ansys 平面電感仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys 平面電感仿真的實(shí)例教程
由表1中的數(shù)據(jù)可知， 線圈2D模型所得電感值與實(shí)測(cè)電感值誤差為4.58%；線圈3D模型所得電感值與實(shí)測(cè)電感值誤差為0.63%。由此可知，本文對(duì)平面螺旋型線圈的建模方法是正確的，3D模型得到的線圈電感值比2D模型誤差更小。
在第一節(jié)用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出不含隔磁片的平面螺旋型線圈的電感值與實(shí)測(cè)值誤差為1.46%，說明用該經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算圖1(a)所示線圈電感值是準(zhǔn)確的。
三、含隔磁片的平面螺旋型線圈
用于無線充電系統(tǒng)的平面螺旋型線圈，其底部一般含有一塊軟磁鐵氧體材料制成的隔磁片，該隔磁片可以提高無線充電的轉(zhuǎn)化效率，并起到屏蔽線圈磁場(chǎng)的作用。對(duì)于含隔磁片的平面螺旋線圈，沒有可參考的計(jì)算電感值的經(jīng)驗(yàn)公式。在上一節(jié)對(duì)不含隔磁片的線圈的仿真計(jì)算中，可看到利用ANSYS Maxwell軟件仿真得到線圈的電感值與實(shí)測(cè)結(jié)果誤差很小，故本節(jié)利用ANSYS Maxwell軟件仿真分析含隔磁片的平面螺旋型線圈的電感值。
在上一節(jié)線圈2D模型的基礎(chǔ)上，于線圈下方0.2 mm 處畫一個(gè)矩形(長25mm，寬1mm)作為隔磁片的模型， 所建立含隔磁片的線圈2D模型如圖5(a)所示。在3D 模型中，于線圈下方0.2mm處畫一個(gè)圓柱(底圓半徑 25mm，高1mm)，同樣需注意在3D模型中應(yīng)將線圈的端部閉合，所建立的3D線圈模型如圖5(b)所示。隔磁片的材料設(shè)置均為鐵氧體(ferrite)。啟動(dòng)仿真計(jì)算， 將計(jì)算的電感值記錄在表2中。
由表2中的仿真和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可知，借助Maxwell軟件對(duì)含隔磁片的平面螺旋型線圈進(jìn)行建模分析，2D和3D模型所得電感值與實(shí)測(cè)電感值的誤差分別為1.57% 和2.3%，這說明本文利用ANSYS軟件對(duì)含隔磁片的平面螺旋型線圈的建模分析是正確的。
展開 功率電感器是許多低頻功率應(yīng)用的核心部分，例如，它們用于開關(guān)電源和 DC-DC 轉(zhuǎn)換
器。電感器與特定頻率下工作的大功率半導(dǎo)體開關(guān)結(jié)合使用，可提高或降低輸出電壓。
相對(duì)較低的電壓和較高的功耗對(duì)電源的設(shè)計(jì)提出了很高的要求，尤其是對(duì)電感器的要
求很高，設(shè)計(jì)電感器時(shí)必須考慮開關(guān)頻率、額定電流和高溫環(huán)境。
功率電感器通常有一個(gè)磁芯來增加它的電感值，從而在保持小尺寸的同時(shí)降低了對(duì)高
頻的要求，磁芯還減少了對(duì)其他設(shè)備的電磁干擾。只有粗略的解析公式或經(jīng)驗(yàn)公式可
用于計(jì)算阻抗，因此設(shè)計(jì)階段需要借助計(jì)算機(jī)仿真或測(cè)量。
展開 我目前在用Maxwell仿真平面變壓器（變壓器次級(jí)帶中心抽頭，深紅色的輔助繞組可以暫時(shí)忽略），變壓器的繞組是PCB形式的（下面有圖片模型），首先我用靜磁場(chǎng)仿真變壓器的電感和漏感等參數(shù)，激勵(lì)給的是電流，得到的值感覺還是可以的，其次我用瞬態(tài)場(chǎng)仿真變壓器，看變壓器的初級(jí)的輸入電壓和電流，次級(jí)的電壓和電流以及變壓器的功率和損耗等參數(shù)，但是我在仿真瞬態(tài)的時(shí)候，不知道是我的電腦的問題還是模型的問題，出來的結(jié)果總是不盡如意，結(jié)果和我之前將繞組做成的集總模型的時(shí)候的波形相比，就感覺是不對(duì)的
其中我初級(jí)給的峰峰值是55V的方波，工作頻率100khz，次級(jí)導(dǎo)入的外電路，只做了一個(gè)繞組加一個(gè)負(fù)載；另一種情況我模擬變壓器的中心抽頭的實(shí)際工作情況，在外電路中加入了整流濾波電路，但是這樣的話仿時(shí)間特別長，出來的結(jié)果也不盡如意
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器。電感器與特定頻率下工作的大功率半導(dǎo)體開關(guān)結(jié)合使用，可提高或降低輸出電壓。
相對(duì)較低的電壓和較高的功耗對(duì)電源的設(shè)計(jì)提出了很高的要求，尤其是對(duì)電感器的要
求很高，設(shè)計(jì)電感器時(shí)必須考慮開關(guān)頻率、額定電流和高溫環(huán)境。
功率電感器通常有一個(gè)磁芯來增加它的電感值，從而在保持小尺寸的同時(shí)降低了對(duì)高
摘要：平面螺旋型線圈是無線充電系統(tǒng)中的重要部件。利用ANSYS Maxwell軟件對(duì)平面螺旋型線圈的電感值進(jìn)行了仿真分析，在圓柱坐標(biāo)系中建立了不含隔磁片和含隔磁片的線圈2D和3D模型，仿真結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果相符合，說明建模方法是正確的。最后研究了線圈匝數(shù)對(duì)線圈電感值和耦合系數(shù)的影響，一方面，對(duì)無線充電系統(tǒng)線圈的研究設(shè)計(jì)提供了有益參考；另一方面，也可作為電磁場(chǎng)與電磁波課程的仿真實(shí)驗(yàn)，成為教學(xué)的補(bǔ)充。
我目前在用Maxwell仿真平面變壓器（變壓器次級(jí)帶中心抽頭，深紅色的輔助繞組可以暫時(shí)忽略），變壓器的繞組是PCB形式的（下面有圖片模型），首先我用靜磁場(chǎng)仿真變壓器的電感和漏感等參數(shù)，激勵(lì)給的是電流，得到的值感覺還是可以的，其次我用瞬態(tài)場(chǎng)仿真變壓器，看變壓器的初級(jí)的輸入電壓和電流，次級(jí)的電壓和電流以及變壓器的功率和損耗等參數(shù)，但是我在仿真瞬態(tài)的時(shí)候，不知道是我的電腦的問題還是模型的問題，出來的結(jié)果總是不盡如意
