第1章 磁的基础理论与磁元件 1
1.1磁场的发现和产生 1
1.2磁的单位和电磁基本定律 4
1.2.1磁感应强度 4
1.2.2磁通 4
1.2.3磁导率和磁场强度 5
1.2.4安培环路定律 7
1.2.5电磁感应定律 8
1.2.6电磁能量关系 10
1.3电路中的磁性元件 11
1.3.1自感 11
1.3.2互感 13
1.3.3变压器 21
1.4磁元件的磁路分析 26
1.4.1磁路的欧姆定律 27
1.4.2带有气隙的串联磁路分析 31
1.4.3并联磁路分析 32
1.4.4变压器的等效磁路模型 33
1.5典型磁元件的磁势分析 33
1.5.1环形磁芯的漏磁分析 34
1.5.2 E形磁芯磁场和等效磁路 37
本章小结 39
第2章 磁性材料的基本参数及磁特性测量 41
2.1磁性材料的基本特性 41
2.2磁性材料的基本参数 43
2.2.1与磁化特性曲线相关的参数 43
2.2.2磁导率 44
2.2.3与磁芯损耗相关的参数 51
2.2.4居里温度和磁导率的比温度系数 53
2.2.5磁导率的时间减落因数 53
2.2.6功率损耗密度 54
2.3磁芯损耗 55
2.3.1磁化能量和磁滞损耗 55
2.3.2涡流损耗 56
2.3.3剩余损耗 59
2.3.4磁芯损耗的计算 59
2.3.5利用磁性材料性能图表进行损耗计算 61
2.4磁化曲线的测量和显示 62
2.4.1测试原理和电路 62
2.4.2测量误差分析 63
2.4.3磁化曲线的显示 64
2.5动态磁化 65
2.5.1动态磁化过程 65
2.5.2高频下的磁化曲线 65
本章小结 67
第3章 开关电源中常用的磁性材料 69
3.1软磁材料的重要指标 69
3.2软磁铁氧体材料 70
3.2.1铁氧体的组成和基本特性 70
3.2.2铁氧体应用参数 71
3.3合金磁材料 76
3.3.1概述 76
3.3.2硅钢片 77
3.3.3坡莫合金磁性材料 80
3.3.4非晶合金和微晶合金 82
3.4金属磁粉芯磁性材料 86
3.4.1概述 86
3.4.2磁粉芯类别 91
3.4.3使用无机物粘结剂金属粉芯材料 94
本章小结 96
第4章 线圈 97
4.1集肤效应 97
4.1.1高频电流引起的集肤效应 97
4.1.2集肤效应的定量分析 98
4.1.3交直流电阻比与线径和频率的关系 100
4.1.4矩形波电流产生的集肤效应 102
4.2邻近效应 104
4.2.1 邻近效应产生的原理 104
4.2.2相邻导体间存储的能量 105
4.2.3邻近效应在线圈导体中产生的涡流及损耗 106
4.2.4邻近效应对变压器多层绕组相邻层间的影响 109
4.2.5由邻近效应产生的交直流电阻比求解 112
4.2.6邻近效应对线圈并联的影响 117
4.2.7邻近效应引起的被动损耗 119
4.3漏磁分析 122
4.4电流计算 125
4.4.1线圈电流有效值计算 125
4.4.2 PWM激励时变压器绕组电流波形分析 127
4.5线圈间电容和端部电容 128
4.5.1线圈间电容和屏蔽 128
4.5.2端部之间电容 129
4.6窗口填充系数 130
4.7线圈并联 131
本章小结 133
第5章 磁芯的工作状态 135
5.1Ⅰ类工作状态 135
5.1.1 Buck变换器滤波电感磁芯 135
5.1.2连续工作模式磁芯的选择 137
5.1.3反激变换器磁芯的工作模式 138
5.1.4磁芯工作状态的特点 142
5.2Ⅱ类工作状态 143
5.2.1正激变压器磁芯工作状态 143
5.2.2基本关系 144
5.2.3正激类变换器对磁芯的要求 146
5.3Ⅲ类工作状态 148
5.3.1推挽类双象限磁芯工作状态 148
5.3.2交流输出中的磁芯 151
5.3.3不对称半桥工作磁芯 155
5.3.4 SPWM交流输出滤波电感磁芯 157
本章小结 158
第6章 高频变压器设计的基本问题 160
6.1磁芯几何形状和最大磁通密度的选取 160
6.1.1几种常见的磁芯材料结构 160
6.1.2最大磁通密度的选择 164
6.1.3高频变压器设计方法（AP法）公式推导 165
6.2常用拓扑磁芯的AP值公式 167
6.2.1正激变换器拓扑磁芯的AP值 167
6.2.2推挽变换器输出功率公式推导 170
6.2.3半桥拓扑和全桥拓扑输出功率公式推导 172
6.2.4磁芯的初选方法 174
6.3直流偏磁 175
6.3.1直流磁化 175
