摘 要 ： 介 紹 了 飽 和 電 感 的 分 類 及 其 基 本 物 理 特 性 ， 總 結 了 可 飽 和 電 感 在 尖 峰 抑 制 器 、 磁 放 大 器 、 移 相 全 橋 ZVS- PWM變 換 器 、 諧 振 變 換 器 和 逆 變 電 源 中 的 應 用 。
關 鍵 詞 ： 可 飽 和 電 感 ； 尖 峰 抑 制 器 ； 磁 放 大 器 ； 移 相 全 橋 ； 諧 振 變 換 器 ； 逆 變 電 源

引 言
飽 和 電 感 是 一 種 磁 滯 回 線 矩 形 比 高 ， 起 始 磁 導 率 高 ， 矯 頑 力 小 ， 具 有 明 顯 磁 飽 和 點 的 電 感 ， 在 電 子 電 路 中 常 被 當 作 可 控 延 時 開 關 元 件 來 使 用 。 由 于 其 獨 特 的 物 理 特 性 ， 使 之 在 高 頻 開 關 電 源 的 開 關 噪 聲 抑 制 ， 大 電 流 輸 出 輔 路 穩 壓 ， 移 相 全 橋 變 換 器 ， 諧 振 變 換 器 及 逆 變 電 源 等 方 面 得 到 了 日 益 廣 泛 的 應 用 。

1 飽 和 電 感 的 分 類 及 其 物 理 特 性 [1]

1.1 飽 和 電 感 的 分 類
飽 和 電 感 可 分 為 自 飽 和 和 可 控 飽 和 二 類 。

1.1.1 自 飽 和 電 感 （ Saturable inductor）
其 電 感 量 隨 通 過 的 電 流 大 小 可 變 。 若 鐵 心 磁 特 性 是 理 想 的 （ 例 如 呈 矩 形 ） ， 如 圖 1（ a） 所 示 ， 則 飽 和 電 感 工 作 時 ， 類 似 于 一 個 “ 開 關 ” ， 即 繞 組 中 的 電 流 小 時 ， 鐵 心 不 飽 和 ， 繞 組 電 感 很 大 ， 相 當 于 “ 開 路 ” ； 繞 組 中 電 流 大 時 ， 鐵 心 飽 和 ， 繞 組 電 感 小 ， 相 當 于 開 關 “ 短 路 ” 。

1.1.2 可 控 飽 和 電 感 （ controlled saturable inductor）
又 稱 可 控 飽 和 電 抗 器 （ controlled saturable reactor） ， 其 基 本 原 理 是 ， 帶 鐵 心 的 交 流 線 圈 在 直 流 激 磁 作 用 下 ， 由 于 交 直 流 同 時 激 磁 ， 使 鐵 心 狀 態 一 周 期 內 按 局 部 磁 回 線 變 化 ， 因 此 ， 改 變 了 鐵 心 等 效 磁 導 率 和 線 圈 電 感 。 若 鐵 心 磁 特 性 是 理 想 的 （ B－ H特 性 呈 矩 形 ） ， 則 可 控 飽 和 電 感 類 似 于 一 個 “ 可 控 開 關 ” 。 在 開 關 電 源 中 ， 應 用 可 控 飽 和 電 感 可 以 吸 收 浪 涌 ， 抑 制 尖 峰 ， 消 除 振 蕩 ， 與 快 速 恢 復 整 流 管 串 聯 時 可 使 整 流 管 損 耗 減 小 。 如 圖 1（ b） 所 示 ， 可 控 飽 和 電 感 具 有 高 磁 滯 回 線 矩 形 比 （ Br/Bs） ， 高 起 始 磁 導 率 μ i， 低 矯 頑 力 Hc， 明 顯 的 磁 飽 和 點 （ A， B） 及 由 于 其 磁 滯 回 線 所 包 圍 的 面 積 狹 小 而 使 其 高 頻 磁 滯 損 耗 較 小 等 特 征 。 為 此 ， 可 控 飽 和 電 感 在 應 用 方 面 的 兩 個 顯 著 特 點 為

1） 由 于 飽 和 磁 場 強 度 很 小 ， 所 以 ， 可 飽 和 電 感 的 儲 能 能 力 很 弱 ， 不 能 被 當 作 儲 能 電 感 使 用 。 可 飽和 電 感 的 最 大 儲 能 Em的 理 論 值 可 用 式 （ 1） 表 示 .

式 中 ：μ 為 臨 界 飽 和 點 磁 導 率 ；
H為 臨 界 飽 和 點 磁 場 強 度 ；
V為 磁 性 材 料 的 有 效 體 積 。

2） 由 于 可 飽 和 電 感 的 起 始 磁 導 率 高 ， 磁 阻 小 ， 電 感 系 數 和 電 感 量 都 很 大 ， 在 施 加 外 部 電 壓 時 ， 電 感 內 部 起 始 電 流 增 長 緩 慢 ， 只 有 經 過 Δ t的 延 時 后 ， 當 電 感 線 圈 中 的 電 流 達 到 一 定 數 值 時 ， 可 飽 和 電 感 才 會 立 即 飽 和 ， 因 而 在 電 路 中 常 被 當 作 可 控 延 時 開 關 元 件 使 用 。

2 可 飽 和 電 感 隨 電 流 變 化 的 關 系
因 為 ， 有 氣 隙 和 無 氣 隙 的 dB/di磁 路 的 計 算 方 法 不 同 ， 所 以 ， 分 別 對 兩 種 情 況 進 行 討 論 。

1.2.1 無 氣 隙 可 飽 和 電 感 與 電 流 的 關 系
無 氣 隙 可 飽 和 電 感 L隨 電 流 變 化 的 關 系 可 用 式 （ 2） 表 示

式 中 ： W為 電 感 繞 組 匝 數 ；
I為 激 磁 電 流 ；
f為 電 感 用 磁 性 材 料 B～ H曲 線 的 對 應 函數 ；
S為 磁 性 材 料 的 截 面 積 ；
l磁 性 材 料 的 為 平 均 長 度 。

1.2.2 有 氣 隙 可 飽 和 電 感 與 電 流 的 關 系
任 意 給 定 一 個 導 磁 體 磁 路 中 磁 感 應 強 度 B1， 可 由 B=f(H)曲 線 求 出 導 磁 體 磁 路 中 的 磁 場 強 度 H1。 氣 隙 中 的 H0值 可 用 式 （ 3） 表 示 。

式 中 ： B0為 空 氣 隙 磁 感 應 強 度 ；
a和 b為 磁 路 矩 形 截 面 積 邊 長 ；
l0為 氣 隙 長 度 ；
μ 0為 空 氣 磁 導 率