常见器件损耗计算
功率器件损耗计算

功率器件损耗计算功率器件的损耗计算是电力系统设计中非常重要的一部分。
功率器件损耗是指在功率器件(如变压器、线路、电机等)中转化过程中消耗的能量,主要表现为热量的形式。
对于电力系统而言,合理估算和控制功率器件的损耗,可以提高系统的效率,减少能源的浪费。
首先,我们需要明确功率器件的类型和工作原理,以便准确估算其损耗。
常见的功率器件包括变压器、电动机、发电机、电缆等。
不同的功率器件有不同的损耗计算方法。
对于变压器而言,其损耗主要包括铜损和铁损。
铜损是由于电流通过变压器的线圈时产生的电阻而造成的损耗,可以通过欧姆定律计算。
铁损则是由于变压器的铁芯在磁场作用下产生涡流和剩磁损耗而引起的,可以通过变压器的参数和工作条件来计算。
对于电机而言,其损耗主要包括铜损、机械损失和铁损。
铜损和铁损的计算方法与变压器类似。
机械损失主要包括轴承摩擦损失、风阻损失等,可以通过测量和实验进行估计。
对于发电机而言,其损耗主要包括电枢损耗、铁损和机械损失。
电枢损耗是由于电流通过发电机的电枢时引起的铜损,可以通过测量和实验进行估算。
铁损和机械损失的计算方法与上述类似。
对于电缆而言,其损耗主要包括电阻损耗和电介质损耗。
电阻损耗是由于电流通过电缆的导体时引起的铜损。
电介质损耗是由于电缆的绝缘材料在电场作用下引起的能量损耗,可以通过测量和实验进行估算。
除了以上常见的功率器件,还有很多其他的器件(如开关、保护器等)在电力系统中也会引起一定的损耗。
这些损耗可以通过测量、实验和理论计算等方法进行估算。
总的来说,功率器件的损耗计算需要考虑器件的类型、参数和工作条件等因素,并结合实际情况进行估算。
合理估算和控制功率器件的损耗,可以提高电力系统的效率,减少能源的浪费,对于电力系统的设计和运行至关重要。
MOSFET损耗计算

MOSFET损耗计算MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)是一种常用的功率开关器件,广泛应用于电力电子领域。
在使用MOSFET进行功率开关时,会产生一定的损耗,包括导通损耗和关断损耗。
正确计算MOSFET的损耗对于设计和选择合适的散热系统非常重要,下面将详细介绍MOSFET的损耗计算方法。
1.导通损耗计算:导通损耗是指MOSFET在导通状态下产生的功耗。
导通损耗可以通过以下公式计算:P_cond = I^2 * Rds(on)其中,P_cond为导通损耗,I为MOSFET的导通电流,Rds(on)为MOSFET的导通电阻。
导通损耗主要由两部分组成:静态导通损耗和动态导通损耗。
静态导通损耗是指MOSFET在导通状态下的稳态功耗,可以通过上述公式计算得到。
动态导通损耗是指由于MOSFET的导通电阻在开关过程中的变化引起的功耗,通常可以通过MOSFET的参数手册或者开关特性曲线来得到。
2.关断损耗计算:关断损耗是指MOSFET在关断状态下产生的功耗。
关断损耗由MOSFET 的关断电流和关断电压引起,可以通过以下公式计算:P_sw = Vds * Id * t_sw其中,P_sw为关断损耗,Vds为MOSFET的关断电压,Id为MOSFET 的关断电流,t_sw为关断时间。
关断损耗由两部分组成:静态关断损耗和动态关断损耗。
静态关断损耗是指MOSFET在关断状态下的稳态功耗,可以通过上述公式计算得到。
动态关断损耗是指由于开关过程中MOSFET的关断电流和关断时间的变化引起的功耗,通常可以通过MOSFET的参数手册或者开关特性曲线来得到。
3.总损耗计算:总损耗是指MOSFET在导通和关断状态下产生的功耗之和。
总损耗可以通过以下公式计算:P_total = P_cond + P_sw4.散热设计:4.1确定MOSFET的最大工作温度,一般来说,MOSFET的最大工作温度应该低于其额定温度。
4.2 计算MOSFET的热阻(Rth):Rth = (Tj - Ta) / P_total其中,Tj为MOSFET的结温,Ta为环境温度,P_total为MOSFET的总损耗。
器件的耗散功率

器件的耗散功率是指器件在工作过程中消耗的能量。
