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PFC的电感磁芯怎么选取

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楼主: 51xlf
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houjiakai| | 2016-2-17 22:26 | 显示全部楼层
不会经常满载同时又不用考虑满载纹波的小功率DC-DC电源输出电感

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10299823| | 2016-2-17 22:26 | 显示全部楼层
在边缘损耗方面,铁硅不会发生边缘损耗,而间隙铁氧体有很大的边缘损耗。铁芯的间隙部分随着温度的增加损耗会增加。铁硅铝(Kool Mμ)也有间隙,但是这是均匀的分布式间隙,因为这个形式,在高功率的应用上会更好。

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i1mcu| | 2016-2-17 22:27 | 显示全部楼层

 2. 确定输出电压

  电感的导通伏秒应立即是截止时伏秒:

38441165_7.jpg

  则

38441165_8.jpg

  开关周期为


  可见,输出电压Uo一定大于输进电压Uip,假如输出电压接近输进电压,在输进电压峰值四周截止时间远大于导通时间,开关周期很长,即频率很低。


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houjiakai| | 2016-2-17 22:28 | 显示全部楼层
在不改变线圈尺寸的情况下,要增加电感量,只有一个办法:减小d。

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wangdezhi| | 2016-2-17 22:28 | 显示全部楼层
电感常常被理解为开关电源输出端中的LC滤波电路中的

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10299823| | 2016-2-17 22:28 | 显示全部楼层
对于尺寸和储能,从铁硅铝(Kool Mμ)与锰锌铁氧体在LI2值比较中可以看出,当尺寸都是55mm的大小,测试铁硅铝用60μ,铁硅铝(Kool Mμ)在体积大小的情况下,储能大概是锰锌铁氧体的2倍。

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i1mcu| | 2016-2-17 22:28 | 显示全部楼层

  假如首先决定最低输进电压(Uimin)对应的导通时间为TonL,最高输进电压(Uimax)的导通时间为

38441165_8.jpg

  根据式(11)和(12)可以得到开关周期(频率)与不同电压比的关系。

  例如,假定导通时间为10μs,1.414Uimin/ Uo=0.65,假如输进电压在±20%范围变化,最低输进电压为220×0.8,输出电压为Uo =1.414×220×0.8/0.65=383V。周期为10/0.35=28.57μs,频率为35kHz。在15°时,周期为12μs,相当于开关频率为83kHz。在最高输进电压时,由式(12)得到最高电压导通时间Tonh=(0.8/1.2)2×TonL=4.444μs,在峰值时的开关周期为T=Tonh/(1-1.414×1.2×220/383)=176μs,相当于开关频率为5.66kHz。

  假如我们。输出电压进步到410V,最低输进电压时开关周期为25.45μs,开关频率为39.3kHz。15°时为11.864μs,开关周期为84.5kHz。输进最高电压峰值时,周期为49.2μs,开关频率为20.3kHz。频率变化范围大为减少。即使在输进电压过零处,截止时间趋近零,开关频率约为100kHz。最高频率约为最低频率只有5倍。而在383V输出电压时,却为18倍。

  通过以上计算可以看到,进步输出电压,开关频率变化范围小,有利于输出滤波。但是功率管和整流二极管要更高的电压定额,导通损耗和开关损耗增加。因此,220V±20%交流输进,一般选择输出电压为410V左右。110V±20%交流输进,输出电压选择210V。


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10299823| | 2016-2-17 22:29 | 显示全部楼层
开关稳压电感器还有一定交流电,通常在10kHz至300kHz。这种交流电流会产生高频磁场,造成磁芯损耗并导致磁芯变热。

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houjiakai| | 2016-2-17 22:30 | 显示全部楼层
理论电压是在个元件正常工作的条件下推导出来的

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10299823| | 2016-2-17 22:30 | 显示全部楼层
较好的软饱和度、很低的磁芯损耗、温度稳定性和较低的成本

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i1mcu| | 2016-2-17 22:30 | 显示全部楼层

 3. 最大峰值电流

  最大输进电流

  电感中最大峰值电流是峰值电流的1倍

38441165_8.jpg

  4. 决定电感量

  为避免音频噪声,在输进电压范围内,开关频率应在20kHz以上。从以上分析可知,在最高输进电压峰值时,开关频率最低。故假定在最高输进电压峰值的开关周期为50μs.由式(11)求得

38441165_9.jpg

  由式(12)得到最低输进电压导通时间


  根据式(8)得到

38441165_10.jpg


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i1mcu| | 2016-2-17 22:31 | 显示全部楼层

 5. 选择磁芯

  由于导通时间随输进电压平方成反比,因此应当在最低电压下选择磁芯尺寸,只要在最低输进电压峰值时避免饱和。

38441165_11.jpg

  其中:N-电感线圈匝数;Ae-磁芯有效截面积;Bm<>< p="">

  整个窗口铜的截面积

38441165_12.jpg

  将式(17)代进(16),整理得到


  用AP法选择磁芯尺寸。


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10299823| | 2016-2-17 22:32 | 显示全部楼层
随着通过电感的电流增加,它的电感量会减小。

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wangdezhi| | 2016-2-17 22:32 | 显示全部楼层
缩小整个电感器因绕制而增加的体积,在相同的匝数下减少绕线线长的使用,最小化的DCR (直流电阻),降低铜损

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lzmm| | 2016-2-17 22:33 | 显示全部楼层
差模电感 主要要解决磁饱和问题,在实际使用过程中,广大电路工作者已经逐步认识到了磁粉心的优越性,使用铁心加气隙的作法(铁氧体磁心加气隙,非晶磁心加气隙,硅钢磁心加气隙)已越来越少。

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houjiakai| | 2016-2-17 22:33 | 显示全部楼层
,转换电路中的开关功率电感总会有一个“软”饱和度。

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wangdezhi| | 2016-2-17 22:33 | 显示全部楼层
占空比继续提高只能空耗电能,不能转换成输出

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i1mcu| | 2016-2-17 22:33 | 显示全部楼层

 6. 计算线圈匝数

38441165_13.jpg (19)


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houjiakai| | 2016-2-17 22:34 | 显示全部楼层
当电流增加到一定程度后,电感量就不会急剧下降了,这就称为“软”饱和特性。

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10299823| | 2016-2-17 22:34 | 显示全部楼层
第一,选择合适的磁芯材料,铁硅铝(Kool Mμ)、钼坡莫合金、高磁通、铁硅合金或铁氧体,第二,选择合适的磁芯尺寸,包括形状和大小;第三,选择时要注意绕制上的考量,比如电流密度、绕线的长短和匝数;第四点,选择时要兼顾性能和成本。

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