氣隙位置對電感參數的影響以及改進

除了用鐵粉芯作磁芯的電感外，一般電感(Flyback變壓器為耦合電感)。氣隙的位置對電感參數有較大影響，下面基于有限元計算對此問題進行分析并給出一種新結構之磁芯。

為方便起見，從一EE型的Flyback變壓器開始分析，其內部磁場分為如下幾個部分：主磁通、旁路磁通及擴散磁通。

電感器的損耗由旁路磁通及擴散磁通引起。由于主磁通與線圈平面平行(假定線圈為銅箔且沒有端部效應)，它不會引入電流密度J的變化，從而不影響線圈內電流的分布，此時線圈內電流由線圈自己決定。但旁路磁通與擴散磁通深入線圈，使鐵芯窗口內的磁場分布不再均勻，從而引起電流的重新分布，使電流集中在某一處。

如果，我們以氣隙至磁軛的距離與磁芯中柱高度之比(hg/h)為變量，可得出氣隙在不同位置時電感器損耗變化圖如下：

由此圖可知，氣隙在中間時損耗最小，在兩端時損耗最大，差別可達100%。這也就是我們通常EE Core用得比EI Core多的一個原因吧！

有沒有辦法將氣隙優化且工藝方便？答案是肯定的：

在以上影響電感損耗的兩部分磁通中，擴散磁通與氣隙形狀有關，與位置關系不大，當然當它在兩端時由于磁路長度發生一定變化，還是有所變化的。為簡化問題，此部分以后再作詳細討論。那么，就只有旁路磁通的影響了。通過下面的分析，可以得出，旁路磁通的大小是與磁芯高度方向上的平均磁壓降密切相關的。當氣隙處于中間與兩端時，磁壓分布如下圖所示:

圖a中的平均磁壓降為IN/2，b為IN/4。

假定旁路磁通與底邊平行，又由于B=dU*u0/w，可知，a中的磁密必定大于b中的磁密，磁場方向與線圈垂直。

下面是損耗與平均磁壓降的關系：

可得出磁壓降越低，損耗越低的結論。

由此，如果我們可以將磁壓降降得更低，就可得到損耗更低的電感！

由于它將氣隙交錯布置，使磁壓降在高度方向上出現二次轉折，僅為IN/8。它的損耗比起氣隙居中者可再下降約50%。

文中指的損耗不包含磁芯損耗！

最后一圖為專利。

網友hkbuaa：請問什么是Flyback變壓器？flyback具體是什么意思？

答：Flyback變壓器是指Flyback變換器中繞制耦合電感的磁系統。

一般變壓器是通過電磁感應定律，當原邊給一個激勵時，同時在副邊感應出電壓并流通電流。磁芯的作用只是提供能量轉換所需的磁場，它并不存儲能量。

而Flyback變壓器不同，本質上講它不是變壓器，因為在原邊有激勵時，副邊并沒有輸出。在原邊激勵時，其能量存儲于氣隙及磁芯中(很少)，此時原邊電流全部是激磁電流。當原邊關斷時，由于變壓器內部磁場不能瞬變，它將在副邊感應出電壓，方向與激磁時相反，并釋放能量。