捷创力高仪器有限公司
业务电话:0731-85260926
技术支持:0731-85260926
公司传真:0731-85263946
网络支持:QQ-2582961985
E-mail: yujin.wu@miko.com.cn
公司地址:湖南省长沙市雨花区韶山南路亚商国际大厦A座2524室
 
技术支持 你当前的位置:首页 - 技术支持
功率型电感的功率耗损形成原理与测试方案
发布日期:2019-8-27   点击次数:82
功率型电感的功率耗损形成原理与测试方案

    在交换周期中,因磁芯功率电感磁性能量变化所造成的能源耗损,为导通时间以磁能方式存入磁芯、以及在关闭时由磁芯所提取磁能量间的差异。因此,存入磁芯的总能量为图二中B-H回路阴影区域乘上磁芯的体积大小。当功率电感电流下降时,磁场强度降低,磁通密度会循着图二中的不同路径(依据箭头的方向)变化,其中大部分的能量会进入负载,储存能量与发出能量间的差,就是能量的耗损。磁芯的能量耗损为B-H回路所画出的区域乘上磁芯的体积,这个能量乘以切换频率就是功率耗损。迟滞耗损依函数而定,对大部分的铁氧体材料来说,n大约位在2.5到3的范围,但这只有在磁芯没有成为饱和状态、同时交换频率落在规定运作范围内才有效。图二中的阴影区域显示,B-H回路的第一象限为磁通密度的运作区域,因为大部分的升压式与降压式转换器都以正电感电流运作。
    磁芯功率电感的第二个耗损来源为涡流电流。涡流电流是磁芯物质因磁通量变化所造成的电流,依据愣次定律(Lenz’s Law),磁通量的变化会带来一个产生与初始磁通量变化方向相反的反向电流;这个称为涡流的电流,会流进传导磁芯材料,并造成功率耗损。这也可以由法拉第定律看出。由涡流电流所造成的磁芯功率耗损,正比于磁芯磁通量变化率的平方。由于磁通量变化率直接正比于所加上的电压,因此涡流电流的功率耗损会随着所加上电感电压的平方增加,并直接与它的波宽相关。相对于迟滞区间耗损,磁芯涡流电流通常会因磁芯材料的高电阻而低上许多,通常磁芯耗损的资料,会同时计入迟滞区间以及磁芯涡流电流的耗损。
    要测量磁芯耗损通常相当困难,因为其包含相当复杂用来测量磁通密度的测试设置安排、以及对迟滞回路的估算。迄今许多电感器制造商并没有提供这方面的资料,不过却有部分可以用来估算出电感器磁芯耗损的一些特性曲线,这可以由铁氧体材料制造商、峰对峰磁通密度与频率的函数得出。如果知道电感器磁芯所采用的特定铁氧体材料以及体积大小,那么就可以利用这些曲线有效地估算出磁芯耗损。
    这类曲线,例如(图三)中的铁氧体材料,是以加入双极磁通量变化信号的正弦波变化电压的方式取得,当以方波型式(包含更高频谐波)以及单极磁通量变化,运作进行直流对直流转换器的磁芯耗损估算时,可以使用基础频率以及1/2的峰对峰磁通密度进行,电感器的体积或重量也能够经过测量或计算得出。
    功率电感之磁芯的功率耗损
    部分电感器制造商有提供磁芯耗损图、或者是可以用来取得更加精确磁芯功率耗损估算的方程式,在部分厂商电感器资料规格书中,有提供电感器的磁芯耗损方程式。磁芯耗损是由采用常数(K-factors)的方程式提供,因此可以藉由频率以及峰对峰的电感电流涟波函数,来计算磁芯耗损。另一方面,厂商也会以图形方式,提供许多电感器产品的磁芯耗损。
    贴片电感,是闭合回路的一种属性。当贴片电感的线圈通过电流后,贴片电感在线圈中形成磁场感应,感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。贴片电感在电路中起到的作用是在通过非稳恒电流时产生变化的磁场,而这个磁场又会反过来影响电流,贴片电感在电源回路中串如电感,电感对直流是直通的,对高频脉冲是高阻的,所以起到通直流阻交流脉冲的作用。
    电阻用来控制电路中的电流,电容用来隔直流通交流, 电感用来阻高频通低频的,另一方面电容和电感都是储能元件,所以在电路中还有滤波作用。贴片电感在电路中具有阻止交流电通过而让直流电顺利通过的特性。电感的特性是通直流、阻交流,频率越高,线圈阻抗越大。电感器在电路中经常和电容一起工作
