磁芯 磁环的磁导率及计算公式 s

合集下载

磁导率计算公式

磁导率计算公式

磁导率计算公式
磁导率公式:μ=B/H。

磁导率是表征磁介质磁性的物理量,表示在空间或在磁芯空间中的线圈流过电流后,产生磁通的阻力或是其在磁场中导通磁力线的能力。

磁导率的测量是间接测量,测出磁心上绕组线圈的电感量,再用公式计算出磁芯材料的磁导率。

所以,磁导率的测试仪器就是电感测试仪。

在此强调指出,有些简易的电感测试仪器,测试频率不能调,而且测试电压也不能调。

有效磁导率μr0。

在用电感L形成闭合磁路中(漏磁可以忽略),磁心的有效磁导率为:
式中L——绕组的自感量(mH);
W——绕组匝数;
磁心常数,是磁路长度Lm与磁心截面积Ae的比值(mm)。

2、饱和磁感应强度Bs。

随着磁心中磁场强度H的增加,磁感应强度出现饱和时的B值,称为饱和磁感应强度B。

3、剩余磁感应强度Br。

磁心从磁饱和状态去除磁场后,剩余的磁感应强度(或称残留磁通密度)。

4、矫顽力Hc0。

磁心从饱和状态去除磁场后,继续反向磁化,直至磁感应强度减小到零,此时的磁场强度称为矫顽力(或保磁力)。

5、温度系数aμ。

温度系数为温度在T1~T2范围内变化时,每变化1℃相应磁导率的相对变化量,即
式中μr1——温度为T1时的磁导率;
μr2——温度为T2时的磁导率。

扩展资料
相对磁导率,有时候被定义为符号μr,是特殊介质的磁导率和真空磁导率μ0的比值:
以相对磁导率的形式,磁化率为:
χm,一个无量纲的量,有时候被称为体积或大小磁化率,为了使其和χp(质量磁化率)和χM(摩尔或摩尔质量磁化率)区分开。

磁性材料术语解释及计算公式

磁性材料术语解释及计算公式

磁性材料术语解释及计算公式起始磁导率μi初始磁导率是磁性材料的磁导率(B/H )在磁化曲线始端的极限值,即μi =01μ× H B ∆∆ ()0→∆H式中μ0为真空磁导率(m H /7104-⨯π) ∆H 为磁场强度的变化率(A/m )∆B 为磁感应强度的变化率(T )有效磁导率μe在闭合磁路中,如果漏磁可忽略,可以用有效磁导率来表示磁芯的性能。

e μ =AeLe N L 20⋅μ 式中 L 为装有磁芯的线圈的电感量(H )N 为线圈匝数Le 为有效磁路长度(m )Ae 为有效截面积 (m 2)饱和磁通密度Bs (T )磁化到饱和状态的磁通密度。

见图1。

HcH图 1剩余磁通密度Br(T)从饱和状态去除磁场后,剩余的磁通密度。

见图1。

矫顽力Hc(A/m)从饱和状态去除磁场后,磁芯继续被反向磁场磁化,直至磁感应强度减为零,此时的磁场强度称为矫顽力。

见图1。

损耗因子tanδ损耗系数是磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗三者之和。

tanδ= tanδh + tanδe + tanδr式中tanδh为磁滞损耗系数tanδe为涡流损耗系数tanδr为剩余损耗系数相对损耗因子 tanδ/μi比损耗因子是损耗系数与与磁导率之比:tanδ/μi(适用于材料)tanδ/μe(适用于磁路中含有气隙的磁芯)品质因数 Q品质因数为损耗因子的倒数: Q = 1/ tan δ温度系数αμ( 1/K)温度系数为T1和T2范围内变化时,每变化1K 相应的磁导率的相对变化量:αμ=112μμ-μ.12T T 1- 式中μ1为温度为T1时的磁导率μ2为温度为T2时的磁导率 相对温度系数αμr(1/K)温度系数和磁导率之比,即αμr = 2112μμ-μ.12T T 1- 减落系数 DF在恒温条件下,完全退磁的磁芯的磁导率随时间的衰减变化,即 DF = 212121μ1T T log μμ⨯- (T2>T1) μ1为退磁后T1分钟的磁导率μ2为退磁后T2分钟的磁导率居里温度Tc (℃)在该温度时材料由铁磁性(或亚铁磁)转变为顺磁性,见图2。

磁芯 磁环的磁导率及计算公式 s

磁芯 磁环的磁导率及计算公式  s

磁芯磁环的磁导率及计算公式洋通电子 nbs磁芯磁环的磁导率及计算公式?2011年02月20日测量单位由于历史的原因,在此手册中采用了CGS制单位,国际制(SI)和CGS制之间的转换可简化于下表2:表2单位转换表在CGS制自由空间磁导率的幅值为1且无量纲。

