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第1章 磁的基础理论与磁元件1

1.1磁场的发现和产生1

1.2磁的单位和电磁基本定律4

1.2.1磁感应强度4

1.2.2磁通4

1.2.3磁导率和磁场强度5

1.2.4安培环路定律7

1.2.5电磁感应定律8

1.2.6电磁能量关系10

1.3电路中的磁性元件11

1.3.1自感11

1.3.2互感13

1.3.3变压器21

1.4磁元件的磁路分析26

1.4.1磁路的欧姆定律27

1.4.2带有气隙的串联磁路分析31

1.4.3并联磁路分析32

1.4.4变压器的等效磁路模型33

1.5典型磁元件的磁势分析33

1.5.1环形磁芯的漏磁分析34

1.5.2 E形磁芯磁场和等效磁路37

本章小结39

第2章 磁性材料的基本参数及磁特性测量41

2.1磁性材料的基本特性41

2.2磁性材料的基本参数43

2.2.1与磁化特性曲线相关的参数43

2.2.2磁导率44

2.2.3与磁芯损耗相关的参数51

2.2.4居里温度和磁导率的比温度系数53

2.2.5磁导率的时间减落因数53

2.2.6功率损耗密度54

2.3磁芯损耗55

2.3.1磁化能量和磁滞损耗55

2.3.2涡流损耗56

2.3.3剩余损耗59

2.3.4磁芯损耗的计算59

2.3.5利用磁性材料性能图表进行损耗计算61

2.4磁化曲线的测量和显示62

2.4.1测试原理和电路62

2.4.2测量误差分析63

2.4.3磁化曲线的显示64

2.5动态磁化65

2.5.1动态磁化过程65

2.5.2高频下的磁化曲线65

本章小结67

第3章 开关电源中常用的磁性材料69

3.1软磁材料的重要指标69

3.2软磁铁氧体材料70

3.2.1铁氧体的组成和基本特性70

3.2.2铁氧体应用参数71

3.3合金磁材料76

3.3.1概述76

3.3.2硅钢片77

3.3.3坡莫合金磁性材料80

3.3.4非晶合金和微晶合金82

3.4金属磁粉芯磁性材料86

3.4.1概述86

3.4.2磁粉芯类别91

3.4.3使用无机物粘结剂金属粉芯材料94

本章小结96

第4章 线圈97

4.1集肤效应97

4.1.1高频电流引起的集肤效应97

4.1.2集肤效应的定量分析98

4.1.3交直流电阻比与线径和频率的关系100

4.1.4矩形波电流产生的集肤效应102

4.2邻近效应104

4.2.1 邻近效应产生的原理104

4.2.2相邻导体间存储的能量105

4.2.3邻近效应在线圈导体中产生的涡流及损耗106

4.2.4邻近效应对变压器多层绕组相邻层间的影响109

4.2.5由邻近效应产生的交直流电阻比求解112

4.2.6邻近效应对线圈并联的影响117

4.2.7邻近效应引起的被动损耗119

4.3漏磁分析122

4.4电流计算125

4.4.1线圈电流有效值计算125

4.4.2 PWM激励时变压器绕组电流波形分析127

4.5线圈间电容和端部电容128

4.5.1线圈间电容和屏蔽128

4.5.2端部之间电容129

4.6窗口填充系数130

4.7线圈并联131

本章小结133

第5章 磁芯的工作状态135

5.1Ⅰ类工作状态135

5.1.1 Buck变换器滤波电感磁芯135

5.1.2连续工作模式磁芯的选择137

5.1.3反激变换器磁芯的工作模式138

5.1.4磁芯工作状态的特点142

5.2Ⅱ类工作状态143

5.2.1正激变压器磁芯工作状态143

5.2.2基本关系144

5.2.3正激类变换器对磁芯的要求146

5.3Ⅲ类工作状态148

5.3.1推挽类双象限磁芯工作状态148

5.3.2交流输出中的磁芯151

5.3.3不对称半桥工作磁芯155

5.3.4 SPWM交流输出滤波电感磁芯157

本章小结158

第6章 高频变压器设计的基本问题160

6.1磁芯几何形状和最大磁通密度的选取160

6.1.1几种常见的磁芯材料结构160

6.1.2最大磁通密度的选择164

6.1.3高频变压器设计方法（AP法）公式推导165

6.2常用拓扑磁芯的AP值公式167

6.2.1正激变换器拓扑磁芯的AP值167

6.2.2推挽变换器输出功率公式推导170

6.2.3半桥拓扑和全桥拓扑输出功率公式推导172

6.2.4磁芯的初选方法174

