磁性元件專題

磁性元件專題2023/9/2第1頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月1.概述

2.磁的基礎(chǔ)知識

3.磁材料

4.開關(guān)電源中的磁元件

5.線圈

6.變壓器設(shè)計

7.直流電感和反激變壓器設(shè)計

8.特殊磁元件1主要內(nèi)容2023/9/2第2頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月1.概述在開關(guān)中磁元件-體積20~30%,重量30~40%,損耗20~30%.特點(diǎn):1)無標(biāo)準(zhǔn)商品化元件；2)優(yōu)化函數(shù)多重;3)磁學(xué)基礎(chǔ)差;4)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn).2

磁元件的發(fā)展:高頻化;平面化;模塊化;集成化;陣列化;混合電路.2023/9/2第3頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月高頻化

減少體積，提高頻率遇到的問題：損耗α=1.2~1.7,β=2.2~2.7

發(fā)熱與散熱寄生參數(shù)L,C仿真困難－建模問題32023/9/2第4頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月平面變壓器42023/9/2第5頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月平面化優(yōu)點(diǎn)：適用于模塊Ls小線圈用PCB板，參數(shù)重復(fù)性好易于制造和裝配可靠性高散熱容易52023/9/2第6頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月模塊化引腳絕緣樹脂磁芯DIP－雙列直插電感變壓器利用PCB作為線圈的一部分N1/N2=4:4N=862023/9/2第7頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月模塊化優(yōu)點(diǎn)：標(biāo)準(zhǔn)化；例如DIP封裝。PCB是線圈的一部分；由于標(biāo)準(zhǔn)化，可象R,C元件一樣裝配；可實(shí)現(xiàn)多功能；參數(shù)穩(wěn)定；商品化。72023/9/2第8頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月集成化集成化的概念不是新的，如三相變壓器是三個單相變壓器綜合的結(jié)果。低輸出電壓變壓器既要減少整流器件壓降，又要減少接頭，希望變壓器和電感、電感和電感、變壓器和變壓器組合在一個磁芯上，合并在一個線圈中，最少的接頭。這就是所謂磁集成。82023/9/2第9頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.磁的基礎(chǔ)知識2.1

磁的基本概念物質(zhì)的磁現(xiàn)象磁的單位磁的基本定律-安培環(huán)路定律和電磁感應(yīng)定律磁路92023/9/2第10頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月物質(zhì)的磁現(xiàn)象磁性物質(zhì)磁化和去磁磁體的極性和磁力線磁場與磁場能量磁場對載流導(dǎo)體的作用102023/9/2第11頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月右手定則磁場方向電流方向磁場方向

電流方向112023/9/2第12頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2磁的單位磁感應(yīng)強(qiáng)度－磁通密度B單位長度導(dǎo)線，流過單位電流，在一個磁場中，受到單位的力（符合左手定則），這個磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度稱為單位磁感應(yīng)強(qiáng)度，在MKS制中單位用特斯拉（Tesla），簡稱為特，代號為T。在CGS制中為高斯（Gaus）,簡稱高（Gs）,與特的關(guān)系為1T=104GsB是表示某點(diǎn)磁場強(qiáng)度和方向的矢量。122023/9/2第13頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月磁通

磁通－垂直通過一個截面的磁力線總量稱為磁通量，簡稱磁通,用表示。一般情況：

nBαdAA13或

磁通密度2023/9/2第14頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月磁通的單位與換算在MKS制中磁通的單位是韋伯（Weber），簡稱韋，代號Wb.14在CGS制中，磁通的單位是麥克司韋（Maxwell），簡稱麥,代號Mx.與MKS制換算關(guān)系為2023/9/2第15頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月磁導(dǎo)率和磁場強(qiáng)度H電流產(chǎn)生磁場強(qiáng)度因材料的不同而不同.用一個系數(shù)表征材料的特性.相同電流產(chǎn)生磁場強(qiáng)的就越大.用表征材料特性,磁感應(yīng)強(qiáng)度與的比值只與產(chǎn)生磁場的電流有關(guān),即.H稱為磁場強(qiáng)度,也是向量152023/9/2第16頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3安培環(huán)路定律矢量H沿任意閉合曲線的積分等于此閉合曲線所包圍的所有電流的代數(shù)和(圖1.6),即dlHαI1I2I3根據(jù)右圖,方程右邊I4162023/9/2第17頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月磁場強(qiáng)度單位如果磁場強(qiáng)度H與閉合路徑方向一致,閉合路徑的積分為

在MKS制中磁場強(qiáng)度單位為安/米.而在CGS制中為奧斯特,簡稱奧,代號Oe.它們之間的變換關(guān)系為172023/9/2第18頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4電磁感應(yīng)定律楞次定律法拉第定律SN運(yùn)動方向182023/9/2第19頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月電磁感應(yīng)定律如果是多匝線圈式中：Ψ＝Nφ－磁鏈（Wb)192023/9/2第20頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5電路中的磁元件1、自感自感系數(shù)20即電感單位

L=伏秒/安=歐秒=亨利簡稱亨,代號H2023/9/2第21頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月電感的感應(yīng)電勢符號和單位+

e-電流增加-e+電流減少單位(亨)212023/9/2第22頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月自感電動勢與能量關(guān)系22能量關(guān)系2023/9/2第23頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2、互感線圈之間互感23N1N2i1i2φ11φ12互感系數(shù)MN1N2i1i2同名端用表示2023/9/2第24頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月互感電動勢24當(dāng)N1中電流i1變化時,在N2中感應(yīng)電勢同理，i2變化時，在N1中感應(yīng)電勢2023/9/2第25頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月電壓平衡方程式如果兩個耦合線圈都流過增量電流有25耦合系數(shù)2023/9/2第26頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月互感的并聯(lián)與串聯(lián)電感值分別為L1L2的兩個線圈有磁耦合26串聯(lián)：Lp=L1+L22M－－異名端串聯(lián)取正，同名端串聯(lián)取負(fù)并聯(lián)：分母中號決定原則：同名端并聯(lián)取正，異名端取負(fù)2023/9/2第27頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月變壓器127空載：電壓激勵，初級次級：變比：2023/9/2第28頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月變壓器2變壓器負(fù)載28u1u2N1N2kRLi1i2或‘i’2＝N2i2/N1－次級反射電流2023/9/2第29頁，課件