简介
开关电源设计大部分工作是磁性元件设计，调试中遇到的问题常常与磁元件有关。本书首先从工程应用出发，介绍了磁的基本概念、电路中电磁关系和磁性材料特性等基础知识。程应用出发，然后详细介绍了开关电源中磁性元件基本工作模式和对磁性元件的要求；着重分析了高频线圈的集肤效应、邻近效应和寄生参数的原理与磁性元件设计要注意的有关问题；给出了开关电源变压器设计和电感不同工作模式设计方法，同时给出了电流互感器、磁放大器和尖峰抑制器的原理和设计；并有选择地提供了磁元件设计的相关资料和国外磁元件标准号，以便读者查阅。
本书可作为高等院校电气技术、电力电子专业大学生、研究生参考书，也可供科研单位、高新技术产业等专门从事电力电子、电源研发工作的广大科技工作者和工程技术人员使用。
目录
第1章 磁的基本概念
1.1 磁的基本现象
1.2 电流与磁场
1.3 磁的单位和电磁基本在律
1.3.1 磁感应强度(B- 磁通密度)
1.3.2 磁通(φ)
1.3.3 磁导率(μ)和磁场强度(H)
1.3.4 安培环路定律
1.3.5 电磁感应定律
1.3.6 电磁能量关系
本章要点
第2章 电路中的磁性元件
2.1 自感
2.2 互感
2.2.1 线圈之间的互感
2.2.2 互感系数
2.2.3 互感电动势
2.2.4 互感电路和变压器
2.3 变压器
2.3.1 变压器空载
2.3.2 变压器负载状态
2.3.3 变压器等效电路
本章要点
第3章 磁路和电感计算
3.1 磁路的概念
3.2 磁路的欧姆定律
3.3 磁芯磁场和磁路
3.3.1 无气隙磁芯磁场
3.3.2 E型磁芯磁场和等效磁路
3.3.3 气隙磁导的计算
3.4 电感计算
3.4.1 导线和无磁芯线圈的电感计算———经验公式
3.4.2 磁芯电感
本章要点
第4章 软磁材料
4.1 磁性材料的磁化
4.2 磁材料的磁化曲线
4.2.1 磁性物质磁化过程和初始磁化曲线
4.2.2 饱和磁滞回线和基本参数
4.3 磁芯损耗
4.3.1 磁化能量和磁滞损耗P_h
4.3.2 涡流损耗P_e
4.3.3 剩余损耗P_c
4.4 磁化曲线的测量
4.4.1 测试原理和电路
4.4.2 高频下的磁化曲线
4.5 相对磁导率μ_r
4.5.1 最大磁导率μ_m
4.5.2 初始磁导率μ_i
4.5.3 增量磁导率μ_△
4 .5 .4 有效磁导率μ_e
4.5.5 幅值磁导率(μ_α)
4.6 常用软磁材料
4.6.1 对软磁材料的要求
4.6.2 合金磁材料
4.6.3 磁粉芯
4.6 .4 软磁铁氧体材料
4.7 软磁材料的选用原则
本章要点
第5章 变换器中磁芯的工作要求
5.1Ⅰ类工作状态——Buck变换器滤波电感磁芯
5.2 Ⅱ类工作状态——正激变换器变压器
5.3 Ⅲ类工作状态——推挽型变换器中变压器
5.3.1 输出交流时逆变器中的变压器
5.3.2 SPWM交流输出滤波电感
5.3.3 直流输出时变压器的工作状态
5.4Ⅱ-Ⅲ类工作状态——磁放大器磁芯工作状态
5.4.1 磁放大器原理
5.4.2 实际应用举例
本章要点
第6章 线圈
6.1 集肤效应
6.2 线圈磁场和邻近效应
6.3 变压器线圈的漏感
6.3.1 典型变压器磁芯的漏感分析
6.3.2 其他结构的漏磁
6.3.3 减少漏磁的主要方法——线圈交错绕
6.4 邻近效应对多层线圈影响
6.4.1 多层线圈
6.4.2 线圈的并联
6.4.3 无源损耗
6.5 线圈结构
6.5.1 绝缘、热阻和电流密度
6.5.2 计算有效值电流
6.5.3 窗口充填系数k_w
6.5.4 电路拓扑
6.6 线圈间电容和端部电容
本章要点
第7章 功率变压器设计
7.1 变压器设计一般问题
7.1.1 变压器功能
7.1.2 变压器的寄生参数及其影响
