软磁材料基础知识连载( 四)

交流电感的设计

交流扼流圈的电感量随着交流磁场的变化而变化，而且是非线性。只有在铁芯未达到饱和时，变化才接近线性。这时，电感随交流磁场的增大而增大。故而交流电感要有一定的抗饱和能力，同时磁导率要高。

在逆变器中输出滤波电感磁芯是双向磁化，磁芯磁感应仍按基波正弦变化，但存在更大的直流分量。但是，由于电压波形是SPWM与正弦波之差，所以在磁感应波形变化对应点发生斜率（dB/dt）变化，这些变化率大于基波电压引起的最大变化率（电压过零点）。因此交流磁芯滤波电感磁芯的磁滞损耗与正弦波变压器相似，但涡流损耗远比正弦变压器磁芯高。此外，线圈流过高频交流，同时，交流电感不同于直流滤波电感，磁芯磁通双向磁化，气隙附近磁通穿过线圈，引起严重的线圈涡流损耗。如果交流频率很高，还要注意交流滤波电感的分布电容问题。

一般根据滤波器输入电压包含的最低次谐波选择LC谐振点，再根据负载特性、动态响应、体积、重量要求决定电感量。

1) 设计基本关系和参数

已知电感量L，流过电感的电流有效值I，工作频率f。

电感上承受的交流电压有效值

电感处理的视在功率为

2) 电磁基本关系

正弦波电压与磁感应关系有

式中：N－匝数；Ae－磁芯有效截面积（m2），如果采用硅钢片，应当根据钢片厚度考虑叠片系数，高频最好使用非晶，其涡流损耗更小。；B－磁芯中峰值磁感应，根据损耗选择磁感应B。

3) 交流电感与面积乘积关系

电感N匝线圈铜截面 ，窗口面积 (或 )

4) 用面积乘积选择磁芯

由式（5-39）得到 ,因此面积乘积为

如果窗口利用（填充）系数为 , ,有
(cm4) (5-41)
用此公式根据厂家提供的磁芯手册中选择满足上式的磁芯。式中尺寸－cm,磁感应B－T,电感－H.