它通常由以下几个因素决定:
1. 电流:器件通过的电流越大,耗散功率也越大。
2. 电压:器件上的电压越高,耗散功率也越大。
3. 电阻:器件本身的电阻越大,耗散功率也越大。
4. 温度:器件的工作温度越高,耗散功率也越大。
具体计算器件的耗散功率需要根据具体的电路和器件参数进行计算,常用的计算公式如下:
P = I^2 * R
其中,P表示耗散功率,I表示电流,R表示电阻。
这个公式适用于线性电阻器件。
对于非线性器件,例如晶体管、集成电路等,计算方法会更加复杂,需要考虑器件的电流-电压特性曲线、工作状态等因素。
在实际应用中,为了保证器件的正常工作和寿命,需要合理设计散热系统,以降低器件的工作温度,减少耗散功率。
主要电感损耗计算方法

主要电感损耗计算方法电感损耗是电感器件中电流通过时产生的能量损耗,主要由电阻损耗和涡流损耗两部分组成。
以下是主要的电感损耗计算方法。
1.电阻损耗计算方法:电感器件内部的电阻引起的功率损耗称为电阻损耗。
通常可以通过以下公式计算电阻损耗:P_R=I^2*R其中,P_R为电阻损耗功率,I为电感器件通过的电流,R为电感器件的电阻。
2.涡流损耗计算方法:涡流损耗是由于电感器件内部的导体中电流变化引起的能量损耗。
涡流损耗与导体的电导率、导体材料、导体形状、导体尺寸、磁场的频率和幅度等因素有关。
通常可以通过以下公式计算涡流损耗:P_e=K*B^2*f^2*V_m*A其中,P_e为涡流损耗功率,K为比例系数,B为磁感应强度,f为磁场的频率,V_m为磁场变化的速度,A为涡流密度。
3.总损耗计算方法:电感器件的总损耗等于电阻损耗和涡流损耗的和,即:P_total = P_R + P_e4.温升计算方法:电感损耗会产生热量,导致电感器件温度升高。
可以通过以下公式计算电感器件温升:ΔT = P_total / (M * C)其中,ΔT为温升,P_total为总损耗功率,M为电感器件的质量,C 为电感器件的比热容。
需要注意的是,电感器件中的磁芯材料对涡流损耗有很大影响。
常见的磁芯材料有铁氧体、软磁合金等,它们具有不同的磁导率和导电性能,因此涡流损耗也会有所不同。
此外,对于高频电感器件的损耗计算,还需要考虑器件的限频特性和损耗因素的频率依赖性。
不同频率下的涡流损耗和电阻损耗也有所不同。
这时需要根据具体情况运用适当的理论模型和计算方法进行分析。
开关器件开关过程损耗计算公式

开关器件开关过程损耗计算公式开关器件是电子电路中常见的一种元件,用于控制电流的通断。
在开关器件的开关过程中,会产生一定的损耗。
本文将介绍开关过程损耗的计算公式及其背后的原理。
开关器件的损耗主要包括导通损耗和关断损耗。
导通损耗是指开关器件在导通状态下的功率损耗,关断损耗是指开关器件在关断状态下的功率损耗。
我们来看导通损耗的计算公式。
导通损耗与开关器件的导通电阻和电流有关。
一般来说,导通损耗可以通过以下公式计算:导通损耗 = 导通电阻 × (导通电流)^2其中,导通电流是指开关器件在导通状态下通过的电流,导通电阻是指开关器件在导通状态下的电阻。
接下来,我们来看关断损耗的计算公式。
关断损耗与开关器件的关断电流和关断时间有关。
一般来说,关断损耗可以通过以下公式计算:关断损耗 = 关断电流 × 关断时间其中,关断电流是指开关器件在关断状态下的电流,关断时间是指开关器件从导通状态到关断状态所需的时间。
需要注意的是,开关器件的开关过程中还会有其他损耗,如开关过程中的动态损耗和开关过程中的电压损耗。
这些损耗通常可以通过实验测量或仿真计算得到。
开关过程损耗的计算公式可以帮助工程师评估开关器件的性能,并优化电路设计。
通过减小导通损耗和关断损耗,可以提高开关器件的效率,减少能量损耗。
除了通过计算公式来评估开关过程损耗,工程师还可以通过选择合适的开关器件和优化电路设计来降低损耗。
例如,选择导通电阻较小的开关器件,可以减小导通损耗;合理设计电路,减小关断时间,可以降低关断损耗。
总结起来,开关过程损耗的计算公式为导通损耗 = 导通电阻 × (导通电流)^2,关断损耗 = 关断电流 × 关断时间。
