
Về cơ bản, phần mềm chia làm 2 nhóm phương pháp chính: Dựa trên công thức thực nghiệm (Steinmetz) và Dựa trên mô hình vật lý (Jiles-Atherton).
1. Steinmetz (Phương pháp mặc định)
- Nguyên lý: Đây là phương pháp phổ biến nhất, sử dụng công thức thực nghiệm Steinmetz kinh điển: $P_{core} = k \cdot f^\alpha \cdot B^\beta$.
- Dữ liệu đầu vào: Dựa hoàn toàn vào các hệ số ($k, \alpha, \beta$) được trích xuất từ dữ liệu đo đạc của nhà sản xuất (như TDK, Ferroxcube...).
- Ưu điểm: Tính toán rất nhanh, đơn giản.
- Nhược điểm: Công thức gốc này chỉ chính xác khi dạng sóng kích thích là hình sin chuẩn (sinusoidal).
2. Steinmetz (modified) - Steinmetz cải tiến
- Tại sao cần phương pháp này? Trong các bộ nguồn xung (SMPS), dòng điện và từ thông thường có dạng sóng vuông, tam giác hoặc hình thang chứ không phải hình sin. Nếu dùng công thức Steinmetz thường, kết quả sai số sẽ rất lớn.
- Nguyên lý: Phương pháp này (thường gọi là MSE - Modified Steinmetz Equation) điều chỉnh công thức gốc để tính đến tốc độ biến thiên của từ thông ($dB/dt$).
- Ứng dụng: Đây là lựa chọn tốt nhất cho thiết kế biến áp xung, cuộn cảm lọc DC-DC nơi dạng sóng bị méo nhiều.
3. Jiles-Atherton (Hysteresis)
- Nguyên lý: Khác với Steinmetz (dựa trên khớp lệnh đường cong), phương pháp này dựa trên mô hình vật lý về hành vi của vật liệu từ. Nó mô phỏng vòng từ trễ (Hysteresis Loop) - tức là mối quan hệ B-H của vật liệu.
- Cách tính: Nó tính toán năng lượng bị mất đi sau mỗi chu kỳ từ hóa (diện tích bên trong vòng B-H).
- Ứng dụng: Dùng khi bạn cần phân tích sâu về hành vi bão hòa từ hoặc khi vật liệu có đặc tính từ trễ phức tạp mà công thức Steinmetz không mô tả được.
4. Jiles-Atherton (Hysteresis) + Eddy
- Nguyên lý: Phương pháp này kết hợp tổn hao từ trễ (như mục 3) cộng thêm tổn hao dòng xoáy (Eddy Current Loss).
- Giải thích:
- Tổn hao từ trễ: Do ma sát giữa các miền từ (domain) khi xoay chiều.
- Tổn hao dòng xoáy: Do dòng điện cảm ứng chạy quẩn bên trong bản thân lõi từ sinh nhiệt.
- Ứng dụng: Quan trọng khi dùng các lõi dẫn điện (như tole silic, bột sắt) hoặc khi hoạt động ở tần số rất cao, nơi dòng Eddy trở nên đáng kể. Với lõi Ferrite (cách điện tốt), thành phần Eddy thường nhỏ hơn nhưng vẫn tồn tại.