7.1.3 温升和损耗
7.1.4 充填系数
7.1.5 电路拓扑
7.1.6 频率
7.1.7 占空度
7.1.8 匝数和匝比选取
7.1.9 磁通偏移
7.1.10 磁芯选择
7.2 变压器设计基本步骤
本章要点
第8章 电感和反激变压器设计
8.1 应用场合
8.1.1 输出滤波电感(Buck)
8.1.2 Boost和BoostlBuck电感
8.1.3 反激变压器
8.1.4 藕合滤波电感
8.2 损起和温升
8.3 磁芯
8.3.1 磁芯气隙
8.3.2 散磁引起的损耗
8.3.3 扩大电感磁通摆幅
8.3.4 磁芯材料和形状
8.3.5 决定磁芯尺寸
8.4 电感计算
8.4.1 气隙磁芯电感
8.4.2 磁粉芯和恒导磁芯电感
8 .4.3 利用电感系数A_L计算电感
8.5 电感设计
8.5.1 设计步骤
8.5.2 举例——Buck 输出滤波电感
8.5.3 反激变压器电感设计
本章要点
第9章 特殊磁性元件
9.1 电流互感器
9.1.1 交流互感器
9.1.2 脉冲直流互感器
9.2 磁调节器和尖峰抑制器设计
9.2.1 矩形磁芯基本特性
9.2.2 磁放大器设计
9.2.3 噪声抑制磁芯
本章要点
第10章 基础资料
10.1 单位制和转换关系
10.2 导线数据
10.2.1 漆包线规格、绝缘和耐压
10.2.2 英制导线规格及公制转换
10.2.3 铜带GB2059-1989
10.3 铁氧体
10.3.1 国产铁氧体材料特性
10.3.2 铁氧体尺寸规格
10.3.3 国内外铁氧体材料对照
10.4 磁粉芯
10.4.1 磁粉芯的主要性能和规格
10.4.2 磁粉芯电感估算
10.4.3 国内外磁粉芯规格
10.5 矩形磁滞回线磁芯
10.5.1 非晶合金
10.5.2 噪声抑制器
10.5.3 矩形磁滞回线铁氧体磁芯
10.6 绝缘
10.6.1 线圈端部处理
10.6.2 内层绝缘(线圈骨架到磁芯) 、绕组间绝缘
10.6.3 线圈的裹覆、端封和灌注方式的选择
10.6.4 出头绝缘距离
10.6.5 工艺
10.7 磁性元件相关标准
10.7.1 国家标准
10.7.2 部分国际标准
参考文献
1.1 磁的基本现象
1.2 电流与磁场
1.3 磁的单位和电磁基本在律
1.3.1 磁感应强度(B- 磁通密度)
1.3.2 磁通(φ)
1.3.3 磁导率(μ)和磁场强度(H)
1.3.4 安培环路定律
1.3.5 电磁感应定律
1.3.6 电磁能量关系
本章要点
第2章 电路中的磁性元件
2.1 自感
2.2 互感
2.2.1 线圈之间的互感
2.2.2 互感系数
2.2.3 互感电动势
2.2.4 互感电路和变压器
2.3 变压器
2.3.1 变压器空载
2.3.2 变压器负载状态
2.3.3 变压器等效电路
本章要点
第3章 磁路和电感计算
3.1 磁路的概念
3.2 磁路的欧姆定律
3.3 磁芯磁场和磁路
3.3.1 无气隙磁芯磁场
3.3.2 E型磁芯磁场和等效磁路
3.3.3 气隙磁导的计算
3.4 电感计算
3.4.1 导线和无磁芯线圈的电感计算———经验公式
3.4.2 磁芯电感
本章要点
第4章 软磁材料
4.1 磁性材料的磁化
4.2 磁材料的磁化曲线
4.2.1 磁性物质磁化过程和初始磁化曲线
4.2.2 饱和磁滞回线和基本参数
4.3 磁芯损耗
4.3.1 磁化能量和磁滞损耗P_h
4.3.2 涡流损耗P_e
4.3.3 剩余损耗P_c
4.4 磁化曲线的测量
4.4.1 测试原理和电路
4.4.2 高频下的磁化曲线
4.5 相对磁导率μ_r
4.5.1 最大磁导率μ_m
4.5.2 初始磁导率μ_i
4.5.3 增量磁导率μ_△
4 .5 .4 有效磁导率μ_e