    电感线圈有阻止交流电路中电流变化的特性。电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性,在电学上取名为"自感应",贴片电感在低频时,电感一般呈现电感特性,既只起蓄能,滤高频的特性,但在高频时,它的阻抗特性表现的很明显。有耗能发热,感性效应降低等现象。不同的电感的高频特性都不一样。 在交换周期中,因磁芯功率电感磁性能量变化所造成的能源耗损,为导通时间以磁能方式存入磁芯、以及在关闭时由磁芯所提取磁能量间的差异。因此,存入磁芯的总能量为图二中B-H回路阴影区域乘上磁芯的体积大小。当功率电感电流下降时,磁场强度降低,磁通密度会循着图二中的不同路径(依据箭头的方向)变化,其中大部分的能量会进入负载,储存能量与发出能量间的差,就是能量的耗损。磁芯的能量耗损为B-H回路所画出的区域乘上磁芯的体积,这个能量乘以切换频率就是功率耗损。迟滞耗损依函数而定,对大部分的铁氧体材料来说,n大约位在2.5到3的范围,但这只有在磁芯没有成为饱和状态、同时交换频率落在规定运作范围内才有效。图二中的阴影区域显示,B-H回路的第一象限为磁通密度的运作区域,因为大部分的升压式与降压式转换器都以正电感电流运作。
    磁芯功率电感的第二个耗损来源为涡流电流。涡流电流是磁芯物质因磁通量变化所造成的电流,依据愣次定律(Lenz’s Law),磁通量的变化会带来一个产生与初始磁通量变化方向相反的反向电流;这个称为涡流的电流,会流进传导磁芯材料,并造成功率耗损。这也可以由法拉第定律看出。由涡流电流所造成的磁芯功率耗损,正比于磁芯磁通量变化率的平方。由于磁通量变化率直接正比于所加上的电压,因此涡流电流的功率耗损会随着所加上电感电压的平方增加,并直接与它的波宽相关。相对于迟滞区间耗损,磁芯涡流电流通常会因磁芯材料的高电阻而低上许多,通常磁芯耗损的资料,会同时计入迟滞区间以及磁芯涡流电流的耗损。
    要测量磁芯耗损通常相当困难,因为其包含相当复杂用来测量磁通密度的测试设置安排、以及对迟滞回路的估算。迄今许多电感器制造商并没有提供这方面的资料,不过却有部分可以用来估算出电感器磁芯耗损的一些特性曲线,这可以由铁氧体材料制造商、峰对峰磁通密度与频率的函数得出。如果知道电感器磁芯所采用的特定铁氧体材料以及体积大小,那么就可以利用这些曲线有效地估算出磁芯耗损。
    这类曲线,例如(图三)中的铁氧体材料,是以加入双极磁通量变化信号的正弦波变化电压的方式取得,当以方波型式(包含更高频谐波)以及单极磁通量变化,运作进行直流对直流转换器的磁芯耗损估算时,可以使用基础频率以及1/2的峰对峰磁通密度进行,电感器的体积或重量也能够经过测量或计算得出。
    功率电感之磁芯的功率耗损
    部分电感器制造商有提供磁芯耗损图、或者是可以用来取得更加精确磁芯功率耗损估算的方程式,在部分厂商电感器资料规格书中,有提供电感器的磁芯耗损方程式。磁芯耗损是由采用常数(K-factors)的方程式提供,因此可以藉由频率以及峰对峰的电感电流涟波函数,来计算磁芯耗损。另一方面,厂商也会以图形方式,提供许多电感器产品的磁芯耗损。
    贴片电感,是闭合回路的一种属性。当贴片电感的线圈通过电流后,贴片电感在线圈中形成磁场感应,感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。贴片电感在电路中起到的作用是在通过非稳恒电流时产生变化的磁场,而这个磁场又会反过来影响电流,贴片电感在电源回路中串如电感,电感对直流是直通的,对高频脉冲是高阻的,所以起到通直流阻交流脉冲的作用。
    电阻用来控制电路中的电流,电容用来隔直流通交流, 电感用来阻高频通低频的,另一方面电容和电感都是储能元件,所以在电路中还有滤波作用。贴片电感在电路中具有阻止交流电通过而让直流电顺利通过的特性。电感的特性是通直流、阻交流,频率越高,线圈阻抗越大。电感器在电路中经常和电容一起工作
    电感线圈有阻止交流电路中电流变化的特性。电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性,在电学上取名为"自感应",贴片电感在低频时,电感一般呈现电感特性,既只起蓄能,滤高频的特性,但在高频时,它的阻抗特性表现的很明显。有耗能发热,感性效应降低等现象。不同的电感的高频特性都不一样。

关于我们产品信息应用解决方案技术支持与售后服务重点客户联系我们

 英国牛顿科技N4L -  日本岩通计测IWATSU - 英国LA - 德国PMK - 日本APOLLOWAVE - 德国 DR HUBERT  中国总代理商  

页面版权所有 长沙力高捷创仪器有限公司 《中华人民共和国电信与信息服务业务经营许可证》 编号:湘ICP备19020595号  

地址:湖南省 长沙市雨花区韶山南路亚商国际大厦A座2524室   联系电话: 0731-85260926  传真:0731-85263946

CASCADE射频微波探针|APOLLOWAVE半自动功率探针台探针卡|VITREK 安规/高压表|PEM CWT探头|PSM1700频率响应|PEARSON电流探头|IWATSU 曲线图示仪|PMK高压探头




收缩