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叠层式片式电感的磁路计算

2003-03-26 14:48:23 来源:《国际电子变压器》2001.05
叠层式片式电感的磁路计算

摘要:本文对叠层式片式电感的磁路进行了分析计算
关键词:叠层式片式电感 磁路 计算

1 前言
在磁性器件的研究中,磁路的分析、设计与计算被广泛地应用。对于结构简单的磁路计算较为容易,结果也较准确,而对于结构复杂的磁路,要准确地计算,往往非常困难,甚至是不可能的,必须采用近似的分析计算,所得出的结果差别很大,这就要求找出一种误差较小的分析方法。
对于叠层式片式电感,它的磁路为完全闭合的,且导体印刷层(线圈)之间也完全由磁性材料的印刷层填充,因此要想精确计算其磁路是不现实的,必须找出一种较准确的近似分析方法。在经过多种方法计算比较后,采用了类似罐形磁芯磁路计算的方法进行分析计算。
2 磁路分析计算
叠层式片式电感的磁路结构如图所示,图中阴影部分为导体印刷层,为了分析方便,将导体印刷层间的磁性材料忽略,即只将其看作绝缘层,这样线圈部分便完整地包围在磁性材料内,使计算变得较容易。

对于磁芯内磁通φ通过不等截面积的磁芯,可将磁路分为几个部分,电感量L的近似式为:

式中为磁芯的K部分磁路长度(mm);为K部分的截面积()。
将片式电感磁路分解成八个部分,在B、M部分假定磁力线总是将该块截面分成相等的两部分。

在过渡块U、V中,磁力线呈1/4的椭圆弧形过渡,每个椭圆弧的长度按近似假想圆的1/4周长计算。假想圆的半径近似为椭圆的两个半轴的平均值,由于片式电感为长方形,α和β面边长两个方向长度不同,因此取两个边长的平均值进行计算。

U部分的截面积取α面和d1面面积的平均值。

V部分的截面积取d2面积和β面面积的平均值。

对于D部分,由于其中δ为导电层宽度,所以

该部分截面积取面和面面积的平均值。


将(2)、(3)、(4)、(5)、(6)式代入得:

3 应用
对日本一叠层式片式电感器进行解剖分析,测量其有关参数如下:
电感量L=3.9μH
匝数N=9
尺寸a=3.2;b=1.6;c=1.2;
=2.2,=1.2;=0.4; =1.84;=0.84

将参数代入(7)式,计算得:

该数据对分析其材料性能有一定帮助。
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