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一.电感器的分类
开关变换器中的电感种类很多，大致可以分为三类：直流滤波电感，交流滤波电感和饱和电感
1.直流滤波电感可以分为EMI滤波电感和整流滤波电感，EMI电感主要用于抑制设备之间的电磁干扰，不仅可以抑制外设备对本设备的干扰影响，也可以使本设备的干扰大大减少。整流滤波电感主要作用是滤除整流后的交流纹波，让输出的直流电压更加平滑，一般用饱和特性较好的磁粉芯。
2.交流滤波电感主要用于交流回路的电压、电流谐波的滤除。交流滤波电感的技术指标：电感量和品质因数Q，由于电感上的电流谐波分量很大，发热比较严重，因此要考虑电感的温度稳定性。一般选用高磁导率铁氧体。
3.饱和电感与以上两种电感不同，工作在饱和状态，主要用在稳压和调压电路中来调节电源的输出电压。饱和电感有两个绕组，一个绕组接交流电路，一个绕组接直流电路。由于饱和电感工作在饱和状态，它的磁滞回线是矩形的。一般采用不开气隙的铁氧体。
二.磁芯损耗模型
1.磁滞损耗
①磁性材料内部有许多小磁畴，在无外磁场的作用下，这些小磁畴如下图a是杂乱无章的排列。在外磁场的作用下,如图b小磁畴发生转动，在这一磁化过程中，与外磁场方向相差不大的小磁畴在外磁场退去后仍然能恢复到原来的位置，而与外磁场方向相差较大的小磁畴在外界磁场退去后仍然保持磁化时的方向。前一部分所消耗的能量返回到电路，转为势能（表现在电感的储能和放能特性）。后一部分所消耗的能量表现为磁芯损耗的发热部分，即磁滞损耗，这是不可恢复的能量。
②下图为在激励信号下，磁环对应的磁滞回线，磁环的磁化曲线与退磁化曲线是不重合的，即磁感应强度B的变化滞后于磁场强度H的变化。在半个周期内，送入磁芯线圈的能量为：
③磁滞损耗模型
Ph∝f*B^3 Ph∝f*B^2
磁滞损耗的大小随着激励场的增大，B的指数会从3变为2。
④磁滞损耗一般模型
参考Steinmetz公式：
Pcv=Cm∗f^α∗B^β
2.涡流损耗
①磁性元器件在交变磁场作用下，产生通过磁芯的交流磁通Φ而产生的感应电流，该电流呈现涡流状，所以叫涡流。又因为磁芯电阻率不是无穷大，所以磁芯导体周围有一定的电阻存在，涡流流经此电阻产生磁芯发热量就是涡流损耗。下图a中磁芯线圈加交流电压u，i为线圈中的涡流，磁芯Φ通过磁芯，若磁芯是导体，那么磁芯本身截面周围也将链合全部磁通Φ而构成单匝的次级线圈
②涡流损耗表达式：
③正弦激励下涡流损耗表达式可表示为：
从这个可以看出磁芯涡流损耗与磁芯Ae成线性关系。
④从电流密度计算磁芯涡流损耗
其中J为电流密度，J*为电流密度的共轭复数，设J为复数J=a+bi，则JxJ*=a^2+b^2
⑤磁芯Ae对涡流损耗的影响
从微观结构看，磁芯材料内部由许多小晶体，晶体与晶体之间有隔离层。根据隔离层的特性，铁氧体材料可以分为三种：单晶铁氧体，绝缘壁薄电阻率低的多晶铁氧体，绝缘壁厚电阻率高的多晶铁氧体。
单晶铁氧体磁芯的涡流损耗与磁芯截面积Ae成线性关系；绝缘壁薄电阻率低的多晶铁氧体磁芯的涡流损耗与磁芯截面积Ae成非线性关系；绝缘壁厚电阻率高的多晶铁氧体由于磁畴被限制在相互绝缘的小区域内，产生的涡流也在这个区域内流动，所以磁芯截面积Ae对这类铁氧体的涡流损耗影响不大。
3.剩余损耗
①在磁化或反磁化过程中，由于磁化或反磁化状态并不是随着它的磁化强度变化而立刻变化到最终状态，而是有一个时间上的延迟。这个延时效应就是剩余损耗产生的原因，而这种现象叫做磁化驰豫或者磁性滞后效应。
②这种延时效应产生的原因：
Ⅰ：一是由于磁畴壁的存在导致磁芯材料内部磁化过程不均匀，在磁畴壁周围产生过量的涡流损耗。外在表现为频率升高后各磁畴壁之间寄生电容下降，并导致磁芯电阻率下降，因此很多文献称之为额外涡流损耗。
Ⅱ：由于共振引起的损耗，这里的共振包括自然共振和畴壁共振两种。自然共振发生在比磁畴壁高的频率点，而畴壁共振发生在磁芯推荐的工作点的倍数频率点。影响剩余损耗的因素有很多，如工作频率，磁芯材料特性，磁芯电阻率，磁芯截面积Ae等。
③剩余损耗公式：
剩余损耗主要包括额外涡流损耗和共振引起的损耗两个部分，而共振的频率远远高于开关器件正常工作的频率点，所以只需要考虑额外涡流损耗，在正弦激励下：
END
