高频变压器导线的趋肤效应

高频变压器导线的趋肤效应
1、趋肤效应
趋肤效应亦称为“集肤效应”。

交变电流通过导体时，由于感应作用引起导体截面上电流分布不均匀，愈近导体表面电流密度越大。

这种现象称“趋肤效应”。

趋肤效应使导体的有效电阻增加。

当频率很高的电流通过导线时，可以认为电流只在导线表面上很薄的一层中流过，这等效于导线的截面减小，电阻增大。

既然导线的中心部分几乎没有电流通过，就可以把这中心部分除去以节约材料。

因此，在高频电路中可以采用空心导线代替实心导线。

此外，为了削弱趋肤效应，在高频电路中也往往使用多股相互绝缘细导线编织成束来代替同样截面积的粗导线，这种多股线束称为辫线。

交变磁场会在导体内部引起涡流，电流在导体横截面上的分布不再是均匀的，这时，电流将主要地集中到导体表面。

这种效应称为趋肤效应。

利用趋肤效应，在高频电路中可用空心铜导线代替实心铜导线以节约铜材。

架空输电线中心部分改用抗拉强度大的钢丝。

虽然其电阻率大一些，但是并不影响输电性能，又可增大输电线的抗拉强度。

2、高频变压器工作频率较高,一般在15-100kHz.因趋肤效应作用,变压器的导线粗细就受到一定限制。

工作频率的提高，趋肤效应影响越大。

因此，在设计绕组选择电流密度和线径时必须考虑趋肤效应引起的有效截面的减小。

导线通有高频交变电流时，有效截面的减少可以用穿透深度来表示。

穿透深度的意义是：由于趋肤效应，交变电流沿导线表面开始能达到的径向深度，用“Δ”表示,计算公式为：Δ——穿透深度（mm）；ω——角频率，ω=2πf（rad/s）；
γ——电导率（S/m），当导线为铜线时，(S/m)；
μ——磁导率（H/m）；铜的相对磁导率，；式中即为真空磁导率 H/m。

导体的穿透深度公式可以简化为:Δ＝K×66.1/√f (mm), f是工作频率(Hz), K是常数对铜而言K=1。

铜导体的穿透深度（20 ℃）
f(kHZ) 1 3 5 7 10 13 15 18 20 23
Δ(mm) 2.089 1.206 0.9346 0.7899 0.6608 0.5796 0.5396 0.4926 0.4673 0.4358
f(kHZ) 25 30 35 40 45 50 60 70 80 100
Δ(mm) 0.4180 0.3815 0.3532 0.3304 0.3115 0.2955 0.2697 0.2497 0.2336 0.2098 3、高频变压器单股导线的最大线径<2Δ＝2*66.1/√f (mm).假若工作频率f＝30KHz时,最大线径为0.76mm ,所以选择0.8mm以上的导线就没有意义了.
4. 高频变压器线径
高频变压器线径公式：j I D ÷×13.1= ；I 是电流，J 是电流密度。

【高频变压器电流密度一般选用4.52mm
A ，如果要求不高可以选52mm A ，如果温度环境比较恶劣，然后又是密闭环境应选42mm A ，军工要求则应更低；】——网友经验，待考；
如果计算出的线径D 大于两倍的穿透深度,就需要采用多股线或利兹线 。

大直径的导线因交流电阻引起的交流损耗大，经常用截面之和等于单导线的多根较细导线并联。

多根细导线每根线径的计算公式：i D d i =;
例如用两根导线代替一根，细导线的直径
2=2D d ，注意截面积之和要大于等于单根导线的截面积。

5. 利兹线 “Litz ” 一词源于德语“Litzendraht ”, 意指一根导体是
由多根独立绝缘的 导体绞合或编 织而成。

典型应用有：高频电
感器， 变压器， 变频器， 燃料电池，马 达， 通信及IT 设备，
超声波设备， 声纳设备，电视机，无线电设备，感应加热， 等
等。

1911年纽英伦公司成为美国第一家商业化生产利兹线的厂
家。

从那时开始至今纽英伦一直保持全球领先地位，为世界各
地的客户提供高性能的利兹线产品及解决方案。

利兹线规格参数： 漆包线绞合线（Litz wire ）阿里巴巴价格 100.00元/千克
产品型号：
QZY 、QZYN 产品规格：
：￠0.05×48—0.25×100 产品标准：
GB11018—2008 更新时间：
2010/6/14 产品类别：
180级 产品特性:
具有耐高频，集肤效应小等特点。

应用领域：中高频电机、高频变压器、电磁灶加热线圈、身份识别器等。