通过计算和优化,可以降低开关器件的损耗,提高电路的效率。
在实际应用中,工程师需要根据具体情况选择合适的开关器件和优化电路设计,以达到最佳的性能和能量效率。
常见器件损耗计算

常见器件损耗计算方法----开关电源电磁元件类输入滤波器 差模电感器以铜损为主,器件工作频率低,故磁损忽略哪些参数来自Datasheet/承认书?---常温24℃下直流电阻值R 0 Max哪些参数需要设计提供或实测提供?--常温24℃下直流电阻值R 0、输入有效电流值I RMS工作条件下的电阻值由于工作温度作用,需重新计算,最高工作温度定义为110℃,电阻值R 110为50.23424)50.234110(0110++=R R (234.5表示铜的K 值常数,铝的K 值常数是228.1)铜损为1102R I P RMS cu = (工作频率低,忽略趋肤效应;对称绕制,忽略邻近效应)共模电感器以铜损为主,由于噪声的Vt 值小,故磁损忽略哪些参数来自Datasheet/承认书?---常温24℃下直流电阻值R 0 Max哪些参数需要设计提供或实测提供?--常温24℃下直流电阻值R 0、输入有效电流值I RMS工作条件下的电阻值由于工作温度作用,需重新计算,最高工作温度定义为110℃,电阻值R 110为50.23424)50.234110(0110++=R R (234.5表示铜的K 值常数,铝的K 值常数是228.1)铜损为1102R I P RMS cu = (工作频率低,忽略趋肤效应;对称绕制,忽略邻近效应)PFC 电路 PFC 电感器以铜损为主,磁损为副,磁芯磁导率/工作状态表现为增量磁导率,即在一定偏置磁场下叠加一振幅较小的交变磁场;磁芯损耗只能近似采用标准功耗测试的一定频率和工作磁密下的正弦波损耗进行计算;哪些参数来自Datasheet/承认书?---常温24℃下直流电阻值R 0 Max ,磁芯体积Ve 、电感量L哪些参数需要设计提供或实测提供?--常温24℃下直流电阻值R 0、输入有效电流值I RMS 、 最大电流峰值:低压输入时峰值处的纹波电流di 、工作频率f铜损计算:工作条件下的电阻值由于工作温度作用,需重新计算,最高工作温度定义为110℃,电阻值R 110为50.23424)50.234110(0110++=R R (234.5表示铜的K 值常数,铝的K 值常数是228.1)铜损为1102R I P RMS cu =附:若考虑趋肤效应的影响,按下式进行趋肤效应下的电阻计算 (圆铜线按直径,铜皮或扁平线按厚度):30038.00035.096.0x x R R dcac++= )20(00393.01-+=T fdx d 线径(inch) f 工作频率(Hz) T 工作温度(℃)磁损计算:工作时的工作磁密最大值:AeN LdidB Ae dB N Ldi ∙=→∙∙= L 是工作状态时的电感量,磁芯100℃下的损耗公式,也可通过查磁芯损耗图获得相同信息(损耗公式来自于此): 铁氧体类PC40相当材:d c Fe dB af P = P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3 dB 工作磁密kG f 工作频率kHz铁氧体类PC44相当材:d c Fe dB af P = P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3 dB 工作磁密kG f 工作频率kHz粉芯材料相当材:粉芯材料由于均匀气隙分布,我们认为损耗值与温度无关;FeSiAl 粉芯材料损耗公式--损耗与磁导率无关:46.10.2dB fP Fe = P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3 dB 工作磁密kG f 工作频率kHz附:参考损耗曲线图—推导损耗公式:查磁芯手册中对应磁芯的体积Ve ,计算功耗Ve P P Fe Core ∙= P core 磁芯损耗mW P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3 Ve 磁芯体积mm 3总损耗P Total 为Core Cu Total P P P +=DC~DC 电路 谐振电感器以磁损为主,铜损为副,不考虑邻近效应磁芯磁导率/工作状态表现为振幅磁导率,即交变磁场单向或双向振幅大的磁导率; 磁芯损耗只能近似采用标准功耗测试的一定频率和工作磁密下的正弦波损耗进行计算;哪些参数来自Datasheet/承认书?