6.3.2直流脉冲对磁芯的磁化 176
6.3.3交变磁化 177
6.3.4高频开关电源的直流偏磁问题 179
6.4线圈的匝比与匝数取整 182
6.4.1匝数的取整 182
6.4.2分数匝 182
6.5占空比的选取 186
6.6变压器的寄生参数及其影响 187
6.7温升和损耗 188
6.8高频功率变压器设计举例 191
6.8.1高频变压器设计步骤 191
6.8.2正激变换器变压器的设计举例 192
6.8.3推挽变压器的设计举例 199
本章小结 204
第7章 电感设计 205
7.1直流滤波电感设计 205
7.1.1直流滤波电感的限制条件 205
7.1.2电感计算方法 208
7.1.3 AP法初选电感磁芯 209
7.1.4几何常数法选择磁芯 213
7.2电感磁芯 214
7.2.1磁芯气隙 214
7.2.2散磁引起的损耗 216
7.2.3磁芯材料和形状 217
7.2.4损耗和温升 217
7.3电感设计举例 218
7.3.1气隙电感设计 218
7.3.2磁粉芯材料电感设计 224
7.4反激变换器变压器设计 233
7.4.1反激变换器的工作原理 233
7.4.2连续模式反激变压器设计 234
7.4.3断续模式反激变压器设计 242
7.5 Boost电感设计 250
7.5.1 Boost电路的工作原理 250
7.5.2 Boost功率因数校正电感设计 252
7.6共模电感 259
7.6.1常模噪声和共模噪声定义 259
7.6.2共模电感设计 260
7.6.3共模电感设计举例 266
7.7耦合滤波电感 270
7.7.1工作原理 270
7.7.2交叉调节效应 271
7.7.3动态交叉调节 271
7.7.4减小交叉调节的方法 272
本章小结 273
第8章 特殊磁元件设计 275
8.1尖峰噪声的抑制 275
8.1.1矩形磁性材料的基本特性 275
8.1.2尖峰噪声的产生 276
8.1.3抑制尖峰原理 276
8.1.4铁氧体磁珠 280
8.2磁放大器 284
8.2.1磁放大器原理 284
8.2.2电压控制型半波磁放大器 285
8.2.3利用磁放大器的正激式多路输出变换器 287
8.3电流互感器 300
8.3.1交流互感器 300
8.3.2脉冲直流互感器 306
本章小结 311
第9章 平面磁元件 312
9.1平面磁芯 312
9.1.1平面磁芯命名 312
9.1.2平面变压器的外形 313
9.1.3平面变压器的绕制 314
9.2设计 316
9.2.1平面变压器的设计步骤 316
9.2.2平面变压器设计举例1 320
9.2.3平面变压器设计举例2 326
本章小结 331
第10章 磁集成技术 332
10.1概述 332
10.1.1磁元件对变换器的影响 332
10.1.2磁集成技术发展历史 333
10.2磁元件建模方法 333
10.2.1源转移等效变换法 334
10.2.2磁元件电路模型的建立方法 335
10.3磁元件集成方式 337
10.3.1不改变磁芯结构的集成 337
10.3.2改变磁芯结构的磁集成 347
10.4磁集成的典型应用举例 348
10.4.1有源箝位正激变换器的磁集成 348
10.4.2移相全桥DC/DC变换器的磁元件集成 356
本章小结 363
第11章 温升、绝缘及电气特性测试 364
11.1温升 364
11.1.1温升计算 365
11.1.2温升测试 367
11.2绝缘 370
11.2.1绝缘等级 371
11.2.2绝缘电阻 371
11.2.3绝缘强度 372
11.2.4绝缘电晕放电 375
11.2.5爬电与飞弧 378
11.3常规电气特性测试 380
11.3.1开关电源磁元件测试标准 380
11.3.2测试项目 380
本章小结 384
附录A 导线及铜带规格 385
A.1导线规格 385
A.2铜带规格 387
附录B 磁芯 389
B.1磁性材料 389
B.1.1铁氧体磁性材料 389
B.1.2铁氧体尺寸规格 396
B.2磁芯热阻与损耗 408
B.3平面磁芯 411
B.4集成电感 414
B.5磁粉芯 416
B.6矩形磁滞回线磁芯 430
B.6.1非晶合金 430
B.6.2噪声抑制器件 432
B.6.3矩形磁滞回线铁氧体磁芯 433
B.7各种磁性材料的性能比较 434
附录C 拓扑、频率、磁芯牌号与输出功率 437
附录D 主要变量名符号注释表 440
参考文献 443
后记 445