磁性元件專題精品課件

1、磁性元件專題2022/9/25第1頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五1. 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2022/9/25第2頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五1. 概 述 在 開 關(guān) 中磁 元 件 - 體 積2030%, 重量3040%,損耗2030%.特點: 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) 實踐和經(jīng)驗.2 磁元件的發(fā)展: 高頻化;平面

2、化;模塊化; 集成化;陣列化;混合電路.2022/9/25第3頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五高頻化 減少體積，提高頻率遇到的問題：損耗=1.21.7,=2.22.7 發(fā)熱與散熱寄生參數(shù)L,C仿真困難建模問題32022/9/25第4頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五平面變壓器42022/9/25第5頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五平面化優(yōu)點：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52022/9/25第6頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五模塊化 引腳 絕緣樹脂

3、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=862022/9/25第7頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五模塊化優(yōu)點：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；可實現(xiàn)多功能；參數(shù)穩(wěn)定；商品化。72022/9/25第8頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五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。8

4、2022/9/25第9頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五2. 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92022/9/25第10頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五物質(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102022/9/25第11頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五右手定則 磁場方向 電流方向 磁場方向 電流方向112022/9/25第12頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五2.2 磁的單位磁感應(yīng)強度磁通

5、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)強度稱為單位磁感應(yīng)強度，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是表示某點磁場強度和方向的矢量。122022/9/25第13頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五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： nBdAA13或 磁通密度2022/9/25第14頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五磁通的單位與換算在MKS制中磁通的單位是

6、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2022/9/25第15頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五磁導(dǎo)率和磁場強度H電流產(chǎn)生磁場強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)生磁場強的就越大.用表征材料特性, 磁感應(yīng)強度與的比值只與產(chǎn)生磁場的電流有關(guān),即.H稱為磁場強度,也是向量152022/9/25第16頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五2.3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d

7、lHI1I2I3根據(jù)右圖,方程右邊I4162022/9/25第17頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五磁場強度單位如果磁場強度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172022/9/25第18頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五2.4電磁感應(yīng)定律楞次定律法拉第定律SN運動方向182022/9/25第19頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五電磁感應(yīng)定律如果是多匝線圈式中：N磁鏈（Wb)192022/9/25第20頁，共31頁，2022

8、年，5月20日，10點18分，星期五2.5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H2022/9/25第21頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五電感的感應(yīng)電勢符號和單位+ e -電流增加- e +電流減少單位(亨)212022/9/25第22頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五自感電動勢與能量關(guān)系22能量關(guān)系2022/9/25第23頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五2、互感線圈之間互感23N1N2i1i21112互感系數(shù)MN1N2i1i2同名端用 表示2022/9/25第24頁，共3

9、1頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五互感電動勢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2022/9/25第25頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五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)2022/9/25第26頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五互感的并聯(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+L2 2M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)2022/9/25第27頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五變壓器127空載：電壓激勵，初級次級：變比：2022/9/25第28頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五變壓器2變壓器負(fù)載28u1u2N1N2kRLi1i2或i2N2i2/N1次級反射電流2022/9/25第29頁，共31頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五漏