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通俗易懂讲储能电感

2020-12-2 14:50:07 显示全部楼层

来源:今日头条/磁小诗

开关电源中的储能电感
1、电感工作要求:电感作为开关电源重要的元器件,设计原则就是伏秒积相等,外在表现为在功率开关开通时励磁(储能),关断时进行磁复位(释能),在一个周期内始终保持磁平衡,即稳态下不能进行磁累积,在涉及磁性元器件时,不得不提的是磁通密度"B",涉及密度问题就有饱和问题,因此消除磁累积就是以防止磁芯饱和问题。
2、电感的意义:表示产生磁场密度或磁感应强度"B"的能力。
3、功率电感的用途:储能过程中伴随平滑滤波。
4、磁性元件的储能方式或机理:
(1)磁性元件的组成,磁介质+绕线,一般情况下二者缺一不可,要建立这个慨念,即磁介质也可以为空气等非导磁材料,如空心电感,磁介质实则为空气等。
(2)磁场强度H和磁感应强度B关系可以借助如下系统框图描述

我们把电流产生或引起的磁场"H"当做激励输入,把磁介质如硅钢片、铁氧体等类比做我们熟悉的电路系统,磁场"H"经过系统后得到响应磁感应强度"B",磁导率"u"就是磁场的增益或放大倍数。
(3)储能,绕线在外加电源通电后形成电流,因而产生磁场H,此时能量被"导入"磁芯介质中。存储在磁性元器件中的能量—磁能积:


磁介质体积Ve,磁感应强度B,u是磁介质的绝对或属性磁导率,Ae磁芯截面积,Le是磁路长度。

设计磁性元件,须加气隙以提高磁芯的能量存储能力。如无气隙,磁芯一旦存储少量能量就容易达到饱和,实质为得到合理的有效磁导率和合理的电感量。
5、电感存储的能量:

电流i是流过电感的最大值,因此也可表达为

在开关电源中通常用:

来表达电感电流i与加在电感两端的电压u的关系,电流以

线性上升。
6、电感实物
铁镍和铁硅铝功率电感



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