气隙位置对电感参数的影响以及改进

除了用铁粉芯作磁芯的电感外，一般电感(Flyback变压器为耦合电感)。气隙的位置对电感参数有较大影响，下面基于有限元计算对此问题进行分析并给出一种新结构之磁芯。

为方便起见，从一EE型的Flyback变压器开始分析，其内部磁场分为如下几个部分：主磁通、旁路磁通及扩散磁通。

电感器的损耗由旁路磁通及扩散磁通引起。由于主磁通与线圈平面平行(假定线圈为铜箔且没有端部效应)，它不会引入电流密度J的变化，从而不影响线圈内电流的分布，此时线圈内电流由线圈自己决定。但旁路磁通与扩散磁通深入线圈，使铁芯窗口内的磁场分布不再均匀，从而引起电流的重新分布，使电流集中在某一处。

如果，我们以气隙至磁轭的距离与磁芯中柱高度之比(hg/h)为变量，可得出气隙在不同位置时电感器损耗变化图如下：

由此图可知，气隙在中间时损耗最小，在两端时损耗最大，差别可达100%。这也就是我们通常EE Core用得比EI Core多的一个原因吧！

有没有办法将气隙优化且工艺方便？答案是肯定的：

在以上影响电感损耗的两部分磁通中，扩散磁通与气隙形状有关，与位置关系不大，当然当它在两端时由于磁路长度发生一定变化，还是有所变化的。为简化问题，此部分以后再作详细讨论。那么，就只有旁路磁通的影响了。通过下面的分析，可以得出，旁路磁通的大小是与磁芯高度方向上的平均磁压降密切相关的。当气隙处于中间与两端时，磁压分布如下图所示:

图a中的平均磁压降为IN/2，b为IN/4。

假定旁路磁通与底边平行，又由于B=dU*u0/w，可知，a中的磁密必定大于b中的磁密，磁场方向与线圈垂直。

下面是损耗与平均磁压降的关系：

可得出磁压降越低，损耗越低的结论。

由此，如果我们可以将磁压降降得更低，就可得到损耗更低的电感！

由于它将气隙交错布置，使磁压降在高度方向上出现二次转折，仅为IN/8。它的损耗比起气隙居中者可再下降约50%。

文中指的损耗不包含磁芯损耗！

最后一图为专利。

网友hkbuaa：请问什么是Flyback变压器？flyback具体是什么意思？

答：Flyback变压器是指Flyback变换器中绕制耦合电感的磁系统。

一般变压器是通过电磁感应定律，当原边给一个激励时，同时在副边感应出电压并流通电流。磁芯的作用只是提供能量转换所需的磁场，它并不存储能量。

而Flyback变压器不同，本质上讲它不是变压器，因为在原边有激励时，副边并没有输出。在原边激励时，其能量存储于气隙及磁芯中(很少)，此时原边电流全部是激磁电流。当原边关断时，由于变压器内部磁场不能瞬变，它将在副边感应出电压，方向与激磁时相反，并释放能量。