高頻磁性器件

第1章 磁性器件基礎
1.1 引言
1.2 磁場物理量的關系
1.2.1 磁動勢
1.2.2 磁場強度
1.2.3 磁通
1.2.4 磁通密度
1.2.5 磁鏈
1.3 磁路
1.3.1 磁阻
1.3.2 磁基爾霍夫電壓定律
1.3.3 磁通連續(xù)性定律
1.4 磁性定律
1.4.1 安培定律
1.4.2 法拉第定律
1.4.3 楞次定律
1.4.4 歐姆定律
1.4.5 麥克斯韋方程組
1.4.6 良導體的麥克斯韋方程組
1.4.7 坡印廷矢量
1.4.8 焦耳定律
1.5 渦流
1.6 磁芯飽和
1.6.1 正弦波電壓作用下的電感器磁芯飽和
1.6.2 方波電壓作用下的電感器磁芯飽和
1.6.3 矩形波電壓作用下的電感器磁芯飽和
1.7 伏秒平衡原則
1.8 電感
1.8.1 電感的定義
1.8.2 螺線管的電感
1.8.3 環(huán)形磁芯電感器的電感
1.8.4 罐形磁芯電感器的電感
1.8.5 氣隙
1.8.6 邊緣磁通
1.8.7 帶狀傳輸線電感
1.8.8 同軸電纜電感
1.8.9 平行雙導傳輸線電感
1.9 電感系數(shù)
1.10 磁場能量
1.11 自諧振頻率
1.12 磁性器件的功耗分類
1.13 非感應線圈
1.14 總結
1.15 參考文獻
1.16 復習題
1.17 習題
第2章 磁芯
2.1 引言
2.2 磁芯材料的性能
2.3 磁偶極子
2.4 磁疇
2.5 居里溫度
2.6 磁化強度
2.7 磁性材料
2.7.1 鐵磁性材料
2.7.2 反鐵磁性材料
2.7.3 亞鐵磁性材料
2.7.4 抗鐵磁性材料
2.7.5 順磁性材料
2.8 磁滯
2.9 磁芯的磁導率
2.10 磁芯的幾何形狀
2.11 鐵合金磁芯
2.12 非晶態(tài)合金磁芯
2.13 鎳鐵和鈷鐵磁芯
2.14 鐵氧體磁芯
2.15 磁粉芯
2.16 納米晶磁芯
2.17 超導體
2.18 磁芯的磁滯損耗
2.19 磁芯的渦流損耗
2.20 磁芯的總損耗
2.20.1 正弦電流作用的電感器的總損耗
2.20.2 磁芯的等效串聯(lián)電阻
2.20.3 非正弦電流作用下的電感器磁芯損耗
2.20.4 磁芯的冷卻
2.21復數(shù)磁導率
2.21.1 磁芯的串聯(lián)復數(shù)磁導率
2.21.2 磁芯的并聯(lián)復數(shù)磁導率
2.22 總結
2.23 參考文獻
2.24 復習題
2.25 習題
第3章 趨膚效應
3.1 引言
3.2 趨膚深度
3.3 繞組的交、直流電阻比
3.4 單根長圓導體的趨膚效應
3.5 單根圓導體的電流密度
3.5.1 貝塞爾微分方程
3.5.2 電流密度j（r）/j（0）
3.5.3 電流密度j（r）/j（r0）
3.5.4 電流密度j（r）/jdc
3.5.5 圓導體的近似電流密度
3.6 圓導體的阻抗
3.6.1 電阻和電感的準確表達式
3.6.2 圓導體的近似電阻與電感
3.6.3 圓導體電阻的簡化推導
3.7 圓導體的磁場強度
3.8 求解圓導線電感的其他方法
3.9 圓導體的功率密度
3.10矩形導體的趨膚效應
3.10.1 矩形導體的磁場
3.10.2 矩形導體的電流密度
3.10.3 矩形導體的功耗
3.10.4 矩形導體的阻抗
3.11 總結
3.12 參考文獻
3.13 復習題
3.14 習題
第4章 鄰近效應
4.1 引言
4.1.1 兩平行圓導體間的鄰近效應
4.1.2 同軸電纜的鄰近效應
4.2 通反向電流的兩平行板間的趨膚和鄰近效應
4.2.1 兩平行板間的磁場
4.2.2 兩平行板間的電流密度