---常温24℃下直流电阻值R 0 Max ,磁芯体积Ve 、电感量L哪些参数需要设计提供或实测提供?--常温24℃下直流电阻值R 0、输入有效电流值I RMS 、 (最高)工作频率f铜损计算:工作条件下的电阻值由于工作温度作用,需重新计算,最高工作温度定义为110℃,电阻值R 110为50.23424)50.234110(0110++=R R (234.5表示铜的K 值常数,铝的K 值常数是228.1)铜损为1102R I P RMS cu =附:若考虑趋肤效应的影响,按下式进行趋肤效应下的电阻计算 (圆铜线按直径,铜皮或扁平线按厚度):30038.00035.096.0x x R R dcac++= )20(00393.01-+=T fdx d 线径(inch) f 工作频率(Hz) T 工作温度(℃)磁损计算:工作时的工作磁密最大值:AeN LdidB Ae dB N Ldi ∙=→∙∙= L 是工作状态时的电感量,由于谐振电感器的电感量要求基本不变化,与来料的承认书要求一致;di 取电感器输入有效电流值I RMS ;dB 是双向工作状态,故工作时的磁密取值为2Bm ,所以以下的磁芯损耗取值为Bm磁芯100℃下的损耗公式,也可通过查磁芯损耗图获得相同信息(损耗公式来自于此): 铁氧体类PC40相当材:dm c Fe B af P = P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3 dB 工作磁密kG f 工作频率kHz铁氧体类PC44相当材:d m c Fe B af P = P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3dB 工作磁密kG f 工作频率kHz粉芯材料相当材:粉芯材料由于均匀气隙分布,我们认为损耗值与温度无关; MMP –26材粉芯材质:55.225.1437.5dB f P Fe = P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3 dB 工作磁密kG f 工作频率kHzMMP –60材粉芯材质:24.241.1625.0dB f P Fe = P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3 dB 工作磁密kG f 工作频率kHz查磁芯手册中对应磁芯的体积Ve ,计算功耗Ve P P Fe Core ∙= P core 磁芯损耗mW P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3 Ve 磁芯体积mm 3总损耗P Total 为Core Cu Total P P P +=主变压器以磁损为主,铜损为副,考虑邻近效应磁芯磁导率/工作状态表现为振幅磁导率,即交变磁场单向或双向振幅大的磁导率; 磁芯损耗只能近似采用标准功耗测试的一定频率和工作磁密下的正弦波损耗进行计算; 由于方波的损耗要比正弦波损耗低10%,故损耗可降低10%;哪些参数来自Datasheet/承认书?---常温24℃下原副边直流电阻值R 0 Max ,磁芯体积Ve 哪些参数需要设计提供或实测提供?--常温24℃下原副边直流电阻值R 0、占空比Dmax 、(最高)工作频率f铜损计算:工作条件下的电阻值由于工作温度作用,需重新计算,最高工作温度定义为110℃,电阻值R 110为50.23424)50.234110(0110++=R R (234.5表示铜的K 值常数,铝的K 值常数是228.1)铜损为1102R I P RMS cu =附:若考虑趋肤效应的影响,按下式进行趋肤效应下的电阻计算 (圆铜线按直径,铜皮或扁平线按厚度):30038.00035.096.0x x R R dcac++= )20(00393.01-+=T fdx d 线径(inch) f 工作频率(Hz) T 工作温度(℃)邻近效应系数:为了简化计算,我们通过以下绕制方式进行系数增加损耗,条件为1. d/T=<1 (d/T 是导体直径与趋肤深度之比,d :导体直径(mm) T :趋肤深度(mm))2. 