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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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如果想知道选择线径时为什么有集肤效应等,可以参考赵修科的磁性元器件书,如果你用的是磁环,可以参考开关电源设计这本书

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i1mcu| | 2016-2-17 22:19 | 只看该作者

  4. 决定最低输进电压峰值时最大占空度

  由于连续模式Boost变换器输出Uo与输进Uin关系为 ,所以

(2)

  从上式可见,假如Uo选取较低,在最高输进电压峰值时对应的占空度非常小,由于功率开关的开关时间限制(否则降低开关频率),可能输进电流不能跟踪输进电压,造成输进电流的THD加大。

  5. 求需要的电感量

  为保证电流连续,Boost电感应当大于

(3)


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houjiakai| | 2016-2-17 22:19 | 只看该作者
使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数

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10299823| | 2016-2-17 22:19 | 只看该作者
市场上高功率电感的磁芯选择还是挺多的,可供选择的电感材料有:铁硅铝(Kool Mμ)、铁粉芯、铁硅(硅钢叠片)、间隙铁氧体、钼坡莫(MPP)和高磁通 (High Flux)等。

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lzmm| | 2016-2-17 22:20 | 只看该作者
工字磁芯,开磁路,可不考虑饱和
同样的工字磁芯,材质可能不同,做出的电感就不同
贴片工字磁芯,有一些标准结构,可选几款自己绕几个电感测试一下。

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wangdezhi| | 2016-2-17 22:20 | 只看该作者
绕4匝得到的电感应为(16/1)*2=32u, 电感与匝数成正比。

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i1mcu| | 2016-2-17 22:20 | 只看该作者

  6. 利用AP法选择磁芯尺寸

  根据电磁感应定律,磁芯有效截面积


  假如电感是线性的,有


  由于Boost电感直流分量很大,磁芯损耗小于铜损耗,饱和磁通密度限制最大值。为保证在最大输进电流时磁芯不饱和,应当有



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10299823| | 2016-2-17 22:21 | 只看该作者
铁硅铝和间隙铁氧体是两种常用的材质,在软饱和方面,间隙铁氧体必须在下降曲线的安全区进行设计。铁硅被设计在受控制的下降曲线范围中,这样就能够提供好的容错特性,特别是在高功率时候。

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houjiakai| | 2016-2-17 22:21 | 只看该作者
如何检测所设计的电感有没有饱和

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wangdezhi| | 2016-2-17 22:21 | 只看该作者
计算了安匝数首先是保证电感不饱和,还要考虑散热。按照计算的参数选VISHAY 或CYNTEC的成品电感,好用方便可靠。参数里有两个电流指标,一个是饱和电流,另一个是温升电流,主要考虑散热,电感量选个和计算值相近的即可。

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houjiakai| | 2016-2-17 22:22 | 只看该作者
从空心线圈到带磁芯的电感(理解气隙的作用)
在讨论带磁芯的电感之前,先讨论一下空心线圈电感,并由此以最容易理解的思路引出气隙的作用

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10299823| | 2016-2-17 22:22 | 只看该作者
在磁通量比较方面,假设特定的50%下降设计点,铁硅铝(Kool Mμ)的磁通量是间隙铁氧体的2倍以上, 这使磁芯的尺寸可缩小35%,设计时可以把磁芯的尺寸缩小30%至35%。

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lzmm| | 2016-2-17 22:22 | 只看该作者
其实这类磁芯都可以测得一个安匝数值,都有一个单匝电感(导磁率)值,如果有这2个参数,计算就是很简单的事情。
比如:某磁芯最大安匝数是30A,单匝电感是2uH,则需要绕4匝得到16uH,这时安匝数是20A,不会饱和且有50%余量

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wangdezhi| | 2016-2-17 22:22 | 只看该作者
电感AP公式推导以及工程设计方法(初学者最实用的部分)
从开关电源的小型化要求出发,我们期望设计出更小体积的电感。
假设,我们的设计任务是:电感量L,持续通过的有效值电流Irms,最大的峰值电流Ipeak。这3个参数(注意2个电流的区别),是电感设计指标中最基本和必要的参数,以下开始推导。
我们需要选择一个合适的磁芯,这个磁芯的窗口正好可以容纳下所有的铜线。(假设:我们得到了一个窗口没有被铜线完全填满的设计,那么这个设计一定不是体积最小的。因为一定可以通过选择一个截面积不变,窗口更小的磁芯来修改这一设计,使体积更小)。

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lzmm| | 2016-2-17 22:24 | 只看该作者
利用BOOST电感的升压,用普通的PWMIC

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10299823| | 2016-2-17 22:24 | 只看该作者
铁氧体磁能力随温度变化,而铁硅保持相对稳定。很多铁氧体供应商或者厂家会给出产品在25℃到100℃不同环境下材质的差异。由于铁硅铝的材质及结构和间隙铁氧体不同,随着温度改变,变化不会很大。

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i1mcu| | 2016-2-17 22:24 | 只看该作者

  因此,面积乘积


  其中kw=0.3~0.5窗口填充系数,也称为窗口利用系数。

输出功率在1kW以上,一般采用气隙磁芯。因环形磁粉芯价格高,且加工困难,本钱高。但是气隙磁芯在气隙四周边沿磁通穿过线圈,造成附加损耗,这在工艺上应当留意的。

  7. 计算匝数


  8. 计算导线尺寸

  临界连续Boost电感设计


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lzmm| | 2016-2-17 22:25 | 只看该作者
共模电感是完全对称、线圈匝数相同的两个电感线圈,绕在同一个铁心上,电流同方向流经两组线圈后,根据右手螺旋法则,在电感铁心内产生两个方向相反的磁场,由于流经电流大小,线圈匝数完全相同,磁场强度强弱相当,因而完全抵消,不存在磁饱和问题,主要是要考虑电感铁心材料的初始磁导率静

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i1mcu| | 2016-2-17 22:25 | 只看该作者

 1. 临界连续特征

  Boost功率开关零电流导通,电感电流线性上升。当峰值电流达到跟踪的参考电流(正弦波)时开关关断,电感电流线性下降。当电感电流下降到零时,开关再次导通。假如完全跟踪正弦波,根据电磁感应定律有

     (8)

  或


  其中:Ui、Ii为输进电压和电流有效值。在一定输进电压和输进功率时,TON是常数。当输出功率和电感一定时,导通时间Ton与输进电压Ui的平方成反比。


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houjiakai| | 2016-2-17 22:26 | 只看该作者
带逐周期电流检测的反激电源或者BCM控制的PFC电路里,可以保证不会有过电流,那么用EE型就很容易实现优化设计

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