气隙电感的计算
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边缘磁通相当于气隙等效面
积Aδ增加，电感加大：
0 A L N I
2
所有磁通通过磁芯，磁芯截面没有变，磁感
应增加。维持L不变，只有增加气隙δ。如果 减少匝数，将增加B，可能引起饱和和损耗大。
LI N Ae B
气隙磁芯线圈电感量计算
当气隙小于1/20气隙外郭尺寸：矩形截面a×b，圆
r lc L 当气隙大于1/20气隙外郭尺寸：矩形截面a×b，圆 直径d时：
Baidu Nhomakorabea
直径d时： 2 2 N 0 e Ae N 0 Ae L le
e
1 1
N 0 Ae k (1 a )(1 / b)矩形 L k 2 k (1 / d ) 圆
电感单位
电感单位为亨利，简称亨，符号为H。
定义：线圈通过1A电流，产生总磁链为1Wb， 则电感量为1H。 也可以这样定义：在1秒内线圈电流从零线性增 长到1A，线圈两端感应电势为1V，则线圈电 感量为1H，也等于1欧秒（Ωs）
电感能量
电流产生磁场，即建立磁场能量（环形为例）
We AlHdB V
Bc lc
则有效磁导率
1 1 r lc e r r 1 lc lc r lc
(例如μi=2000,lc=20cm,δ＝2mm，0.2mm)
气隙磁芯电感
当均匀气隙较大时，有效磁导率为lc/δ,在磁芯
不饱和时电感量不随电流变化，为线性电感。
L/L0 5
δ/20
δ
δ
4
3 2 1 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 I/Io
气隙的边缘磁通
磁没有绝缘，空气隙周围空间也是磁路的一部分
－边缘磁通。气隙越大，边缘磁通范围越大。
边缘磁通与气隙磁通并联， 在线圈包围的磁芯中磁通增 加，总磁链增加，电感加大。
维持电感量措施
NI
0 r
Bc
lc
B
0
也可以写成：
NI
0 e
Bc lc
lc ( H c H c
r
lc
)
可见将磁化曲线线性化了。
气隙磁芯等效磁导率
把气隙磁芯看成整个磁系统的磁导率
NI
0 r
Bc
lc
B
0
0 r
Bc lc
(1
r
lc
)
0 e
0
B
B
0
VBH LI 2 HdB 2 2
环形气隙磁场能量（忽略散磁通）
Vc B V B Wm 2 0 r 2 0
2
2
气隙能量与磁芯能量比
W V r r k Wc Vc lc
气隙磁芯磁化特性
气隙将磁芯磁导率线性化，以环形磁芯为例，
并忽略边缘磁通
减少边缘磁通的措施（续）
气隙用低磁导率磁粉芯
代替
磁粉芯
采用较大截面积的磁芯，较小
的气隙电感。
2
0 Ae LN
LI N Ae B
反激变压器大电流铜箔远离
气隙，让多股线靠近气隙。
2
边缘磁通对电感性能影响
气隙边缘磁通穿过线圈，高频磁通在线圈中
引起涡流损耗，通常称为被动损耗。 边缘磁通对周围电气元件引起干扰。
减少边缘磁通的措施
磁芯
线圈避开气隙
骨架套塑料环 在气隙附近不放导线
线圈 塑料环 骨架
分割气隙
将一个气隙分成几个气隙, 边缘磁通范围大大缩小。
中柱边柱都有气隙
Buck类直流滤波电感按2Iomin决定电感量当输
出电流小于最小电流时电流断续，为避免振 荡需要假负载，降低了效率。希望在小于Iomin 时电感量大，当大于Iomin时回到正常的电感量 的非线性电感。磁粉芯就是非线性电感，但 成本高。
非线性磁芯电感
非均匀磁芯气隙电感
