电感损耗是怎么一回事,有哪些种类
电感的损耗主要有以下两种:
线圈损耗:DCR,ACR
磁芯损耗:磁滞损耗,涡流损耗,剩余损耗
线圈损耗
DCR,一般认为是电感线圈的直流电阻,这个参数一般在厂家给出的电感规格书中都有。DCR这个比较容易理解,线圈的线总长越长,电阻越大,线圈越细,电阻也越大。
所以,一般来说,电感量越大,DCR越大,因为需要的线圈越长。过流能力大的电感,线圈线径越粗,所以DCR会小一些,但是体积会更大。
ACR,可称之为交流电阻。我们在实际的DCDC开关电源中,电感的电流并不是恒定的,而是周期性变化的。可以理解为可一个直流电流上面叠加一个交流电流,之所以要分开,那是因为,两种电流所感受到的电阻不同。直流电流分量感受到的电阻为DCR,交流电流分量感受到的电阻要大于DCR,我们称之为ACR,需要注意,我这里说的是交流电阻,不是阻抗,就是不包含电感的感抗。
磁芯损耗
磁芯损耗主要由三种构成,磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗。
磁滞损耗如何理解呢?
磁芯在外磁场的作用下,材料中的一部分与外磁场方向相差不大的磁畴发生了‘弹性’转动,这就是说当外磁场去掉时,磁畴仍能恢复原来的方向;而另一部分磁畴要克服磁畴壁的摩擦发生刚性转动,即当外磁场去除时,磁畴仍保持磁化方向。因此磁化时,送到磁场的能量包含两部分:前者转为势能,即去掉外磁化电流时,磁场能量可以返回电路;而后者变为克服摩擦使磁芯发热消耗掉,这就是磁滞损耗。
涡流损耗
根据电磁感应定律,通电线圈产生磁场B,如果电流是交变的,那么产生的磁场B也是变化的。变化的磁场在磁芯上面产生电场e,并且这个电场是环形电场。因为磁芯材料的电阻率一般不是无限大的,会有一定的电阻值,那么感生出的环形电场会使磁芯中形成环形电流。电流流过电阻,就会发热,产生损耗,这就是涡流损耗。
剩余损耗
剩余损耗的来源,是因为磁芯在磁化过程中,磁化状态并不是随磁化强度的变化立即变化到它的最终状态,而是需要一个过程,需要一定的时间,这便是引起剩余损耗的原因。
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