铁氧体磁心电感器的电感量及相关磁特性通常使用一

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1、ਪଔᆪማۨࡸ·InternationalDocumentsandReports多层片式铁氧体磁心电感器的磁路特性分析Theanalysisofmagneticcircuitpropertiesonmultilayerferritechipcoreinductor薛蕙编译，圣力校摘要：文章使用三维(3D)有限元分析，模拟多层片式铁氧体磁心电感器的磁路，计算了不同片式磁心的线性和低频电感量，并与实验数据进行了比较，实验数据与计算结果完全吻合。对这种磁路的分析结论可以用作控制多层片式铁氧体磁心(MLFC)电感器的绕

2、组分布和磁路层结构。关键词：多层片式铁氧体磁心(MLFC)，电感器，磁路特性中图分类号：TM55文献标识码：B文章编号：1606-7517(2009)05-3-128O>፛ዔ（笔者同时使用40×30×16(mm)的较大模件进行模拟，所得结果是相同的）。铁氧体磁心电感器的电感量及相关磁特性通常使用一图1所示为MLFC电感器的原理图。表1列出了所设些简单的方程式和参数（如磁心系数，有效截面积和有效计的MLFC电感器使用A~E型磁心时的铁氧体片及绕组磁路长度等）进行分析计算或预测。由于MLFC电感器的导线的每层厚度

3、，和线宽为250μm的绕组导线分布图。铁磁路结构与常规磁心不同，故常规分析计算方法不适合用氧体材料的相对磁导率为25。下式是各种磁心形式对匝数来计算分析MLFC电感器的电感量。本文使用三维有限元为1~6匝的电感器进行模拟，并通过磁能积分计算出的电分析开展MLFC电感器磁路的设计。采用本文的方法，在感量L：批量投产前就可以对所设计的MLFC电感器的磁通分布状况进行模拟，并根据磁场分布和磁能推导和计算出最终的(2)电感量。P>ࠟവॊᇜऱज用三维有限元分析程序，磁场分布H可由麦克斯韦方程计算：Δ×H=J(1)对于采

4、用NiZn铁氧体材料以及纯银内置电极的磁心磁场，我们对磁心片尺寸为3.2×1.6×1.1(mm)（长×宽图12匝绕组的MLFC电感器原理图×高）的磁场进行了模拟，计算空间为：20×15×8(mm)，(a)三维几可图形单元约为15000个四面体，假定外边界上的磁场是平行的(b)二维横截面图128·2009.05InternationalDocumentsandReportsਪଔᆪማۨࡸ·表1不同磁心形式的层厚和导线规格表2匝数不同的不同磁心的电感量层厚(μm)导线规格磁心Lo(nH)x磁心铁氧体(tf)导线(t

5、c)Lc×Wc(mm)A115.01.418A14151.72×0.55B113.71.384B23151.72×0.55C101.51.373C23151.50×0.50D89.11.329D23151.20×0.45E72.41.308E23150.91×0.44为了求证磁心片尺寸参数对电感量的影响，还对不同磁心片厚度（h=0.53mm和0.76mm）的A型磁心进行了模拟，并与h=1.1mm时的计算结果作了比较。对于以上的实验分析，都假设多层铁氧体磁心均印刷于PCB的中央。为使结构对称，D型6匝绕组的导线

6、要偏离磁心片中心少许位置。对于磁心片厚度、电路分布图以及结构不对称的作用，本文以图示方式进行说明与讨论。(a)(b)图3环形磁心(a)和MLFC(b)电感器中磁心的磁通耦合情况比较Q>ॊᇜஉਫᎧᄀ൙导线呈辐射状分布，铁氧体磁心内的磁通互耦比环形磁心图2所示为在绕组的匝数不同时的A~E型磁心片电感的互耦弱。根据传统法则，由于绕组之间的磁通完全互耦，2器电感量的计算值，见表2所示。各数据组合都可以通过故铁氧体环形磁心电感器的电感量与N成正比。而对于x匝数N(N≤6)的函数关系L=L·oN而相互适应。式中LoMLF

7、C电感器来说，其绕组间的磁通互耦较弱，因此其指表示1匝的电感量，x为N的指数。数x<2。表2列出的Lo和x与计算结果是相符合的，它们图3对环形磁心电感器和MLFC电感器通电时的磁通受绕组导线分布和多层磁心片厚度的影响。根据图2和表耦合情况进行对比。对于环形磁心电感器，由于存在磁通2的计算结果表明，对于厚度尺寸相同的铁氧体磁心片不的强互耦，所以其磁力线都均匀地聚集于环形铁氧体磁心会产生大的电感量差异。A型和B型磁心片的1匝电感值内部。对于MLFC电感器，磁通如在空间那样地根据绕组Lo，若绕组导线分布相同则其大致

8、相等。但B型磁心片因指数x较小而使厚度增大，因此降低了绕组间的磁通耦合。图4所示为，对于B~E型磁心，其心片元件较大的绕组面积使磁阻较小（即Lo较大）和耦合较强（即x较大），(nH)电感值匝数2绕组面积(mm)图2不同绕组匝数时A~E型磁心片的电感器电感量计算值图4绕组面积对Lo和x的影响2009.05·129ਪଔᆪማۨࡸ·InternationalDocumentsandReports因此有较大的