看版主講解電源效率的磁性元件損耗

首先，給出直流損耗計(jì)算公式：Pdc=(Irms)^2*Rdc

由上面的公式可見，對(duì)于電流有效值一定的情況下，只要降低繞組的直流等效電阻就可以降低繞組的直流損耗。我們知道繞組的電阻與材質(zhì)，長(zhǎng)度，截面積甚至溫度(關(guān)系很小)等有關(guān)，那么我們就可以采用如下方法來降低繞組的直流損耗：

1、采用電阻率小的導(dǎo)體來繞制變壓器，一般采用銅漆包線，盡量不用銅包鋁漆包線或鋁漆包線

2、在變壓器窗口面積允許的情況下，盡量用大一點(diǎn)的等效截面積的漆包線(單根線不要超出穿透深度，后面會(huì)分析)

3、適當(dāng)減少繞組的匝數(shù)(會(huì)增加鐵損)，慎用！

網(wǎng)友a(bǔ)llen-leon：

適當(dāng)減少繞組的匝數(shù)(會(huì)增加鐵損)，慎用？可否請(qǐng)講講為何減小繞組匝數(shù)慎用？

答：減少匝數(shù)的話，就意味著變壓器的磁通密度變化范圍更寬，引起鐵損的增加。所以，需要謹(jǐn)慎考慮使用。

網(wǎng)友jepsun：

冰老師：用銅包鋁的線怎么樣?

答：用銅包鋁線的話，同樣線徑的漆包線，直流阻抗會(huì)增加，發(fā)熱更大。交流損耗包含很多方面，如漏感與層間電容的振蕩引起的損耗，布線雜散電感與雜散電容引起的損耗等等，但最主要的就是集膚效應(yīng)與臨近效應(yīng)引起的損耗。

先來看看集膚效應(yīng)的定義：

集膚效應(yīng)又叫趨膚效應(yīng)，是指導(dǎo)體通過交流電流時(shí)，在導(dǎo)體截面中，存在邊緣部分電流密度大，中心部分電流密度小的現(xiàn)象。

肌膚效應(yīng)產(chǎn)生的原理比較復(fù)雜，簡(jiǎn)單的表述為：

如上圖，設(shè)流過導(dǎo)體的電流為i，方向如圖。根據(jù)右手法則， 則要產(chǎn)生m.m.f的磁場(chǎng)，并垂直電流方向，如圖的八個(gè)小圓圈就是進(jìn)入與離開道題的磁力線。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)，磁力線通過導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生渦流，方向如圖中8個(gè)小圓圈周圍的大圓圈方向所示。

由圖可知，渦流的方向加強(qiáng)了導(dǎo)體邊緣電流，抵消了導(dǎo)體中心的電流，這便是集膚效應(yīng)產(chǎn)生的原理。

關(guān)于集膚效應(yīng)，趙修科老師在《開關(guān)電源中的磁性元件》一書中有過詳細(xì)的論述

在這里再引入一個(gè)名詞：穿透深度

定義：當(dāng)導(dǎo)通流過高頻電流時(shí)，由于趨膚效應(yīng)導(dǎo)致電流從導(dǎo)通表層流過，此表層的厚度稱為穿透深度或趨膚深度，用“Δ”表示。需要說明的是穿透深度指的是導(dǎo)體的半徑。穿透深度跟工作溫度，導(dǎo)體的電阻率，導(dǎo)體的相對(duì)磁導(dǎo)率以及頻率等因素有關(guān)。

其計(jì)算公式為：

Δ=65.5/√f(mm) 20℃

Δ=76.5/√f(mm) 100℃

公式我就不推導(dǎo)了，有興趣可以參閱相關(guān)資料。

由上面的公式不難看出，工作頻率越高，導(dǎo)線的穿透深度就越低，所以廣大工程師在設(shè)計(jì)變壓器的時(shí)候，一定要考慮頻率對(duì)導(dǎo)線的穿透深度影響。

網(wǎng)友wsh5106：