EMFApplications-1例析.ppt

* Hall Chip Hall传感器的基本原理 lg = 0.98 lg = 1.83 lg = 3.21 Hall电流传感器的线性度与测量范围 lg I B a b 小气隙有助于降低Hall Chip处磁场的发散 a b H 气隙磁场分布对Hall芯片灵敏度的影响 a b a b H 变压器中的电磁场分布 激磁磁通 漏磁通 ip is im 原边电荷 副边电荷 原、副边电荷 电场分布 磁场分布 涡流损耗 磁芯损耗 高频变压器的绕组涡流损耗分析 x H(x), MMF 4*Ip MMF(x) Ip x Main flux Leakage flux Sandwiched Interleaved MMF(x) Ip x Leakage flux MMF(x) Ip x Leakage flux x H(x), MMF 2*Ip x H(x), MMF 1*Ip 改善高频变压器绕组涡流损耗的方法 MMF(x) Ip x MMF(x) Ip x MMF(x) Ip x 高频变压器的绕组电流密度分布 电感器中的磁场分布特点 Fluxes entering the window: 1. Fringing flux 2. By-pass flux Eddy currents in the winding Winding losses are caused by the fluxes going into the window Fringing flux By-pass flux Main flux i Magnetic field in winding window Fringing loss By-pass loss 气隙位置对绕组涡流损耗的影响分析 (E-I) (E-E) +IN/2 -IN/2 MMF y y IN +IN/1 MMF y y IN 多股绞线在高频中的应用 Current I Select conduction area Aw Frequency f Select wire diameter f Select strain number n 集肤透入深度d 电流密度J 在设计中，对给定的每股线经f，工程师往往选择更多股（更大面积 Aw）的导线，以降低电流密度J。 多股简单并联 多股绞线并联 多股绞线的频率特性 Case 1 Solid wire (1.0*1) Case 3 Litz wire (0.1*100) Ip=1.25A Ip=1.25A Case 2 Litz wire (0.2*25) Ip=1.25A Case3 f (KHz) P(W/m) (*0.375) Case2 Case1 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 10 400 800 1200 在给定的频率下，并不一定是每股越细交流损耗越小，除非每股足够细。 在给定的面积下，股径越细交流损耗越小的结论是有一定频率范围限制的。 Case 1 (Solid wire 1.0*1) Case 2 (Litz wire 0.1*100) 100KHz 多股绞线的频率特性分析 Case 1 Case 2 I=10 I=1 I=1 I=1 I=1 I=1 I=1 I=1 I=1 I=1 I=1 1000KHz Case 1 Case 2 股径越细，每股的集肤效应越小，但是股数越多，股间的内部临近效应越大。 在给定的面积下，股径越细交流损耗越小的结论是有一定频率范围限制的。 在给定股径下，并不是股数越多，交流损耗越小。 Rac(Solid) Rac(Litz) Rac(Solid) Rac(Litz) Enpirion POL Converter: 10W maximum output power Built in choke 5MHz operating frequency Up to 90% efficient MEMS电感及其应用 d Top NiFe - 4um Insulator Copper windings - 43um Bottom NiFe - 4um Silicon FeNi Enpirion’s POL (EN5312) ferrite plate 100 μm ferrite plate glue thickness ~13 μm Zoom MEMS电感的磁场分布 0 Hz(r) r z J(r) 假设: No magnetic voltage drop on the core Neglecting air gap fringing effect Cur