6.3直流偏磁175

6.3.1直流磁化175

6.3.2直流脉冲对磁芯的磁化176

6.3.3交变磁化177

6.3.4高频开关电源的直流偏磁问题179

6.4线圈的匝比与匝数取整182

6.4.1匝数的取整182

6.4.2分数匝182

6.5占空比的选取186

6.6变压器的寄生参数及其影响187

6.7温升和损耗188

6.8高频功率变压器设计举例191

6.8.1高频变压器设计步骤191

6.8.2正激变换器变压器的设计举例192

6.8.3推挽变压器的设计举例199

本章小结204

第7章 电感设计205

7.1直流滤波电感设计205

7.1.1直流滤波电感的限制条件205

7.1.2电感计算方法208

7.1.3 AP法初选电感磁芯209

7.1.4几何常数法选择磁芯213

7.2电感磁芯214

7.2.1磁芯气隙214

7.2.2散磁引起的损耗216

7.2.3磁芯材料和形状217

7.2.4损耗和温升217

7.3电感设计举例218

7.3.1气隙电感设计218

7.3.2磁粉芯材料电感设计224

7.4反激变换器变压器设计233

7.4.1反激变换器的工作原理233

7.4.2连续模式反激变压器设计234

7.4.3断续模式反激变压器设计242

7.5 Boost电感设计250

7.5.1 Boost电路的工作原理250

7.5.2 Boost功率因数校正电感设计252

7.6共模电感259

7.6.1常模噪声和共模噪声定义259

7.6.2共模电感设计260

7.6.3共模电感设计举例266

7.7耦合滤波电感270

7.7.1工作原理270

7.7.2交叉调节效应271

7.7.3动态交叉调节271

7.7.4减小交叉调节的方法272

本章小结273

第8章 特殊磁元件设计275

8.1尖峰噪声的抑制275

8.1.1矩形磁性材料的基本特性275

8.1.2尖峰噪声的产生276

8.1.3抑制尖峰原理276

8.1.4铁氧体磁珠280

8.2磁放大器284

8.2.1磁放大器原理284

8.2.2电压控制型半波磁放大器285

8.2.3利用磁放大器的正激式多路输出变换器287

8.3电流互感器300

8.3.1交流互感器300

8.3.2脉冲直流互感器306

本章小结311

第9章 平面磁元件312

9.1平面磁芯312

9.1.1平面磁芯命名312

9.1.2平面变压器的外形313

9.1.3平面变压器的绕制314

9.2设计316

9.2.1平面变压器的设计步骤316

9.2.2平面变压器设计举例1320

9.2.3平面变压器设计举例2326

本章小结331

第10章 磁集成技术332

10.1概述332

10.1.1磁元件对变换器的影响332

10.1.2磁集成技术发展历史333

10.2磁元件建模方法333

10.2.1源转移等效变换法334

10.2.2磁元件电路模型的建立方法335

10.3磁元件集成方式337

10.3.1不改变磁芯结构的集成337

10.3.2改变磁芯结构的磁集成347

10.4磁集成的典型应用举例348

10.4.1有源箝位正激变换器的磁集成348

10.4.2移相全桥DC/DC变换器的磁元件集成356

本章小结363

第11章 温升、绝缘及电气特性测试364

11.1温升364

11.1.1温升计算365

11.1.2温升测试367

11.2绝缘370

11.2.1绝缘等级371

11.2.2绝缘电阻371

11.2.3绝缘强度372

11.2.4绝缘电晕放电375

11.2.5爬电与飞弧378

11.3常规电气特性测试380

11.3.1开关电源磁元件测试标准380

11.3.2测试项目380

本章小结384

附录A 导线及铜带规格385

A.1导线规格385

A.2铜带规格387

附录B 磁芯389

B.1磁性材料389

B.1.1铁氧体磁性材料389

B.1.2铁氧体尺寸规格396

B.2磁芯热阻与损耗408

B.3平面磁芯411

B.4集成电感414

B.5磁粉芯416

B.6矩形磁滞回线磁芯430

B.6.1非晶合金430

B.6.2噪声抑制器件432

B.6.3矩形磁滞回线铁氧体磁芯433

B.7各种磁性材料的性能比较434

附录C 拓扑、频率、磁芯牌号与输出功率437

附录D 主要变量名符号注释表440

参考文献443

后记445