在SI制自由空间磁导率的幅值为4π×10-7亨/米3.3、电感对于每一个磁芯电感(L)可用所列的电感系数(AL)计算:(14)AL:对1000匝的电感系数 mHN:匝数所以:这里这里L是nH电感也可由相对磁导率确定,磁芯的有效参数见图 10:(15)Ae:有效磁芯面积 cm2:有效磁路长度 cmμ:相对磁导率(无量纲)对于环形功率磁芯,有效面积和磁芯截面积相同。

根据定义和安培定理,有效磁路长度是线圈的安匝数(NI)和从外径到外径穿过磁芯面积的平均磁场强度之比。

有效磁路长度可用安培定理和平均磁场强度给出的公式计算:(16)O.D. :磁芯外径I.D. :磁芯内径电感系数是用单层密绕线圈测量的。

磁通密度和测试频率保持与实际一样低,通常低于40高斯和10KHz或更低。

对于各种磁导率和材料,能用'正常磁导率对磁通密度关系'和'典型磁导率对频率关系'的图形来解释低电平测试的条件。

3.4、磁导率对于每一个磁芯尺寸的电感系数是建立在相对磁导率的增量上的。

在没有直流偏置和低磁通密度时,正常磁导率和增量磁导率是一样的。

增量磁导率随直流偏置一起减小的情况以及"增量磁导率对直流偏置"的曲线如图11所示。

由"增量磁导率对直流偏置" 曲线看到正常磁导率如同峰值磁导率B。

许多设计过程包括选择峰值工作磁通密度去帮助决定磁芯的尺寸。

磁材的饱和磁通密度限制了峰值工作磁通密度或被磁材的损耗所限制。

在选择磁材、工作磁通密度和决定磁芯的尺寸之后,法拉第定理(下面讨论)用于计算匝数N。

最后选择磁导率以满足电感的需要。

磁环选取计算公式

磁环选取计算公式

磁环选取计算公式磁环选取计算公式是指针对磁环材料的特性和使用环境的要求,通过计算得出磁环的相关参数,包括直径、厚度、磁场强度等,以确保磁环能够满足具体的应用需求。

在实际工程中,磁环选取计算公式常常具有非常重要的作用,能够有效提高磁环的使用效率和可靠性。

下面将介绍磁环选取计算公式的相关参考内容。

1. 磁环的直径计算公式如果已知磁环的材料特性、工作环境和使用条件等参数,我们可以通过以下公式来计算磁环的直径:D = 2 × [(H + Hc) × t] / μ0 × N其中,D表示磁环的直径,H表示工作环境的磁场强度,Hc表示磁环的居里温度,微软表示真空中的磁导率,N表示磁环的匝数,t表示磁环的厚度。

该公式可以帮助我们计算出磁环的直径。

2. 磁环的厚度计算公式在实际应用中,有时需要根据磁场强度的要求,选取更薄或更厚的磁环。

如果已知其他参数,可以通过以下公式来计算磁环的厚度:t = [(H + Hc) × D / (2 × μ0 × N)] - D其中,t表示磁环的厚度,其他参数与上公式类似。

该公式可以帮助我们计算出磁环的厚度。

3. 磁环的容限计算公式在实际选配磁环时,有时需要考虑容限问题。

容限是指在一定范围内,磁环的实际参数与计算值之间允许存在的误差范围。

计算公式如下:Fd = 2 × [σ(H + Hc) × t] / μ0 × N其中,Fd表示容限的上限,σ表示磁环的短斜率,其他参数与前两个公式类似。

该公式可以帮助我们根据容限需求计算出磁环的参数。

4. 磁环的热稳定性计算公式在高温环境下使用磁环时,有时需要考虑热稳定性问题。

计算公式如下:ΔHc/ΔT = (αM/2) × (Hc/μm)其中,ΔHc/ΔT表示热稳定性的系数,αM表示磁环的热膨胀系数,μm表示磁环的平均磁导率。

该公式可以帮助我们选择合适的磁环材料,以提高磁环在高温环境下的稳定性。

磁环的选型及使用方法

磁环的选型及使用方法

磁环的选型及使用方法最近经常有不少客户问起磁环的选型及使用方法,说下关于一些电器及连接线的电磁干扰,导致通讯设备死机。

磁环的选型及使用方法的问题,为了解决上述的问题,尝试了隔离控制信号和隔离通讯信号,但都以失败告终。

最后采用磁环抑制信号线上的电磁干扰才最终解决了问题。

1、简介吸收磁环,又称铁氧体磁环,简称磁环。

它是电子电路中常用的抗干扰元件,对于高频噪声有很好的抑制作用,一般使用铁氧体材料(Mn-Zn)制成。

这种材料的特点是高频损耗非常大,具有很高的导磁率,最重要的参数为磁导率μ和饱和磁通密度Bs。

磁环较好地解决了电源线,信号线和连接器的高频干扰抑制问题,而且具有使用简单,方便,有效,占用空间不大等一系列优点,用铁氧体抗干扰磁心来抑制电磁干扰(EMI)是经济简便而有效的方法,已广泛应用于计算机等各种军用或民用电子设备。