4.2.3 兩平行板的功耗
4.2.4 每個導電板的阻抗
4.3 通同向電流的兩平行板間的反鄰近效應和趨膚效應
4.3.1 兩平行板間的磁場
4.3.2 兩平行板的電流密度
4.3.3 兩平行板的功耗
4.4 多層繞組電感的鄰近效應
4.5 總結
4.6 附錄：鄰近效應功耗的推導
4.7 參考文獻
4.8 復習題
4.9 習題
第5章 高頻繞阻
5.1 引言
5.2 繞阻
5.2.1 多層箔片電感器中的磁場強度和電流密度
5.2.2 繞組的功率損耗
5.2.3 dowell方程
5.2.4 dowell方程的近似解
5.3 方形和圓形導體
5.4 矩形導體繞組的電阻
5.4.1 普適方程
5.4.2 矩形導體的最佳高度
5.5 方形導線繞組的電阻
5.5.1 普適方程
5.5.2 方形導體的最佳高度
5.6 圓形導線繞組的電阻
5.6.1 普適方程
5.6.2 圓形導線的最佳直徑
5.7 漏電感
5.8 在柱坐標中對圓形導線繞組的求解
5.9 利茲線
5.10諧波電流下電感器繞組的能量損耗
5.10.1 連續(xù)導電模式下pwm直流－直流功率轉化器中銅導線的損耗
5.10.2 非連續(xù)導電模式下pwm直流直流功率轉化器中銅導線的功率損耗
5.11 非正弦電流作用時繞組的有效電阻
5.12 電感器的熱模型
5.13 總結
5.14 參考文獻
5.15 思考題
5.16 習題
第6章 疊片磁芯
6.1 引言
6.2 低頻解
6.3 通用解
6.3.1 高頻磁場分布
6.3.2 高頻功耗密度分布
6.3.3 高頻時疊片的阻抗
6.4 總結
6.5 參考文獻
6.6 復習題
6.7 習題
第7章 變壓器
7.1 引言
7.2 理想變壓器
7.3 變壓器中的電壓極性和電流方向
7.4 非理想變壓器
7.5 互感的黎曼（neumann）公式
7.6 互感
7.7 耦合系數(shù)
7.8 同名端法則
7.9 耦合電感的順接與反接串聯(lián)
7.10 反射阻抗
7.11 耦合電感的存儲能量
7.12 磁化電感
7.13 漏感
7.14 具有氣隙的變壓器
7.15 自耦變壓器
7.16 變壓器電感的測量
7.17 寄生電容
7.18 高頻變壓器模型
7.19 非交錯繞組
7.20 交錯繞組
7.21 交流電流變壓器
7.21.1 工作原理
7.21.2 電流變壓器模型
7.21.3 低頻響應
7.21.4 高頻響應
7.22 繞組的諧波功耗
7.22.1 連續(xù)導通模式（ccm）下繞組的諧波功耗
7.22.2 非連續(xù)導通模式（dcm）下繞組的諧波功耗
7.23 變壓器的熱模型
7.24 總結
7.25 參考文獻
7.26 復習題
7.27 習題
第8章 集成電感器
8.1 引言
8.2 趨膚效應
8.3 矩形導體的電阻
8.4 直矩形導體的電感值
8.5 集成電感的結構
8.6 曲折結構電感
8.7 直圓導體的電感值
8.8 圓導線環(huán)形回路的電感值
8.9 兩平行導線回路的電感值
8.10 圓導線矩形回路的電感值
8.11 圓導線多邊形回路的電感值
8.12 鍵合線電感
8.13 單匝平面電感
8.14 平面方形回路的電感值
8.15 平面螺旋電感器
8.15.1 平面螺旋電感器的幾何形狀
8.15.2 方形平面電感
8.15.3 六邊形螺旋電感的電感值
8.15.4 八邊形螺旋電感的電感值
8.15.5 環(huán)形螺旋電感的電感值
8.16 多金屬層螺旋電感
8.17 平面變壓器
8.18 mems電感
8.19 同軸電纜的電感值
8.20 雙線傳輸線的電感值
8.21 集成電感中的渦流損耗
