一体成型贴片电感磁性器传建模方法

利用铁氧体磁芯一体成型贴片电感器的集中参数模型,以一体成型贴片电感器交流一体成型贴片电感和磁芯等效电阻的最小偏差为目标函数,结合最小二乘法,求解出一体成型贴片电感器交流一体成型贴片电感与频率、磁芯等效电阻与频率的解析表达式.利用拟合出的表达式求解一体成型贴片电感器的等效串联电阻和电抗,比较计算结果和实测结果,证实了拟合方法的可行性,说明拟合所得一体成型贴片电感器交流一体成型贴片电感与频率、磁芯等效电阻与频率间的关系,揭示了物理量之间的内在规律.

绕组高频涡流效应对大容量高频变压器漏一体成型贴片电感的影响很大,但目前还缺少计及漏感频变特性的有效解析计算方法.该文在对高频变压器漏感频变特性的产生机理和组成部分进行分析的基础上,提出一种新的考虑频变特性的漏一体成型贴片电感解析计算方法.设计制作了一台4.5kHz、5kVA非晶合金磁芯高频变压器试验模型,将该文方法的计算结果与有限元仿真和实验测量结果对比,结果表明新方法的全局平均相对偏差为8.14％,验证了该文方法的有效性.考虑绕组布置方式的影响,推导出绕组完全交叉换位布置下的漏一体成型贴片电感解析计算式,明确了交叉换位对宽频区间内漏感的影响.

提出了变压器与一体成型贴片电感结合的磁性器传建模方法.该建模方法能同时反映磁路和电路特性,并且在利用电容反映寄生参数时,模型中各参数物理概念清晰.根据电磁理论利用理想变压器建立了反映磁路与电路的接口模型,并推导获得了反映磁滞效应的非线性一体成型贴片电感仿真模型.对实际一体成型贴片电感仿真获得的磁滞回线与磁芯手册磁滞回线吻合很好,证明了所提出的磁性器件建模方法的正确性与有效性.使用该建模方法对耦合一体成型贴片电感进行建模分析,仿真结果表明该建模方法具有实用性.

一体成型贴片电感摘要采用传统的铁氧体磁芯一体成型贴片电感极易发生饱和现象，为了抑制一体成型贴片电感饱和，采用新型铁硅铝磁芯代替铁氧体磁芯．本文利用Maxwell软件分别对铁氧体和铁硅铝2种磁芯材料一体成型贴片电感的磁场进行了分析，通过仿真结果可方便比较随着电流变化，2种磁芯的饱和特性以及相应一体成型贴片电感值的变化规律，分别得到2种材料的适用场合，并进行了实验验证．仿真和实验结果表明，基于传统的计算方法再加上Maxwell软件仿真分析方法，可使设计的一体成型贴片电感抗饱和能力更强．

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