开关电源中的磁性元器件

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南京航空航天大学自动化学院

赵修科 主编（刘波整理）

2004年8月

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开关电源中的磁性元器件

目 录

第一章 磁的基本概念　……………………………………………８

1.1 磁的基本现象 …………………………………………………………………………………８ 1.2 电流与磁场……………………………………………………………………………………８1.3 磁的单位和电磁基本定律………………………………………………………………… 9

1.3.1 磁感应强度(B-磁通密度) ……………………………………………………………………９ 1.3.2 磁通……………………………………………………………………………………………10 1.3.3 磁导率µ H ………………………………………………………………………10 1.3.4 安培环路定律 ………………………………………………………………………………… 11 1.3.5 电磁感应定律 …………………………………………………………………………………12 1.3.6 电磁能量关系 …………………………………………………………………………………１３ 本章要点 ........................................................................................................................................ 14

第二章 电路中的磁性元件　………………………………………15

2.1 自感 ……………………………………………………………………………………………15 2.2 互感 ……………………………………………………………………………………………15

2.2.1 线圈之间的互感 ………………………………………………………………………………16 2.2.2 互感系数………………………………………………………………………………………16 2.2.3 互感电动势……………………………………………………………………………………16 2.2.4 互感电路………………………………………………………………………………………17 2.3 变压器…………………………………………………………………………………………19 2.3.1 变压器空载……………………………………………………………………………………20 2.3.2 变压器负载状态………………………………………………………………………………202.3.3 变压器等效电路………………………………………………………………………………20 本章要点…………………………………………………………………………………………２２

第三章 磁路和电感计算　…………………………………………２４

3.1 磁路的概念 …………………………………………………………………………………24 3.2 磁路的欧姆定律 ……………………………………………………………………………24 3.3 磁芯磁场和磁路 ……………………………………………………………………………26

3.3.1 无气隙磁芯磁场 ………………………………………………………………………………26 3.3.2 E型磁芯磁场和等效磁路……………………………………………………………………28 3.3.3 气隙磁导的计算 ………………………………………………………………………………３０3.4 电感计算 ………………………………………………………………………………………34 3.4.1 导线和无磁芯线圈的电感计算－经验公式…………………………………………………35 3.4.2 磁芯电感………………………………………………………………………………………40 本章要点……………………………………………………………………………………………42

第四章 软磁材料　　　………………………………………………43

4.1 磁性材料的磁化………………………………………………………………………………43 4.2 磁材料的磁化曲线……………………………………………………………………………43

4.2.1 磁性物质磁化过程和初始磁化曲线 …………………………………………………………44 4.2.2 饱和磁滞回线和基本参数……………………………………………………………………48 4.3 磁芯损耗………………………………………………………………………………………45

开关电源中的磁性元器件

4.3.1 磁化能量和磁滞损耗Ph………………………………………………………………………45 4.3.2 涡流损耗Pe ……………………………………………………………………………………47 4.3.3 剩余损耗Pc ……………………………………………………………………………………484.4 磁化曲线的测量和显示……………………………………………………………………… 48 4.4.1 测试原理和电路 ……………………………………………………………………………… 484.4.2 磁化曲线的显示 …………………………………………………………………………… 49 4.5 相对磁导率µr……………………………………………………………………………………50 4.5.1 最大磁导率μm…………………………………………………………………………………50 4.5.2 初始磁导率μI …………………………………………………………………………………50 4.5.3 增量磁导率µ ………………………………………………………………………………… 50 4.5.4 有效磁导率μe…………………………………………………………………………………51 4.5.5 幅值磁导率µa …………………………………………………………………………………51 4.6 常用软磁材料 ………………………………………………………………………………… 524.6.1 对软磁材料的要求 …………………………………………………………………………… 52 4.6.2 合金磁材料 ……………………………………………………………………………………52 4.6.3 磁粉芯…………………………………………………………………………………………58 4.6.4 软磁铁氧体材料 ……………………………………………………………………………… 59 4.7 软磁材料的选用原则 ……………………………………………………………………………63 本章要点 ……………………………………………………………………………………………６３

第五章 变换器中磁芯的工作要求…　…………………………………65

5.1 Ⅰ类工作状态－Buck变换器滤波电感磁芯 ……………………………………………………65 5.2 Ⅱ类工作状态－正激变换器变压器 …………………………………………………………… 67 5.3 Ⅲ类工作状态－推挽型变换器中变压器 …………………………………………………… 69 5.3.1 输出交流时逆变器中的变压器 ………………………………………………………………63 5.3.2 SPWM交流输出滤波电感 ………………………………………………………………… 65 5.3.3直流输出时变压器的工作状态 ……………………………………………………………… 66 5.4准Ⅲ工作状态－磁放大器磁芯工作状态………………………………………………………75 5.4.1 磁放大器原 …… 此处隐藏：13006字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……