高频大电流空心电感器设计

依据高频大电流空心电感器的物理和高频模型,首先给出了电感量、Q值、自谐振频率、自电容等性能参数的计算方法,然后分析了电感器的温升。最后以电感量为150±10%nH的一款电感器为例进行了具体设计计算,同时制作出了电感器样品。性能实测结果表明,电感器的实测性能与设计结果符合较好,验证了设计方法的正确性,对于同类电感器设计具有参考价值。

三防漆应力作用致绕线电感器开路的失效分析

针对安装在印制电路板上的绕线片式电感器在涂覆三防漆后发生的开路失效进行了分析。详细地介绍了分析过程与手段,主要从器件结构、装配工艺、断口位置与形貌特征等方面展开了分析,确认电感器的失效原因是三防漆在环境温度变化时发生热胀冷缩,对引出线产生一定的应力作用,长此以往,最终导致了引出线在焊接根部位置发生疲劳断裂。

电感器位于交流侧的单相不控整流滤波器的可视化设计分析

整流滤波电路用途广,消除电感器直流偏磁的影响已成为研究的热点。将电感器由直流侧挪至交流侧,可消除电感器的直流分量,但其动静态特性的分析和优化设计也更加复杂。该文对不控整流电路进行分析,利用5维可视化展现两种情况下瞬态电压和电流的变化过程,仿真和实验均表明,采用交流电感器时振荡电压低浪涌电流持续时间短,电感器位于交流侧时铁心利用率高,在稳态滤波效果大致相同的条件下,体积比位于直流侧的电感器小,两者之比约为1/2。

基于高导锰锌铁氧体磁芯的单相共差模磁集成电感器

通过对共模电感器及差模电感器工作原理、特点的分析,利用高导锰锌铁氧体材料制作了单相共差模磁集成电感器。结果表明,使用EI44/30/20高导锰锌铁氧体磁芯制作的单相共差模磁集成电感器,当气隙长度lg为6.7 mm、匝数为10匝时,共模电感量为690μH,差模电感量为28μH,饱和电流超过40 A。

环形铁芯电感器设计基础

１引言１９８７年，著名物理学家杨振宁博士应邀到复旦大学讲学，带来了一只环形铁芯电感器，引起人们极大的兴趣。但是，由于长时间国内的技术、工艺和设备一时跟不上，影响了环形铁芯电感器的发展。目前，有的厂家采用进口设备进行生产，产品在质量方面还存在一些问题。...

环形铁芯电感器

１引言众所周知，Ｅ形硅钢片工作时在铁片的平面上磁力线排布不均，外圈疏，内圈密，９０°转角处极其拥挤，而周边的四个顶角附近磁力线通过得很少。由于Ｅ形硅钢片受到本身机械性能的牵制，磁通密度不可能做得很高（Ｂｍ≤１．３Ｔ）。为了减少Ｅ形硅钢片的涡流损耗，往...

高频电感器线圈损耗分析与交错气隙布置

通过对高频电感器线圈损耗的详细分析 ,发现电感器的旁路磁通会在线圈上引起额外损耗。在此基础上 ,提出一种新型气隙设计方案与铁心结构。在该结构下 ,铁心的气隙沿铁心柱交错布置 ,减少了穿越线圈窗口的旁路磁通。与通常的EE、EI型铁心电感器相比 ,它有效降低了线圈损耗。

多层片式电感器用NiCuZn铁氧体的低温烧结

本文利用Bi2O3作为烧结促进剂实现了NiCuZn铁氧体在900℃以下烧结．利用TG、DTA、DDTA等分析手段研究Bi2O3的低温烧结机理，并确定最佳烧结温度范围在840～900℃之间．X－ray分析结果表明：加入Bi2O3后生成另相化合物Bi(36)Fe2O(57)烧结后期少量Fe的固溶有助于稳定高温γ－Bi2O3相的立方结构，避免了冷却过程中的晶型转变．Bi(36)Fe2O(57)另相的存在能有效地阻止晶粒长大，从而达到改性的目的．

“E王E”形耦合电感器的设计及其在交错并联磁集成双向DC-DC变换器中的应用

为了克服传统EE形耦合电感器的气隙过于集中、磁压和磁通分布不均匀、气隙离绕组过近等缺点,提出一种"E王E"形耦合电感器结构,建立了磁路模型,给出了设计方法。通过仿真和实验证明,该结构增加了一条并联气隙磁路从而使磁路的磁压和磁通分布比较均匀,磁路的磁阻减小,电感因数和耦合强度增大;气隙远离绕组从而减小气隙扩散磁通和旁路磁通及绕组涡流损耗;绕组绕在长宽比较小的铁心中柱上从而减小绕组长度;所给出的改进磁路模型和设计方法可以用于这种耦合电感器的设计;将这种耦合电感器用于交错并联磁集成双向DC-DC变换器,具有输出电压纹波小、电感电流波形平滑、毛刺少、开关管开通和关断时的电流尖峰小等优点,并且可以有效地提高电路的轻载效率。

