開磁路電感感值與飽和裕量計算方法研究

隨著電力電子領域關鍵器件（半導體與磁性器件等），軟開關拓撲和控制方式的不斷進步，電力電子行業逐步完善，在電源質量、性能指標和成本上的優勢越來越明顯，基本替代了原有低頻線性電源。

半導體開關和磁性器件均是電力電子行業的關鍵器件。磁性器件在其中主要起到能量的隔離、緩衝作用（儲能和濾波）。磁性器件對電源系統的效率和其他性能指標（溫升、EMI和紋波等）都有著直接和重要的影響。

在直流濾波電感應用上，由於其直流分量大交流分量小的特點，經常需要用到開磁路電感。開磁路電感最大的優勢就是抗直流偏置能力強，可以縮減電感體積和成本。但是開磁路電感在實際應用中也有一些問題，比如感值和直流偏置計算困難，擴散磁通有干擾（會引起電氣性能和EMI問題），某些情況下甚至會與周圍其他器件構成近場互耦，如果周圍有金屬物體還會產生額外的渦流損耗。這些不利條件都限制了開磁路電感在某些領域的應用。

對於開磁路的感量和抗飽和能力計算問題，目前業內還沒有比較準確的計算方法。在實際設計過程中還是主要以實測為主，這對產品的研發周期造成了很大困擾。本文基於磁路模型分析，並結合電磁模擬軟體和實驗數據，推導了開磁路電感的感量與抗偏置能力的計算公式，經過實際驗證誤差率可以控制在10%以內。

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