耦合电感在开关电源中的应用

《耦合电感在开关电源中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、耦合电感在开关电源中的应用1.磁场的基本概念安培定律：磁场强度H沿闭合回路的线积分等于该回路包含电流的大小，既：∫H⋅dl=N⋅I(1)定于绕在磁芯上电流为I的N匝线圈产生的磁通势为F，则：φlF=H⋅l=⋅l=⋅φ=R⋅φ(2)μ⋅Aμ⋅Accφ=B⋅AcB=μ⋅H其中φ磁通，R为磁阻，Ac为磁芯截面积，B为磁通密度，μ为磁导率。在磁路中磁通势与电路中电动势对应，磁通与电流对应，磁阻与电阻对应。电感的定义：耦合磁链与产生磁链的电流的比，既：N⋅φL=I例：计算无气隙磁芯的有气隙磁芯的电感和磁通密度。Fig1无气隙磁芯对于无气隙磁路的磁通和电感：FN⋅Iμ⋅Aφ=B⋅A===⋅N⋅I(3)

2、cRclmlmμ⋅Ac22N⋅φμ⋅N⋅AcNL===(4)IlRmcFig2有气隙磁芯及等效模型对于有气隙磁路的磁通和电感：FN⋅Iφ=B⋅A==(5)cRc+Rglclg+μ⋅Aμ⋅Ac0c2N⋅φNL==(6)IR+Rcg比较(3)式和(5)式，加入气隙后，磁芯的磁阻增大，电感量下降；若磁芯饱和磁密不变，则通过线圈的电流增大。Fig3气隙对线圈饱和电流的影响思考：为什么反激变压器需要磨气隙，桥式变压器不需要磨气隙？2.变压器和耦合电感变压器与耦合电感的区别与耦合系数K有关，若K接近于1，可认为是变压器，若K<<1，可认为是耦合电感。MM1212K=；若L=L,则：K=12L1⋅L2L

3、1其中M12为互感。互感的定义：线圈1的电流i在线圈2中产生的磁链与线圈1电流的比值。N⋅φ212M=12i1Fig4变压器示意图对于Fig4所示的变压器：2N1原边电感：L=1Rc2N2副边电感：L=2RcN⋅φN⋅φNN⋅iN⋅N21221121112互感：M===⋅=12iiiRR111cc耦合系数：K=1Fig5双绕组耦合电感(a)无耦合(b)耦合对于Fig5(a)所示的耦合电感，因线圈1产生的磁通经过中柱形成回路，几乎不通过线圈2，所以耦合系数为0。对于Fig5(b)所示的耦合电感，因线圈1产生的磁通部分通过中柱，部分耦合线圈2，所以耦合系统0

4、有关。下面计算自感互感及耦合系数：Fig6Fig5(b)耦合电感等效磁路(R1=R2=R,N1=N2=N)线圈1单独作用时的等效磁阻：R⋅()R+2RCR=R+R//R=eqCR+RC22()NN⋅R+RC自感:L=L==12()RR⋅R+2ReqC线圈1单独作用时，通过线圈2的磁通：RCφ=⋅φ121R+RCN⋅φRN⋅φR212C1C互感：M==⋅=L=K⋅L1211iR+RiR+R1C1CRC耦合系数：K=R+RC可见耦合系数与中心柱磁阻大小有关，中心柱磁阻越大，耦合系数越接近1。3.多路输出反激变压器工作原理4.耦合电感在VRM和POL中的应用