2、磁环的选型及使用方法(1)关于匝数匝数越多,抑制低频干扰效果越好,抑制高频噪声作用较弱。

实际使用当中磁环匝数要根据干扰电流的频率特点来调整。

当干扰信号频带较宽时,可以在电缆上套两个磁环,每个磁环绕不同的匝数,这样可以同时一种高频干扰和低频干扰。

并不是阻抗越大,对干扰信号的抑制效果越好,因为实际磁环上存在寄生电容,这个寄生电容与电感并联,但遇到高频干扰信号时,这个寄生电容将磁环的电感短路,失去作用。

(2)计算物理部分(磁环酷似空心圆柱):截面积:A = (OD-ID)*HT/2 (cm2)平均(有效)磁路长度:l = (OD-ID)*π*2 / 2 (cm)内部体积:V = A *l (cm3)电磁部分:电感:L = (μ*4π*N2*A*10-2) / l (μH)最大磁通量:B = E * 108 /(N*A)磁力:H = 4*π*N*I/l磁导率:µ = B/H变量解释:OD:磁环外径cmID:磁环内劲cmHT:磁环高度cmI:电流E:电压磁导率也有如下公式:µ=µo*µr(磁环磁导率)其中µo是真空中的磁导率4∏*10-7 H/m, µr= 47 H/m(磁环相对真空的磁导率)一般给的参数为电感系数AL,可以根据公式AL = L / N2来求出电感磁环使用方法:不同频率下磁环有不同的阻抗特性,一般低频是阻抗很小,高频时阻抗急剧升高。

磁环线圈的设计公式

磁环线圈的设计公式

磁环线圈的设计公式磁环线圈是一种常见的电磁场发生器。

它由一个绝缘材料制成,包裹着绕制的导线,形成一个环形结构。

该导线通电时会在磁环内部产生一个磁场。

磁环线圈广泛应用于电子设备、电力传输、电磁感应等领域。

在设计磁环线圈时,需要考虑导线的线圈布局、尺寸、导线材料等因素。

本文将介绍磁环线圈的设计公式。

1.磁感应强度公式:磁感应强度(B)是指磁场中单位面积上通过的磁力线数量。

在磁环线圈中,可以通过以下公式计算磁感应强度:B=(μ₀*N*I)/(2*r)其中,B是磁感应强度,μ₀是真空中的磁导率(约为4π×10^-7T·m/A),N是线圈匝数,I是线圈电流,r是磁环的半径。

2.磁场能量公式:磁场能量(Wm)是指磁场中存储的能量。

在磁环线圈中,可以通过以下公式计算磁场能量:Wm=(1/2)*(B^2)*V其中,Wm是磁场能量,B是磁感应强度,V是线圈的体积。

3.电感公式:电感(L)是指导线通电时产生的磁感应强度与电流之间的比例关系。

在磁环线圈中,可以通过以下公式计算电感:L=(μ₀*N^2*A)/l其中,L是电感,A是线圈的横截面积,l是线圈的长度。

此公式适用于磁环线圈的半径相对于长度较小的情况。

4.电场能量公式:电场能量(We)是指线圈中存储的电场能量。

在磁环线圈中,可以通过以下公式计算电场能量:We=(1/2)*(C*V^2)其中,We是电场能量,C是线圈的电容,V是线圈的电压。

5.自感公式:自感(Ls)是指线圈通过自感电动势与导线中电流之间的比例关系。

在磁环线圈中,可以通过以下公式计算自感:Ls=(μ₀*N^2*A)/(l+L+0.25*π*d)其中,Ls是自感,d是磁环内外直径差值。

6.有效长度公式:有效长度(Le)是指电感元件的有效长度。

在磁环线圈中,可以通过以下公式计算有效长度:Le=l+L+0.25*π*d其中,Le是有效长度,l是线圈的长度,L是电感。

以上公式是磁环线圈的设计中常用的公式,根据实际情况进行选择和应用。

磁环的选型及使用方法

磁环的选型及使用方法

磁环的选型及使⽤⽅法吸收磁环,⼜称铁氧体磁环,简称磁环。

它是电⼦电路中常⽤的抗⼲扰元件,对于⾼频噪声有很好的抑制作⽤,⼀般使⽤铁氧体材料(Mn-Zn)制成。

这种材料的特点是⾼频损耗⾮常⼤,具有很⾼的导磁率,最重要的参数为磁导率µ和饱和磁通密度Bs。

 磁环较好地解决了电源线,信号线和连接器的⾼频⼲扰抑制问题,⽽且具有使⽤简单,⽅便,有效,占⽤空间不⼤等⼀系列优点,⽤铁氧体抗⼲扰磁⼼来抑制电磁⼲扰(EMI)是经济简便⽽有效的⽅法,已⼴泛应⽤于计算机等各种军⽤或民⽤电⼦设备。

