トランスの磁束密度計算

Question

こんばんは。
フォワードやブリッジ回路のトランス設計する際の最大磁束密度計算式ですが、B=VT/NAe　となっていて、式に電流が必要ないのが気になります。
電流がたくさん流れれば磁束密度が増えていくというイメージだったので。。
ブリッジ回路で、仮に一次側電流100アンペアだとしても、eer42コアで磁気飽和レベルからかなり余裕のある値になりました。
トランスは電流による磁気飽和は起こらないのでしょうか。教えていただけると幸いです。

Answer

回答(1)再出
トランス磁心の動作を、B-Hカーブを使って考えた場合、
回路方式がフォワード形の場合、B=H=0の原点を起点として、B-Hカーブは第一象限だけの範囲に限定されます。
一方、回路方式がブリッジ形の場合、B-Hカーブは、原点を中心として正負対象に描きます。
直感的な理解としては、上記のように考えるのが分かりやすいと思います。

＞トランスは電流による磁気飽和は起こらないのでしょうか？
トランスの場合、1次巻線に流れる電流と、2次巻線に流れる電流があるので、一方の電流だけで飽和するとか／飽和しないとかの判断はできません。両者を合成して、磁心の磁束を形成する励磁電流成分を抽出して考えれば、電流と磁心の飽和の関係を説明できるようになります。

Answer

フォワードの場合：
　磁束密度の計算には、直流分を考慮する必要がありますので、ご提示の式では考慮不足です。
ブリッジ回路：
　原理原則としては、直流分が発生しないので、ご提示の式で磁束密度を評価すれば宜しいかと思います。
　とはいっても、デューティー比のずれや過渡現象によって、磁束密度がコアの飽和磁束密度を超過しないことをこの式の計算結果だけで担保することはできないと思います。
　
　飽和磁束密度を超過すれば、磁気回路が線形であると仮定した場合よりもピーク電流が大きな値になります。このような動作状態に、半導体回路部分が耐え得る設計か否かが判断を分けると思います。

できれば、判りやすい磁束密度の計算式をご提示したいと思いますので、少々時間を下さるようにお願いします。

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