$##!年L$月第LN卷第O期

电工技术学报

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高频电感器线圈损耗分析与交错气隙布置

陈

摘要

为毛行奎罗恒廉

福州

董纪清

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（福州大学电气工程系

通过对高频电感器线圈损耗的详细分析，发现电感器的旁路磁通会在线圈上引起额外

损耗。在此基础上，提出一种新型气隙设计方案与铁心结构。在该结构下，铁心的气隙沿铁心柱交错布置，减少了穿越线圈窗口的旁路磁通。与通常的%%、%&型铁心电感器相比，它有效降低

了线圈损耗。采用有限元分析软件对这种新型气隙设计方案进行了分析与验证。

关键词：高频

电感器

线圈损耗

气隙设计

交错布置

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磁导率材料的组合使用等。不带气隙的低磁导率铁

［L，$］

心与带气隙的铁心相比较，其线圈损耗要低。

@前言

在电力电子技术中，磁性组件的设计常需对铁心和线圈损耗进行综合考虑，从而得到最优的设计结果。对于铁心损耗，主要由磁性材料的损耗特性决定。故要根本性地降低铁心损耗密度，主要是取决于对磁性新材料的开发研究。而对于线圈损耗，则可以通过线圈和铁心形状的设计以及采用特殊的线圈绕制技术加以减小。

在电感器设计中，得到一个所需要的电感值的方法是多种多样的，如采用低磁导率磁材料、具有集中气隙或分布气隙的高磁导率磁材料或者高、低

国家自然科学基金资助项目（"I"JJ#$K），福建省自然科学基金资助项目（DIIL###"）。

但是，由于低磁导率材料铁心损耗密度较大，且线圈绕制工艺复杂，使得其线圈损耗低的优点大打折扣。对于由低磁导率材料，如铁心和高磁导率材料，如铁氧体，组合使用的磁性组件，也同样存在这种问题。

对于使用高磁导率铁氧体铁心的电感，磁动势基本都集中在铁心的气隙处。由于气隙处磁通的扩

［!］散，气隙附近的线圈会产生额外的损耗，即气隙

扩散磁通损耗。且线圈的总损耗及损耗的分布都受到线圈位置及气隙大小的很大影响。如果把线圈放置在离气隙一定距离处或者把线圈置于由计算确定

［"，O］的窗口某一区域内，都可以达到减少气隙扩散

万方数据收稿日期$##!M#KM#N改稿日期$##!M#NM$O

磁通损耗的目的。文献［N］表明使用分布或规范化的分布小气隙可减少气隙扩散磁通损耗，这说明把