磁性器件损耗的分析设计优化（四）
通过分析可以发现，电感中的磁通主要分为以下几个部分：
①主磁路磁通。这部分磁通是流通在电感磁芯中的磁通，它不会在磁芯窗口中出现，因此它不会切割导体，也不会产生导体损耗。
②气隙边缘磁通，即扩散磁通。这部分磁通是由于气隙磁势而产生，它在磁芯窗口中出现，在高频时会切割窗口中的导体造成涡流损耗。
③旁路磁通。这部分磁通不是由于气隙磁势而产生，而是由于相邻磁芯柱之间的磁势差而产生，当气隙较小时，旁路磁通在窗口磁通中占较大比例。
旁路磁通损耗
旁路磁通通过磁芯窗口跨过相邻的磁芯柱，在绕组上产生大量的涡流和损耗，气隙的边缘磁通是由于跨过气隙的磁势造成的，而旁路磁通是由于相邻磁芯柱间的磁势差异造成，沿着磁芯柱窗口的磁势分布取决于载流绕组和气隙的位置。沿着磁芯柱磁势随着载流绕组安匝增大而增加，随着跨过气隙而降低。通过做出如下一维假设，可以对旁路磁通作一定的分析。
1．假定磁芯磁导率是无穷的，磁场进入磁芯窗口是垂直于磁芯表面的。
2．绕组添满整个磁芯窗口宽度，绕组边缘效应很小，可忽略。
3．对圆导体进行一维等效，变成一片方导体，使用等效厚度和等效电导率，磁场在磁芯窗口中平行于导体表面，属一维分布。
4．气隙可认为很小，边缘磁通很小，对旁路磁通影响很小，然而无论气隙多么小，边缘磁通都存在，因为气隙磁势是存在的。
Dowell绕组损耗分析模型
如上图所示为磁芯窗口中的第m层铜带绕组，其上、下表面的磁场强度分别Hm1和Hm2，则这层铜带绕组的电流分布和绕组损耗可以通过Dowell方程得出，如下表达式：
式中
f是工作频率，σeq是铜带的等效电导率，μ是绕组的磁导率，Aeq和W是等效铜带的厚度和宽度。总的旁路磁通绕组损耗可以通过求和得出：
通过用一维的方式分析旁路磁通可知：绕组的电流密度与沿导体的磁场强度密切相关，不同的气隙位置导致不同的窗口磁势，因此沿导体的磁场强度会有较大的不同，沿导体的电流密度分布也会有较大的不同。
旁路磁通的大小是与磁芯高度方向上的平均磁压降密切相关的。当气隙处于中间与两端时，磁压分布如下图所示：
EI型（a）和EE（b）型磁芯电感窗口磁势分布
图a中的平均磁压降为IN／2，b为IN／4。
假定旁路磁通与底边平行，又由于B＝dU＊u0／w，可知：a中的磁密必定大于b中的磁密，磁场方向与线圈垂直。
下面是损耗与平均磁压降的关系：
由图可看出磁压降越低，损耗越低。
由此，如果我们可以将磁压降降得更低，就可得到损耗更低的电感！
磁压降与气隙位置的关系
如果将气隙交错布置，使磁压降在高度方向上出现二次转折，仅为IN／8。它的损耗比起气隙居中者可再下降约50％。
因此我们可以知道在电感磁势一定的情况下，EE磁芯窗口中的最大磁势是EI磁芯的一半。磁芯窗口中的最大磁势的减小，有助于减小旁路磁通，进而旁路磁通造成的导体涡流损耗也会减小，所以在选择磁芯时应该引起注意，利用交错气隙可以减少磁芯窗口内的旁路磁通。
