设计磁压以减小高频电感器线圈损耗技术研究.pdf

TECHNOLOGY APPLICATION ·技术与应用 设计磁压以减小高频电感器线圈损耗 技术的研究 毛行奎，陈 为 福州大学电气工程与自动化学院，福建 福州 350002 摘 应用有限元仿真软件深入研究了高频开气隙功率电感器线圈窗口磁场特征及其引起原因，结果表明气隙（磁要： 压）位置对电感器线圈窗口磁场分布有重要影响，进而严重影响线圈涡流损耗。在此基础上，提出通过设计电 感器磁压以减小其线圈涡流损耗的设计方法。据此设计方法对一些采用标准化以及非标准化磁心的高频功率电 感器线圈涡流损耗进行了分析与设计，并给出设计准则。有限元仿真验证了所提出的设计方法可以有效、很方 便地指导减小高频电感器线圈涡流损耗的研究。 关键词：开关电源；高频功率电感器；线圈损耗；功率变换器 Research on AC winding loss reduction technique for high-frequency power inductor by MMF design consideration MAO Xingkui, CHEN Wei Abstract: The magnetic field of high-frequency gapped inductor winding window is deeply researched by finite element simulation. The result shows that the gap arrangement has great effect on the field and the AC winding loss. Based on the result, a new method by magneto-motive force (MMF) design consideration is proposed for design and analysis of the AC winding loss reduction. With the method, winding loss of inductors with typical core is analyzed and relative design guidelines are also given. The magnetic field finite element simulations verified the new method effectively. Keywords: SMPS; high-frequency power inductor; winding loss; power converter 中图分类号：TM4 文献标识码：B 文章编号：1606-7517（2008）08-5-99 一．前言 线圈涡流损耗比较低，但由于粉心磁材料在高频下的损耗 密度较大，限制了其在高频和大交流工作磁密功率变换场 电感器在开关功率变换器中具有非常广泛的应用。相 合的应用。而对于高磁导率磁材料加气隙的电感器磁心结 对于变压器，电感器线圈电流产生的全部磁势必须由其磁 构，在高频功率应用场合使用时，由于功率铁氧体材料的 心全部承担，为承担这一磁势且不致磁心饱和以及满足电 高频涡流损耗小且价格便宜，故高磁导率磁材料常采用功 感值的要求，磁心的磁阻必须足够大。为得