原边一次绕制完成层数<2层3. 副边一次绕制层数<3层S RMSS P RMSP cuTotal R I R I P 11021102+=磁损计算:通过法拉第定律,推导工作磁密dtdB NAe dt d NV ==φ双向磁化时的工作磁密为 Bm dB 2=NAeVTonBm 2=,移向全桥时,NAef VD Bm MAX 4=单向磁化时的工作磁密为NAeVTonBm dB ==磁芯100℃下的损耗公式,也可通过查磁芯损耗图获得相同信息(损耗公式来自于此): 铁氧体类PC40相当材:d m c Fe B af P = P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3dB 工作磁密kG f 工作频率kHz铁氧体类PC44相当材:dm c Fe B af P = P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3dB 工作磁密kG f 工作频率kHz查磁芯手册中对应磁芯的体积Ve ,计算功耗Ve P P Fe Core ∙= Core P 磁芯损耗mW P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3 ,Ve 磁芯体积mm 3总损耗P Total 为Core Cu Total P P P +=附:邻近效应分析对计算圆形截面导体中,由邻近效应引起的损耗为:cP Gr Id B w P ρ12814159.3422=P p :邻近效应损耗;w :磁场角速度;B :磁感应强度;l :导体长度;d :导体直径; Gr :邻近效应因子;P C :导体电阻率;邻近效应因子Gr 是无量纲因子,它的变化规律仅适合于圆形截面积导体。
光分路器的损耗计算

光分路器的损耗计算光分路器是指将输入光信号分成两个或多个输出光信号的光学器件。
在光通信系统中,光分路器常常用于将光信号在不同的路径上进行传输和分配。
1.器件本身损耗:光分路器在光信号传输过程中会有一定的光能量损耗,这是由于光信号在通过光分路器的过程中发生了散射、吸收等过程造成的。
这部分损耗通常是固定的,可以通过器件的设计和优化来控制。
2.接口损耗:光分路器通常是通过光纤与其他光器件或设备连接在一起的,这些连接接口会引入光信号的插入损耗。
插入损耗通常由连接器,适配器和接口间的光信号耦合引起,实际情况需要根据系统需要来选择合适的连接件。
3.分光比损耗:在光分路器中,将输入光信号分成多个输出光信号,每个输出光信号的能量分配比例都是有限的。
这就意味着每个输出光信号的能量都小于输入光信号的能量,因此分光比损耗也是一种损耗。
分光比损耗可以通过分光比和分光器的设计参数来控制。
计算光分路器的损耗需要考虑以上几个方面的损耗,并进行累加计算。
例如,当光分路器的器件本身损耗为0.5dB,接口损耗为0.2dB,分光比损耗为1dB时,总的损耗为0.5dB+0.2dB+1dB=1.7dB。
需要注意的是,光分路器的损耗可能会受到一些因素的影响,例如光信号的波长,温度和光分路器的工作状态等。
因此,在实际应用中,需要根据具体的系统要求来选择合适的光分路器,并根据实际情况进行损耗的计算和优化。
总结起来,光分路器的损耗是一个重要的性能指标,影响着光通信系统的传输质量和效率。
通过合理的设计和优化,可以减小光分路器的损耗,提高系统的性能。
mosfet损耗的计算

mosfet损耗的计算
Mosfet的损耗可以分为导通损耗和开关损耗两部分。
导通损耗是指Mosfet在导通状态下由于通道电阻而产生的功耗,开关损耗是指Mosfet在开关状态下由于开关过程中的电压和电流变化而产生的功耗。
导通损耗的计算可以使用以下公式:
