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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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)的電流1=N，其中N是每層繞組的距數(shù)，為每距流過(guò)的電流。根據(jù)安培定律，有小B=04，或者說(shuō)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(guò)薄片右側(cè)面，而左側(cè)面沒(méi)有電流流過(guò)，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(lái)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(guò)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(guò)薄片1右側(cè)面的集膚深度，也不會(huì)超過(guò)薄片2左側(cè)面的集膚深度。

    如果沿閉環(huán)cgh（穿過(guò)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(guò)薄片1右側(cè)面的電流為1A（沿“+”號(hào)方向），那么流過(guò)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(guò)每個(gè)薄片的凈電流為1A，所以必定有-1A的電流流過(guò)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(lái)源：電源適配器廠家
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