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變壓器線圈相鄰層間的鄰近效應(yīng)

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變壓器線圈相鄰層間的鄰近效應(yīng)

    由于電源適配器變壓器繞組同一層繞線中流過的電流是相互平行且同向的，那么可以將這些電流看成是流過一塊很薄的矩形薄片，薄片的厚度等于繞線的直徑，寬度等于骨架寬度。因此電源適配器整個(gè)繞組都將產(chǎn)生感應(yīng)渦流。和先前討論過的相鄰平行導(dǎo)體間的鄰近效應(yīng)一樣，這些渦流只在線圈層間接觸面的表面流動(dòng)。
    值得注意的是，渦流的大小會(huì)隨著層數(shù)的增加而按指數(shù)規(guī)律遞增。因此，鄰近效應(yīng)比集膚效應(yīng)要嚴(yán)重得多。
    Dowell有關(guān)鄰近效應(yīng)影響的分析比較經(jīng)典，很具有參考價(jià)值。論文給出了交／直流阻抗比（R／R）與繞組層數(shù)及繞組集膚深度的直徑比之間的函數(shù)關(guān)系。
    下面將在Dixon方法的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)單介紹 Dowell曲線的用法及意義。

    圖中的電源適配器磁心為EE型，其初級(jí)繞組有3層。每層都可以看做是獨(dú)立的薄片，流過的電流1=N，其中N是每層繞組的距數(shù)，為每距流過的電流。根據(jù)安培定律，有小B=04，或者說H在任一閉合回路上的積分值為0.4ml，其中為該閉環(huán)包圍的總電流。這在磁路上是與歐姆定律等效的。歐姆定律指出，任何閉環(huán)上所施加的電壓等于該閉環(huán)一周所有電壓之和。
    沿著圖中的abod環(huán)繞一周進(jìn)行線性積分，可得到路徑bda上的磁阻（模擬電路中的阻抗）。由于采用了高磁導(dǎo)率的鐵氧體材料，其阻值很低。因此，大部分的磁場(chǎng)強(qiáng)度都處于薄片1和薄片2之間的路徑ab上，薄片1左側(cè)面的磁場(chǎng)強(qiáng)度幾乎為零。由于只是導(dǎo)體表層的磁場(chǎng)強(qiáng)度感應(yīng)出集膚電流，所以薄片1上的所有電流都只流過薄片右側(cè)面，而左側(cè)面沒有電流流過，電流方向如圖中的“+”號(hào)所示（也可從圖中的原點(diǎn)看出）。
    現(xiàn)在來看薄片2（圖）上的電流，并設(shè)所有繞組中的電流都為1A。圖所示鄰近效應(yīng)將產(chǎn)生渦流，渦流流過薄片的左側(cè)面和右側(cè)面，厚度等于該頻率下的集膚深度。但是這個(gè)深度不會(huì)超過薄片1右側(cè)面的集膚深度，也不會(huì)超過薄片2左側(cè)面的集膚深度。

    如果沿閉環(huán)cgh（穿過薄片1和2的中心）對(duì)Hd進(jìn)行積分，由于該平面上的磁場(chǎng)強(qiáng)度為零，根據(jù)安培定則，該平面上包圍的電流也為零。既然流過薄片1右側(cè)面的電流為1A（沿“+”號(hào)方向），那么流過薄片2左側(cè)面的電流必定也為1A，方向以“-”號(hào)（或“x”號(hào)）表示。
    但是流過每個(gè)薄片的凈電流為1A，所以必定有-1A的電流流過薄片2的左側(cè)面，右側(cè)面的電流為+2A。
    同理可得，薄片3左側(cè)面的電流為-2A，右側(cè)面的電流為+3A。
    從以上分析可以推斷出，24V電源適配器鄰近效應(yīng)產(chǎn)生的渦流大小隨著線圈層數(shù)的增加而按指數(shù)規(guī)律遞增，下節(jié)中 Dowell的分析將從數(shù)量上證明這個(gè)結(jié)論。

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| 發(fā)布時(shí)間：2019.03.19    來源：電源適配器廠家
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