Pd = I^2 * Rds(on)
其中,Pd为导通损耗,I为Mosfet导通时的电流,Rds(on)为Mosfet导通时的通道电阻。
开关损耗的计算可以使用以下公式:
Ps = (Vsw * Qg * f) + (Vds * Id * ton)
其中,Ps为开关损耗,Vsw为Mosfet开关时的电压变化,Qg为Mosfet的输入电荷,f为开关频率,Vds为Mosfet开关时的漏极-源极电压变化,Id为Mosfet开关时的漏极电流,ton为Mosfet的导通时间。
综合导通损耗和开关损耗,可以得到Mosfet的总损耗:
Ptotal = Pd + Ps
需要注意的是,Mosfet的损耗还会受到工作温度、散热条件等因素的影响,因此在实际应用中还需要考虑这些因素。
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常见器件损耗计算方法----开关电源电磁元件类输入滤波器 差模电感器以铜损为主,器件工作频率低,故磁损忽略哪些参数来自Datasheet/承认书?---常温24℃下直流电阻值R 0 Max哪些参数需要设计提供或实测提供?--常温24℃下直流电阻值R 0、输入有效电流值I RMS工作条件下的电阻值由于工作温度作用,需重新计算,最高工作温度定义为110℃,电阻值R 110为50.23424)50.234110(0110++=R R (234.5表示铜的K 值常数,铝的K 值常数是228.1)铜损为1102R I P RMS cu = (工作频率低,忽略趋肤效应;对称绕制,忽略邻近效应)共模电感器以铜损为主,由于噪声的Vt 值小,故磁损忽略哪些参数来自Datasheet/承认书?---常温24℃下直流电阻值R 0 Max哪些参数需要设计提供或实测提供?--常温24℃下直流电阻值R 0、输入有效电流值I RMS工作条件下的电阻值由于工作温度作用,需重新计算,最高工作温度定义为110℃,电阻值R 110为50.23424)50.234110(0110++=R R (234.5表示铜的K 值常数,铝的K 值常数是228.1)铜损为1102R I P RMS cu = (工作频率低,忽略趋肤效应;对称绕制,忽略邻近效应)PFC 电路 PFC 电感器以铜损为主,磁损为副,磁芯磁导率/工作状态表现为增量磁导率,即在一定偏置磁场下叠加一振幅较小的交变磁场;磁芯损耗只能近似采用标准功耗测试的一定频率和工作磁密下的正弦波损耗进行计算;哪些参数来自Datasheet/承认书?---常温24℃下直流电阻值R 0 Max ,磁芯体积Ve 、电感量L哪些参数需要设计提供或实测提供?--常温24℃下直流电阻值R 0、输入有效电流值I RMS 、 最大电流峰值:低压输入时峰值处的纹波电流di 、工作频率f铜损计算:工作条件下的电阻值由于工作温度作用,需重新计算,最高工作温度定义为110℃,电阻值R 110为50.23424)50.234110(0110++=R R (234.5表示铜的K 值常数,铝的K 值常数是228.1)铜损为1102R I P RMS cu =附:若考虑趋肤效应的影响,按下式进行趋肤效应下的电阻计算 (圆铜线按直径,铜皮或扁平线按厚度):30038.00035.096.0x x R R dcac++= )20(00393.01-+=T fdx d 线径(inch) f 工作频率(Hz) T 工作温度(℃)磁损计算:工作时的工作磁密最大值:AeN LdidB Ae dB N Ldi •=→••= L 是工作状态时的电感量,磁芯100℃下的损耗公式,也可通过查磁芯损耗图获得相同信息(损耗公式来自于此): 铁氧体类PC40相当材:d c Fe dB af P = P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3 dB 工作磁密kG f 工作频率kHz铁氧体类PC44相当材:d c Fe dB af P = P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3 dB 工作磁密kG