铁氧体环形电感器寄生电容的提取

铁氧体电感器在较高频率时可等效为"电阻、电感"的串联支路与一寄生电容的并联,该电容的存在对电感器的高频性能有重要影响。建立铁氧体环形电感器2D平行平面场和3D静电场有限元模型,分别计算任意两线匝之间的杂散电容,由此得到其等效电容网络。若在电感器输入和输出线匝间加一单位电流,基于节点电压方程,则可求解得到电感器的容性集中参数——寄生电容。在假定该寄生电容与频率无关时,利用测试电感器的谐振频率,可得到该寄生电容。计算与实验对比显示,电感器的边缘效应在静电场的模型建立中占据非常重要的地位,即包括线匝杂散电容计算在内的静电场分析必须以3D模型进行。若仅考虑相邻3匝间的杂散电容,则电感器等效寄生电容值可达考虑所有线匝间杂散电容时寄生电容的95%以上,寄生电容与铁氧体磁心和导线绝缘材料的介电常数呈线性关系,且绝缘材料的介电常数对寄生电容的影响更大。

一种新型无芯PCB平面电感器研究

本文主要介绍了在印制板上制作无芯电感的方法 ,分析了其结构和性能 ,并采用数值计算方法建立了平面电感计算模型 ,为设计电感提供了一条切实可行的途径。采用现代化的印制板技术 ,可以精确地控制电感器的绕线宽度、线间距 ,克服了机器绕线一致性差的缺点 ,并使电感从三维向两维发展 。

“目”字形耦合电感器的设计及应用

为适应新一代变换器低压、大电流和快速暂态响应的功率需求,提出一种"目"字形耦合电感结构,通过分析耦合电感的磁通分布,建立了磁路模型,从而得到自感、漏感和互感的计算公式,并给出耦合电感的设计方法。通过仿真和实验,证明了磁件模型的正确性,得出"目"字形耦合电感器具有加工简单、电感量大、磁通密度分布更均匀以及直流叠加特性好等优点,将其应用于交错并联磁集成双向DC-DC变换器,具有相电流纹波小及效率高等优点。

类比有限元法求解铁氧体电感器磁场特征参数

密绕线匝的铁氧体电感器磁场强度H可认为仅有环向分量,若选择H为自由度,则成轴对称场分布;加载环向电流的电感器选择矢量磁位A为自由度时也呈轴对称分布,该文推导了这两类磁场在各自自由度下满足的微分方程。当两种场具有相同的材料特性、形状及相似的边界条件时,即可通过后者类比求解前者的场分布,由此可以选择矢量磁位A为自由度条件下以轴对称的方式求解铁氧体密绕电感器的磁场分布及对应的磁场参数。以两种结构的铁氧体电感器为例,在计及寄生电容的条件下,建立电感器的R-L-C集中参数模型,由此得到仅含有电阻和电感可测量的串联模型。在10MHz范围内,等效电阻、等效电感、等效相位角计算与实验取得了一致结果,验证了计算方法的正确性和结果的准确性,为该类电感器在电力电子及其相关领域的设计提供了一条理论分析的途径。

一种新型高频功率电感器分布磁压结构

在分析高频电感器线圈涡流损耗构成及起因的基础上,提出通过设计电感器磁压以减小其线圈涡流损耗的研究思路,并据此研究思路,提出一种具有分布磁压的新型高频电感器磁芯结构。新结构通过在开集中气隙的高磁导率磁芯柱与线圈间加入低磁导率磁材料,为电感器的磁压分布构造一辅助磁路,进而使电感器线圈窗口内的磁场分布均匀化,大大减小了线圈涡流损耗。与已有的高频电感器磁芯比较,新结构工艺简单且不增加磁芯损耗。应用电磁场有限元仿真软件对新型分布磁压结构进行了分析与设计,给出了设计指导,并进行了实验验证。

