變壓器線圈相鄰層間的鄰近效應

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變壓器線圈相鄰層間的鄰近效應

由于電源適配器變壓器繞組同一層繞線中流過的電流是相互平行且同向的，那么可以將這些電流看成是流過一塊很薄的矩形薄片，薄片的厚度等于繞線的直徑，寬度等于骨架寬度。因此電源適配器整個繞組都將產生感應渦流。和先前討論過的相鄰平行導體間的鄰近效應一樣，這些渦流只在線圈層間接觸面的表面流動。
值得注意的是，渦流的大小會隨著層數的增加而按指數規律遞增。因此，鄰近效應比集膚效應要嚴重得多。
Dowell有關鄰近效應影響的分析比較經典，很具有參考價值。論文給出了交／直流阻抗比（R／R）與繞組層數及繞組集膚深度的直徑比之間的函數關系。
下面將在Dixon方法的基礎上簡單介紹 Dowell曲線的用法及意義。

圖中的電源適配器磁心為EE型，其初級繞組有3層。每層都可以看做是獨立的薄片，流過的電流1=N，其中N是每層繞組的距數，為每距流過的電流。根據安培定律，有小B=04，或者說H在任一閉合回路上的積分值為0.4ml，其中為該閉環包圍的總電流。這在磁路上是與歐姆定律等效的。歐姆定律指出，任何閉環上所施加的電壓等于該閉環一周所有電壓之和。
沿著圖中的abod環繞一周進行線性積分，可得到路徑bda上的磁阻（模擬電路中的阻抗）。由于采用了高磁導率的鐵氧體材料，其阻值很低。因此，大部分的磁場強度都處于薄片1和薄片2之間的路徑ab上，薄片1左側面的磁場強度幾乎為零。由于只是導體表層的磁場強度感應出集膚電流，所以薄片1上的所有電流都只流過薄片右側面，而左側面沒有電流流過，電流方向如圖中的“+”號所示（也可從圖中的原點看出）。
現在來看薄片2（圖）上的電流，并設所有繞組中的電流都為1A。圖所示鄰近效應將產生渦流，渦流流過薄片的左側面和右側面，厚度等于該頻率下的集膚深度。但是這個深度不會超過薄片1右側面的集膚深度，也不會超過薄片2左側面的集膚深度。

如果沿閉環cgh（穿過薄片1和2的中心）對Hd進行積分，由于該平面上的磁場強度為零，根據安培定則，該平面上包圍的電流也為零。既然流過薄片1右側面的電流為1A（沿“+”號方向），那么流過薄片2左側面的電流必定也為1A，方向以“-”號（或“x”號）表示。
但是流過每個薄片的凈電流為1A，所以必定有-1A的電流流過薄片2的左側面，右側面的電流為+2A。
同理可得，薄片3左側面的電流為-2A，右側面的電流為+3A。
從以上分析可以推斷出，24V電源適配器鄰近效應產生的渦流大小隨著線圈層數的增加而按指數規律遞增，下節中 Dowell的分析將從數量上證明這個結論。

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| 發布時間：2019.03.19 來源：電源適配器廠家

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