f 工作频率kHz粉芯材料相当材:粉芯材料由于均匀气隙分布,我们认为损耗值与温度无关;FeSiAl 粉芯材料损耗公式--损耗与磁导率无关:46.10.2dB fP Fe = P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3 dB 工作磁密kG f 工作频率kHz附:参考损耗曲线图—推导损耗公式:查磁芯手册中对应磁芯的体积Ve ,计算功耗Ve P P Fe Core •= P core 磁芯损耗mW P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3 Ve 磁芯体积mm 3总损耗P Total 为Core Cu Total P P P +=DC~DC 电路 谐振电感器以磁损为主,铜损为副,不考虑邻近效应磁芯磁导率/工作状态表现为振幅磁导率,即交变磁场单向或双向振幅大的磁导率; 磁芯损耗只能近似采用标准功耗测试的一定频率和工作磁密下的正弦波损耗进行计算;哪些参数来自Datasheet/承认书?---常温24℃下直流电阻值R 0 Max ,磁芯体积Ve 、电感量L哪些参数需要设计提供或实测提供?--常温24℃下直流电阻值R 0、输入有效电流值I RMS 、 (最高)工作频率f铜损计算:工作条件下的电阻值由于工作温度作用,需重新计算,最高工作温度定义为110℃,电阻值R 110为50.23424)50.234110(0110++=R R (234.5表示铜的K 值常数,铝的K 值常数是228.1)铜损为1102R I P RMS cu =附:若考虑趋肤效应的影响,按下式进行趋肤效应下的电阻计算 (圆铜线按直径,铜皮或扁平线按厚度):30038.00035.096.0x x R R dcac++= )20(00393.01-+=T fdx d 线径(inch) f 工作频率(Hz) T 工作温度(℃)磁损计算:工作时的工作磁密最大值:AeN LdidB Ae dB N Ldi •=→••= L 是工作状态时的电感量,由于谐振电感器的电感量要求基本不变化,与来料的承认书要求一致;di 取电感器输入有效电流值I RMS ;dB 是双向工作状态,故工作时的磁密取值为2Bm ,所以以下的磁芯损耗取值为Bm磁芯100℃下的损耗公式,也可通过查磁芯损耗图获得相同信息(损耗公式来自于此): 铁氧体类PC40相当材:dm c Fe B af P = P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3 dB 工作磁密kG f 工作频率kHz铁氧体类PC44相当材:d m c Fe B af P = P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3dB 工作磁密kG f 工作频率kHz粉芯材料相当材:粉芯材料由于均匀气隙分布,我们认为损耗值与温度无关; MMP –26材粉芯材质:55.225.1437.5dB f P Fe = P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3 dB 工作磁密kG f 工作频率kHzMMP –60材粉芯材质:24.241.1625.0dB f P Fe = P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3 dB 工作磁密kG f 工作频率kHz查磁芯手册中对应磁芯的体积Ve ,计算功耗Ve P P Fe Core •= P core 磁芯损耗mW P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3 Ve 磁芯体积mm 3总损耗P Total 为Core Cu Total P P P +=主变压器以磁损为主,铜损为副,考虑邻近效应磁芯磁导率/工作状态表现为振幅磁导率,即交变磁场单向或双向振幅大的磁导率; 磁芯损耗只能近似采用标准功耗测试的一定频率和工作磁密下的正弦波损耗进行计算; 由于方波的损耗要比正弦波损耗低10%,故损耗可降低10%;哪些参数来自Datasheet/承认书?