾拇艑?dǎo)率很低造成的。如果線圈中間沒有高磁導(dǎo)率的磁性材料,線圈將無法產(chǎn)生強(qiáng)磁場。而EE型電感器的磁路氣隙附近的線圈(模壓電感企業(yè)參見圖1),也將因中間沒有高磁導(dǎo)率的磁性材料很難將電能轉(zhuǎn)換成磁場能,其轉(zhuǎn)換效率很低。所以,我們說氣隙附近的部分線圈失去了“電-磁”轉(zhuǎn)換作用。其結(jié)果導(dǎo)致EE型電感器要達(dá)到預(yù)定的電感量和性能,必須要額外地增加線圈的匝數(shù),去彌補(bǔ)氣隙附近的部分線圈失去 “電-磁”轉(zhuǎn)換能力而造成的性能損失,這會使電感器的直流電阻值增大、損耗增加。電感器的氣隙越大失去“電-磁”轉(zhuǎn)換能力電感生產(chǎn)的線圈越多,結(jié)果造成漆包銅線的浪費(fèi)將會越多,電感器的損耗也越大。它還會造成電感的Q值下降,引起電感的溫升加大。
3 功率電感器氣隙處附近的部分線圈削弱主磁通
在電感氣隙附近的部分線圈,除了一些失去“電-磁”轉(zhuǎn)換作用而不能參與“電-磁”轉(zhuǎn)換外,還會受氣隙附近邊緣磁通的影響。根據(jù)有關(guān)電磁感應(yīng)定律,在氣隙附近的線圈(參見圖2),在邊緣磁通的作用下將感生電動勢,產(chǎn)生的感生電動勢將產(chǎn)生感生電流,感生電流最終形成感生電流磁場,其磁場方向與主磁通的磁場相反,請參見(圖3)。
從(圖3)我們可以清楚的看到,由于感生電流磁場的方向與主磁通的磁場相反,這將使主磁通的磁場變?nèi)酰虼宋覀冋f電感器氣隙附近的部分線圈,由于邊緣磁通的作用削弱了主磁通,這部分線圈以磁場能量的方式反饋回到電源,理論上使電感器產(chǎn)生的溫升幅度應(yīng)該很小。但其結(jié)果導(dǎo)致要達(dá)到預(yù)定的電感量,必須增加線圈的匝數(shù),以補(bǔ)充削弱主磁通產(chǎn)生磁場的線圈,才能夠達(dá)到預(yù)定的電感量。但增加的線圈會增大電感器的電阻值、從而增加電感器的損耗。電感的氣隙越大產(chǎn)生的邊緣磁通越大,削弱主磁通的線圈就越多。其結(jié)果使電感器的Q值降低、損耗增大,最終引起電感的溫升升高。造成漆包銅線的浪費(fèi)將越多。
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