4.5.5 幅值磁导率(μ_α)
4.6 常用软磁材料
4.6.1 对软磁材料的要求
4.6.2 合金磁材料
4.6.3 磁粉芯
4.6 .4 软磁铁氧体材料
4.7 软磁材料的选用原则
本章要点
第5章 变换器中磁芯的工作要求
5.1Ⅰ类工作状态——Buck变换器滤波电感磁芯
5.2 Ⅱ类工作状态——正激变换器变压器
5.3 Ⅲ类工作状态——推挽型变换器中变压器
5.3.1 输出交流时逆变器中的变压器
5.3.2 SPWM交流输出滤波电感
5.3.3 直流输出时变压器的工作状态
5.4Ⅱ-Ⅲ类工作状态——磁放大器磁芯工作状态
5.4.1 磁放大器原理
5.4.2 实际应用举例
本章要点
第6章 线圈
6.1 集肤效应
6.2 线圈磁场和邻近效应
6.3 变压器线圈的漏感
6.3.1 典型变压器磁芯的漏感分析
6.3.2 其他结构的漏磁
6.3.3 减少漏磁的主要方法——线圈交错绕
6.4 邻近效应对多层线圈影响
6.4.1 多层线圈
6.4.2 线圈的并联
6.4.3 无源损耗
6.5 线圈结构
6.5.1 绝缘、热阻和电流密度
6.5.2 计算有效值电流
6.5.3 窗口充填系数k_w
6.5.4 电路拓扑
6.6 线圈间电容和端部电容
本章要点
第7章 功率变压器设计
7.1 变压器设计一般问题
7.1.1 变压器功能
7.1.2 变压器的寄生参数及其影响
7.1.3 温升和损耗
7.1.4 充填系数
7.1.5 电路拓扑
7.1.6 频率
7.1.7 占空度
7.1.8 匝数和匝比选取
7.1.9 磁通偏移
7.1.10 磁芯选择
7.2 变压器设计基本步骤
本章要点
第8章 电感和反激变压器设计
8.1 应用场合
8.1.1 输出滤波电感(Buck)
8.1.2 Boost和BoostlBuck电感
8.1.3 反激变压器
8.1.4 藕合滤波电感
8.2 损起和温升
8.3 磁芯
8.3.1 磁芯气隙
8.3.2 散磁引起的损耗
8.3.3 扩大电感磁通摆幅
8.3.4 磁芯材料和形状
8.3.5 决定磁芯尺寸
8.4 电感计算
8.4.1 气隙磁芯电感
8.4.2 磁粉芯和恒导磁芯电感
8 .4.3 利用电感系数A_L计算电感
8.5 电感设计
8.5.1 设计步骤
8.5.2 举例——Buck 输出滤波电感
8.5.3 反激变压器电感设计
本章要点
第9章 特殊磁性元件
9.1 电流互感器
9.1.1 交流互感器
9.1.2 脉冲直流互感器
9.2 磁调节器和尖峰抑制器设计
9.2.1 矩形磁芯基本特性
9.2.2 磁放大器设计
9.2.3 噪声抑制磁芯
本章要点
第10章 基础资料
10.1 单位制和转换关系
10.2 导线数据
10.2.1 漆包线规格、绝缘和耐压
10.2.2 英制导线规格及公制转换
10.2.3 铜带GB2059-1989
10.3 铁氧体
10.3.1 国产铁氧体材料特性
10.3.2 铁氧体尺寸规格
10.3.3 国内外铁氧体材料对照
10.4 磁粉芯
10.4.1 磁粉芯的主要性能和规格
10.4.2 磁粉芯电感估算
10.4.3 国内外磁粉芯规格
10.5 矩形磁滞回线磁芯
10.5.1 非晶合金
10.5.2 噪声抑制器
10.5.3 矩形磁滞回线铁氧体磁芯
10.6 绝缘
10.6.1 线圈端部处理
10.6.2 内层绝缘(线圈骨架到磁芯) 、绕组间绝缘
10.6.3 线圈的裹覆、端封和灌注方式的选择
10.6.4 出头绝缘距离
10.6.5 工艺
10.7 磁性元件相关标准
10.7.1 国家标准
10.7.2 部分国际标准
参考文献
实用电源技术手册,磁性元器件分册[电子资源.图书]
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