---常温24℃下原副边直流电阻值R 0 Max ,磁芯体积Ve 哪些参数需要设计提供或实测提供?--常温24℃下原副边直流电阻值R 0、占空比Dmax 、(最高)工作频率f铜损计算:工作条件下的电阻值由于工作温度作用,需重新计算,最高工作温度定义为110℃,电阻值R 110为50.23424)50.234110(0110++=R R (234.5表示铜的K 值常数,铝的K 值常数是228.1)铜损为1102R I P RMS cu =附:若考虑趋肤效应的影响,按下式进行趋肤效应下的电阻计算 (圆铜线按直径,铜皮或扁平线按厚度):30038.00035.096.0x x R R dcac++= )20(00393.01-+=T fdx d 线径(inch) f 工作频率(Hz) T 工作温度(℃)邻近效应系数:为了简化计算,我们通过以下绕制方式进行系数增加损耗,条件为1. d/T=<1 (d/T 是导体直径与趋肤深度之比,d :导体直径(mm) T :趋肤深度(mm))2. 原边一次绕制完成层数<2层3. 副边一次绕制层数<3层S RMSS P RMSP cuTotal R I R I P 11021102+=磁损计算:通过法拉第定律,推导工作磁密dtdB NAe dt d N V ==φ双向磁化时的工作磁密为 Bm dB 2=NAeVTonBm 2=,移向全桥时,NAef VD Bm MAX 4=单向磁化时的工作磁密为NAeVTonBm dB ==磁芯100℃下的损耗公式,也可通过查磁芯损耗图获得相同信息(损耗公式来自于此): 铁氧体类PC40相当材:d m c Fe B af P = P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3dB 工作磁密kG f 工作频率kHz铁氧体类PC44相当材:dm c Fe B af P = P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3dB 工作磁密kG f 工作频率kHz查磁芯手册中对应磁芯的体积Ve ,计算功耗Ve P P Fe Core •= Core P 磁芯损耗mW P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3 ,Ve 磁芯体积mm 3总损耗P Total 为Core Cu Total P P P +=附:邻近效应分析对计算圆形截面导体中,由邻近效应引起的损耗为:cP Gr Id B w P ρ12814159.3422=P p :邻近效应损耗;w :磁场角速度;B :磁感应强度;l :导体长度;d :导体直径; Gr :邻近效应因子;P C :导体电阻率;邻近效应因子Gr 是无量纲因子,它的变化规律仅适合于圆形截面积导体。
趋肤深厚:fk T =f :频率(Hz);T :趋肤深度(mm);当d /T <=1时(线材直径与趋肤深度之比),Gr →1;要求:变压器设计时考虑将d/T 接近于1;当d /T 增加到4以上时,Gr 近似用下式表示:432(1)/()d dGr T T=-实际上更多使用损耗角正切的形式,对于与邻近效应相应的损耗角正切tan&,是人们更为关心的参数。
为简单起见,假设绕组只有一个线圈,其中填有铁氧体磁芯,设绕组空间的磁感应强度与绕组的安匝数成正比,即B 2=k N 2I 2;B 2:B 2在绕组空间的平均值;k :常数;将邻近效应引起的损耗公式用电阻形式表示,则得到22P P P P PP I R R I=→= R p :由邻近效应引起的损耗电阻,它与绕组相串联;因为绕组的电感量L =u 0 u e N 2/c 1,由上述公式得出下列损耗角正切公式为:41122003.141592||32P P L e c eR P c kc fId Grtg Z I w N δμμρμμ=== 当工作频率较低时,当d /T 小于或等于1时,Gr →1;此时tan&与Gr 无关,与频率成正比;当d /T增加到3.5时,tan&达到最大值。