印制电路板射频线圈的部分元等效电路研究

作     者：徐显能 徐征 Xu Xianneng;Xu Zheng

作者机构：重庆大学电气工程学院重庆400044 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2022年第37卷第17期

页      面：4284-4293页

核心收录：

学科分类：080804[工学-电力电子与电力传动] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52077023)。 

主　　题：部分元等效电路 PCB线圈 多尺度 交流电阻 涡流 

摘      要：印制电路板(PCB)射频线圈具有性能优良、占用空间少且制作工艺简单的特点,常用于无线电能传输以及单边核磁测井等领域。为分析线圈性能,需计算交流电阻、电感以及射频磁场分布。由于PCB线圈铜线厚度与外围尺寸跨度大,尤其在考虑金属涡流时,常规有限元软件与解析法在处理这种多尺度电磁场问题时的计算速度与精度无法达到要求。在0.5~15MHz频率范围内,该文采用部分元等效电路(PEEC)法计算金属涡流下PCB线圈(铜厚为35μm)的阻抗与射频磁场分布。建立平面矩形螺旋PCB线圈的PEEC模型;通过计算结果与实测结果对比,总结给出PEEC剖分参数选取方法;分析PEEC模型下线圈的磁场分布;最终实现金属涡流下PCB线圈的阻抗与射频磁场的准确且快速计算。该文工作可为应用于无线电能传输以及单边核磁测井等领域的PCB线圈分析提供参考。