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。

 

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：

 

 

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

 

shengyusunhaoshiyouyucihuachiyuxiaoyinghuocixingzhihouxiaoyingyinqidesunhao。suoweichiyushizhizaicihuahuofancihuadeguochengzhong，cihuazhuangtaibingbushisuicihuaqiangdudebianhuaerlijibianhuadaotadezuizhongzhuangtai
，ershixuyaoyigeguocheng，zhege‘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-Hquxianjuedinglediangandegaopinsunhao，baohequxianjidianganliang。yinweiwoliuyifangmianyinqidianzusunhao，daozhicicailiaofare，bingyinqijicidianliujiada，lingyifangmianjianshaocixinyouxiaodaocimianji。suoyijinliangxuanzedianzulvgaodecixingcailiaohuocaiyongnianzhachengdailiaodexingshiyijianshaowoliusunhao。yinci，bokexincailiaoNPH-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：

 

 

磁(ci)滯(zhi)損(sun)耗(hao)為(wei)磁(ci)滯(zhi)現(xian)象(xiang)產(chan)生(sheng)的(de)功(gong)率(lv)損(sun)耗(hao)

，正(zheng)比(bi)於(yu)磁(ci)滯(zhi)回(hui)線(xian)包(bao)圍(wei)的(de)麵(mian)積(ji)。當(dang)穿(chuan)過(guo)磁(ci)芯(xin)的(de)磁(ci)場(chang)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)時(shi)磁(ci)芯(xin)內(nei)產(chan)生(sheng)渦(wo)流(liu)，渦(wo)流(liu)產(chan)生(sheng)的(de)損(sun)耗(hao)叫(jiao)做(zuo)渦(wo)流(liu)損(sun)耗(hao)。剩(sheng)餘(yu)損(sun)耗(hao)是(shi)除(chu)了(le)磁(ci)滯(zhi)損(sun)耗(hao)和(he)渦(wo)流(liu)損(sun)耗(hao)以(yi)外(wai)其(qi)他(ta)所(suo)有(you)損(sun)耗(hao)。

 

 

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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