多层片式电感器用NiCuZn铁氧体的低温烧结

利用Ｂｉ２Ｏ３作为烧结促进剂实现了ＮｉＣｕＺｎ铁氧体在９００℃以下烧结。利用ＴＧ、ＤＴＡ、ＤＤＴＡ等分析手段研究Ｂｉ２Ｏ３的低温烧结机理，并确定最佳烧结温度范围在８４０～９００℃之间。Ｘ线分析结果表明，加入Ｂｉ２Ｏ３后生成另相化合物Ｂｉ３６Ｆｅ２Ｏ５７。烧结后期少量Ｆｅ的固溶有助于稳定高温γ－Ｂｉ２Ｏ３相的立方结构，避免了冷却过程中的晶型转变。Ｂｉ３６Ｆｅ２Ｏ５７另相的存在能有效地阻止晶粒长大，从而达到改性的目的。

高频多层片式电感器用陶瓷材料的研究

研究了CaO B2O3 SiO2体系微晶玻璃烧结工艺、烧结性能和微观结构等。结果表明,该体系陶瓷材料能够在低温850℃烧结,烧结性能良好;烧结体微观结构为大量尺寸和分布均匀的纳米晶粒、一定量残余玻璃相和少量气孔,烧结体的主晶相为CB(CaO·B2O3)、6C4S(6CaO·4SiO2)以及少量CS(CaO·SiO2)。该烧结体在高频下具有低介电常数(εr=5.058,1GHz)、低介电损耗(tgδ=0.0013,1GHz)。该材料能够在900℃和Au、Ag/Pd、Cu等电极材料共烧,是制造高频多层片式电感器的理想材料。

旋阀结构可变电感器的概念与硬件实现

研制了一种可变电感器,其铁心芯柱中嵌入能控制磁通的旋阀,旋阀融合了蝶阀和球阀的概念,阀芯由非铁磁质阀板和铁磁质阀板夹构成,可以通过调节阀板的法线与铁心主磁通方向的夹角来改变旋阀铁磁质的有效截面造成局部饱和来控制磁阻。旋阀被串接于工频80m H电感器主磁路中构成可变电感器,便能够在17~79m H的范围内对电感量进行直接、实时和平滑地调节。该可变电感器没有外加电生直流或交流磁动势,避免了偏磁或特定次谐波所造成的损耗和电磁干扰;没有空气间隙,减小了气隙带来的噪音和振动。文中提供了实验波形,达到了实验结果与理论分析互相验证的效果。

平均脉冲磁导率和交流电感器设计的可视化

由于电感器的磁芯具有多值非线性以及方程难以求得有价值的数值解等原因,电感器的研发仍处于可行设计阶段。该文结合硅钢片有/无气隙状态下的极限磁滞回线,推导出平均脉冲磁导率,并用4维可视化求出能使铁心平均脉冲有效磁导率最大的气隙厚度与磁路长度的比值;从麦克斯韦(Maxwell)方程出发,以铁心截面、窗口面积和线圈匝数为自变量,分别演绎出以电感量、体积、损耗和温升等为因变量的表达式fi(Am,Aw,N),并采用若干个因变量交集的4维可视化算法,实现了多目标诸约束条件的优化设计,提供了可供比较的设计方法分析。

开关功率变换器中高频电感器的分析与设计

对高频率和大电流的开关功率变换器,电感器损耗对温升及变换器效率指标具有重要影响。通过高频电感器线圈损耗机制的深入分析,对铜箔线圈以及里兹线线圈进行了比较,提出了线圈避开气隙扩散磁通的设计思想和原则。研究了基于功率铁氧体材料性能因素(PF)指标的铁芯材料选用依据。改进、设计了一种高频串联谐振型逆变器的谐振电感器,在1kVA容量时,使逆变器整机效率提高了4%。

基于全耦合电感器的交错并联LLC谐振变换器均流特性研究

在大功率的应用场合中,为了减小LLC谐振变换器的电流应力和损耗,常将多相LLC谐振变换器并联运行,由于LLC谐振变换器的增益对元器件参数非常敏感,因此并联运行时,各相间由于器件参数不一致引起的均流问题较为突出。针对以上问题,提出一种自动均流方法,通过在多相LLC谐振变换器的各个谐振槽中串联全耦合电感器,实现变换器相与相间的自动均流。建立了基于耦合电感器的谐振回路交流等效电路模型,分析了耦合电感器的耦合度对变换器电压增益的影响,分析了耦合电感器的电感量与均流效果之间的关系,给出了耦合电感器的设计方法。最后搭建了一台输入48 V、输出400 V/1000 W的实验样机,从仿真和实验两方面验证了理论推导的正确性和所提出均流方法的有效性。