8.22 射頻集成電感模型
8.23 pcb電感
8.24 總結
8.25 參考文獻
8.26 復習題
8.27 習題
第9章 自電容
9.1 引言
9.2 高頻電感模型
9.3 自電容的組成
9.4 平行板電容器的電容
9.5 箔式繞組電感的自電容
9.6 兩平行圓導線之間的電容
9.6.1 帶電無限長導線之間的勢能
9.6.2 兩條帶電無限長導線之間的勢能
9.6.3 兩平行導線之間的電容
9.7 圓導體與導體平面間的電容
9.8 單層電感器的自電容
9.9 多層電感器的自電容
9.10 同軸電纜的電容
9.11 總結
9.12 參考文獻
9.13 復習題
9.14 習題
第10章 電感設計
10.1 引言
10.2 漆包線
10.3 導線的絕緣
10.4 電感設計的限制條件
10.5 窗口利用系數(shù)
10.5.1 導線的絕緣系數(shù)
10.5.2 空氣和導線的絕緣系數(shù)
10.5.3 填充系數(shù)
10.5.4 骨架系數(shù)
10.5.5 邊緣系數(shù)
10.5.6 窗口利用系數(shù)的定義
10.6 電感的溫升
10.6.1 電感的溫升表達式
10.6.2 環(huán)形磁芯電感的表面積
10.6.3 罐形磁芯電感的表面積
10.6.4 pq形磁芯電感的表面積
10.6.5 ee形磁芯電感的表面積
10.7 電感繞組的平均匝長
10.7.1 環(huán)形磁芯
10.7.2 pc和pq形磁芯
10.7.3 ee形磁芯
10.8 面積積法
10.8.1 面積積法的通用表達式
10.8.2 正弦工作的電感的面積積
10.9 交流電感設計
10.9.1 磁通密度的優(yōu)化
10.9.2 交流電感設計實例
10.10 連續(xù)電流模式時buck變換器中的電感設計
10.10.1 電感在方波電壓下工作的面積積ap的推導
10.10.2 利用面積積ap方法設計連續(xù)電流模式下buck變換器中應用的電感
10.11 利用面積積ap方法設計在dcm工作條件下buck變換器中應用的電感
10.12 磁芯幾何系數(shù)kg法
10.12.1 磁芯幾何系數(shù)kg的通用表達式
10.12.2 工作于正弦電流和電壓的交流電感
10.12.3 ccm下pwm變換器中應用的電感器
10.12.4 dcm下pwm變換器中應用的電感器
10.13 利用kg法設計ccm下buck變換器中應用的電感
10.14 利用kg法設計dcm下的buck變換器中應用的電感
10.15 總結
10.16 參考文獻
10.17 復習題
10.18 習題
第11章 變壓器的設計
11.1 引言
11.2 面積積法
11.2.1 面積積ap的推導
11.2.2 變壓器繞組的磁芯窗口分配
11.3 最佳磁通密度
11.4 在連續(xù)導通模式下反激式轉換器中的變壓器設計
11.4.1 變壓器設計的實際考慮
11.4.2 方波電壓下工作的變壓器面積積
11.4.3 面積積法
11.5 dcm反激變壓器設計
11.6 幾何常數(shù)kg法
11.6.1 幾何常數(shù)kg的推導
11.6.2 工作電流與電壓為正弦的變壓器
11.6.3 工作于ccm模式下pwm轉換器中的變壓器
11.6.4 工作于dcm模式下pwm轉換器中的變壓器
11.7 采用kg法設計工作于ccm模式的反激式轉換器中的變壓器
11.8 采用kg法設計工作于dcm模式的反激式轉換器中的變壓器
11.9 總結
11.10 參考文獻
11.11 復習題
11.12 習題
附錄a 傅里葉級數(shù)
附錄b matlab介紹
習題答案