斜坡气隙－类似磁粉芯特性 阶梯气隙－可设定特性 例如气隙宽度1/5,最小的气隙为δ/20, 可以获得
积Aδ增加，电感加大：
0 A L N I
2
所有磁通通过磁芯，磁芯截面没有变，磁感
应增加。维持L不变，只有增加气隙δ。如果 减少匝数，将增加B，可能引起饱和和损耗大。
LI N Ae B
气隙磁芯线圈电感量计算
当气隙小于1/20气隙外郭尺寸：矩形截面a×b，圆
r lc L 当气隙大于1/20气隙外郭尺寸：矩形截面a×b，圆 直径d时：
Baidu Nhomakorabea
直径d时： 2 2 N 0 e Ae N 0 Ae L le
e
1 1
N 0 Ae k (1 a )(1 / b)矩形 L k 2 k (1 / d ) 圆
电感单位
电感单位为亨利，简称亨，符号为H。
定义：线圈通过1A电流，产生总磁链为1Wb， 则电感量为1H。 也可以这样定义：在1秒内线圈电流从零线性增 长到1A，线圈两端感应电势为1V，则线圈电 感量为1H，也等于1欧秒（Ωs）
电感能量
电流产生磁场，即建立磁场能量（环形为例）
We AlHdB V
Bc lc
则有效磁导率
1 1 r lc e r r 1 lc lc r lc
(例如μi=2000,lc=20cm,δ＝2mm，0.2mm)
气隙磁芯电感
当均匀气隙较大时，有效磁导率为lc/δ,在磁芯
不饱和时电感量不随电流变化，为线性电感。
L/L0 5
δ/20
δ
δ
4
3 2 1 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 I/Io
气隙的边缘磁通
磁没有绝缘，空气隙周围空间也是磁路的一部分
－边缘磁通。气隙越大，边缘磁通范围越大。
边缘磁通与气隙磁通并联， 在线圈包围的磁芯中磁通增 加，总磁链增加，电感加大。
维持电感量措施
NI
0 r
Bc
lc
B
0
也可以写成：
NI
0 e
Bc lc
lc ( H c H c
r
lc
)
可见将磁化曲线线性化了。
气隙磁芯等效磁导率
把气隙磁芯看成整个磁系统的磁导率
NI
0 r
Bc
lc
B
0
0 r
Bc lc
(1
r
lc
)
0 e
0
B
B
0
VBH LI 2 HdB 2 2
环形气隙磁场能量（忽略散磁通）
Vc B V B Wm 2 0 r 2 0
2
2
气隙能量与磁芯能量比
W V r r k Wc Vc lc
气隙磁芯磁化特性
气隙将磁芯磁导率线性化，以环形磁芯为例，
并忽略边缘磁通
减少边缘磁通的措施（续）
气隙用低磁导率磁粉芯
代替
磁粉芯
采用较大截面积的磁芯，较小
的气隙电感。
2
0 Ae LN
LI N Ae B
反激变压器大电流铜箔远离
气隙，让多股线靠近气隙。
2
边缘磁通对电感性能影响
气隙边缘磁通穿过线圈，高频磁通在线圈中
引起涡流损耗，通常称为被动损耗。 边缘磁通对周围电气元件引起干扰。
减少边缘磁通的措施
磁芯
线圈避开气隙
骨架套塑料环 在气隙附近不放导线
线圈 塑料环 骨架
分割气隙
将一个气隙分成几个气隙, 边缘磁通范围大大缩小。
中柱边柱都有气隙
Buck类直流滤波电感按2Iomin决定电感量当输
出电流小于最小电流时电流断续，为避免振 荡需要假负载，降低了效率。希望在小于Iomin 时电感量大，当大于Iomin时回到正常的电感量 的非线性电感。磁粉芯就是非线性电感，但 成本高。
非线性磁芯电感
非均匀磁芯气隙电感
斜坡气隙－类似磁粉芯特性 阶梯气隙－可设定特性 例如气隙宽度1/5,最小的气隙为δ/20, 可以获得