功率電感是分帶磁罩和不帶磁罩兩種，主要由磁芯和銅線組成。 在電路中主要起濾波和振蕩作用。

 

綜合前面幾節(jié)的說(shuō)明，我們對(duì)功率電感儲(chǔ)能關(guān)系做一個(gè)總結(jié)，方便讀者理解和查閱。

 

氣隙電感

 

氣隙電感示意圖

 

 

如下式，"磁芯儲(chǔ)能Ec"、"氣隙儲(chǔ)能Eg"以及"總儲(chǔ)能E"，我們應(yīng)該如何理解？

 

儲(chǔ)能關(guān)系

 

從上面式子可以看出，對(duì)于"氣隙規(guī)則磁芯（EE、EFD、EPC系列型、環(huán)形等）"當(dāng)

 

"稀釋系數(shù)Z"越大，儲(chǔ)能會(huì)越大，這個(gè)可以從總儲(chǔ)能③中可以看出；

 

"稀釋系數(shù)Z"越大則表明氣隙lg越大，這個(gè)可以從上面"Z"的表達(dá)式清楚地看到；

 

但必須清楚，如果保電感匝數(shù)和電流不變，當(dāng)氣隙lg越大，那么意味著磁路中"磁阻Rm"會(huì)增大，進(jìn)而意味著磁通密度"B"是減小的，如下⑤式可以清楚看到。所以，不能單純地認(rèn)為，增加氣隙就一定能增大儲(chǔ)能，你必須控制變量。

 

稀釋系數(shù)的地位

 

 

把⑤式磁感應(yīng)強(qiáng)度帶入①、②和③得到如下，儲(chǔ)能變換式

 

儲(chǔ)能關(guān)系變換

 

（1）安匝（N*I）保持不變時(shí)，承接上面敘述，當(dāng)保持"安（A，電流是由負(fù)載決定的）匝（N，電感線圈匝數(shù)）"不變時(shí)（為常數(shù)），不斷增加氣隙時(shí)，能量關(guān)系圖如下：

 

 

從圖中可以看出，當(dāng)稀釋系數(shù)Z=2時(shí)，磁芯和氣隙儲(chǔ)能是相等的（兩條曲線相交），但隨著氣隙的增長(zhǎng)，總儲(chǔ)能"E"是減小的，氣隙儲(chǔ)能"Eg"也是減小的，磁芯儲(chǔ)能"Ec"也是減小的，但磁芯儲(chǔ)能減小的更快。

 

（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度或磁通密度保持不變時(shí)，

 

 

 

從圖中可以看出，當(dāng)保持磁通密度不變時(shí)，增加氣隙時(shí)，總能量"E"是不斷增加的，但當(dāng)你要保持磁通密度不變時(shí)，從下面⑤中可以看出，必須不斷增加匝數(shù)（電感電流是負(fù)載決定的，認(rèn)為是不變的），即保持"N/Z"是常數(shù)。

 

 

那么，我們?cè)鯓尤ダ斫膺@些參數(shù)的"變"與"不變"以及儲(chǔ)能關(guān)系呢？我們實(shí)際當(dāng)中究竟以什么做為我們的設(shè)計(jì)呢？因?yàn)殛P(guān)系多了，就容易發(fā)生混亂，我們只需要把握住一點(diǎn)就可以了，電源中我們?cè)O(shè)計(jì)電感，通常還是以電感量為設(shè)計(jì)目標(biāo)，因?yàn)樗梢院饬侩娏骷y波問(wèn)題（實(shí)質(zhì)是可以產(chǎn)生我們想要的磁通密度，阻止電流的變化甚至是突變）所以，最終我們無(wú)論怎樣加氣隙，要保持電感量恒定。

 

（3）電感量保持不變，如下⑥式可以看出，只需要保持"N2/Z"是一個(gè)常數(shù)，同上述（2）保持磁通密度類似，也就是增加氣隙的同時(shí)，你需要不斷增加"匝數(shù)"才能保證電感量不變。

 

 

更進(jìn)一步我們，來(lái)說(shuō)明當(dāng)"N2/Z"是一個(gè)常數(shù)，也就是電感量保持不變時(shí)，可以從"①"看出，總能量E是保持不變的。

 

 

 

繪制能量關(guān)系圖，從圖形中可以看出，通過(guò)保持"N2/Z"為常數(shù)，使得電感保持不變時(shí)，總能量E是一個(gè)常數(shù)，且隨著氣隙增大時(shí)，能量幾乎存儲(chǔ)在氣隙里面了，但總能量E是保持不變的。

 

那么既然總能量E保持不變了，那么開氣隙的意義究竟是什么呢？這樣情況下，加入氣隙，并沒(méi)有改變存儲(chǔ)能量的能力，但卻改變了能量的分配比，也就是說(shuō)磁芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度或者磁通密度"B"距離磁芯材料的飽和密度Bsat大大增強(qiáng)，即B2sat*Z保持不變時(shí)，當(dāng)Z增加，當(dāng)然Bsat當(dāng)然是減小的了，這就是使得磁通密度距離飽和磁通密度余量極度增強(qiáng)（強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，磁材料的飽和磁通密度是不能改變的）。

 

帶飽和磁通密度的儲(chǔ)能關(guān)系

 

這就是，加入氣隙的意義，距離飽和磁通密度余量增強(qiáng)，下面圖示，紅色是加入氣隙的磁滯回線，變化更加溫和了，異常情況下磁芯不會(huì)進(jìn)入瞬間的飽和，使得磁性元器件和變換器工作更加可靠。

 

加入氣隙后磁滯回線的優(yōu)化

 

這也就是，我們常說(shuō)的，為什么加入氣隙能夠防止飽和原因了。

 

理解概念是基本點(diǎn)。

 

附：

 

相對(duì)磁導(dǎo)率"ur"

 

這里還需要必須理解什么是相對(duì)率"ur"，那就是磁芯本質(zhì)屬性的絕對(duì)磁導(dǎo)率"uc"相對(duì)于真空或者空氣"u0"的一種無(wú)量綱比值，稱為相對(duì)磁導(dǎo)率，弄清楚"相對(duì)對(duì)象"就容易記清楚了，不再混淆了。