磁环的选择我们平时在电⼦设备的电源线或信号线⼀端或者两端看到的磁环就是共模扼流圈。

共模扼流圈能够对共模⼲扰电流形成较⼤的阻抗,⽽对差模信号没有影响(⼯作信号为差模信号),因此使⽤简单⽽不⽤考虑信号失真问题。

并且共模扼流圈不需要接地,可以直接加到电缆上。

将整束电缆穿过⼀个铁氧体磁环就构成了⼀个共模扼流圈,根据需要,也可以将电缆在磁环上⾯绕⼏匝。

匝数越多,对频率较低的⼲扰抑制效果越好,⽽对频率较⾼的噪声抑制作⽤较弱。

在实际⼯程中,要根据⼲扰电流的频率特点来调整磁环的匝数。

通常当⼲扰信号的频带较宽时,可在电缆上套两个磁环,每个磁环绕不同的匝数,这样可以同时抑制⾼频⼲扰和低频⼲扰。

从共模扼流圈作⽤的机理上看,其阻抗越⼤,对⼲扰抑制效果越明显。

⽽共模扼流圈的阻抗来⾃共模电感lcm=jwlcm,从公式中不难看出,对于⼀定频率的噪声,磁环的电感越⼤越好。

但实际情况并⾮如此,因为实际的磁环上还有寄⽣电容,它的存在⽅式是与电感并联。

当遇到⾼频⼲扰信号时,电容的容抗较⼩,将磁环的电感短路,从⽽使共模扼流圈失去作⽤。

根据⼲扰信号的频率特点可以选⽤镍锌铁氧体或锰锌铁氧体,前者的⾼频特性优于后者。

锰锌铁氧体的磁导率在⼏千---上万,⽽镍锌铁氧体为⼏百---上千。

铁氧体的磁导率越⾼,其低频时的阻抗越⼤,⾼频时的阻抗越⼩。

所以,在抑制⾼频⼲扰时,宜选⽤镍锌铁氧体;反之则⽤锰锌铁氧体。

磁环磁导率的计算

磁环磁导率的计算

磁环磁导率的计算
铁氧体磁环磁导率的测算:
1、测量磁环的外径D,内径d,环的高度H,单位mm。

2、用漆包线穿绕10~20圈,绕紧点,不要太松,测量其电感量L,单位为uH,
电感量大点测算误差小,电感量小测算误差就会大,请根据实际需要确定穿绕的
圈数N。

3、将以上数据代入下式计算出大约的磁导率u0
u0=2500*L*(D+d)/((D-d)*H*N*N)
例如:13X7X5的磁环,绕20圈,测得电感量23uH,代入上式计算
u0=2500*23*(13+7)/((13-7)*5*20*20)=1150000/12000=95.8 测算结果与磁导率100的规格最接近,确定该磁环的u0是100,注意一般u0标
称误差有+-10%。

对于没有参数的磁环可以首先根据外观特征初步判断是哪种材料,再测算磁导
率,就可以确定该磁环的主要规格了。

PDF created with pdfFactory Pro trial version /doc/a811734797.html,。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

磁芯磁环的磁导率及计算公式洋通电子 nbs磁芯磁环的磁导率及计算公式?2011年02月20日测量单位由于历史的原因,在此手册中采用了CGS制单位,国际制(SI)和CGS制之间的转换可简化于下表2:表2单位转换表在CGS制自由空间磁导率的幅值为1且无量纲。

在SI制自由空间磁导率的幅值为4π×10-7亨/米3.3、电感对于每一个磁芯电感(L)可用所列的电感系数(AL)计算:(14)AL:对1000匝的电感系数 mHN:匝数所以:这里这里L是nH电感也可由相对磁导率确定,磁芯的有效参数见图 10:(15)Ae:有效磁芯面积 cm2:有效磁路长度 cmμ:相对磁导率(无量纲)对于环形功率磁芯,有效面积和磁芯截面积相同。

根据定义和安培定理,有效磁路长度是线圈的安匝数(NI)和从外径到外径穿过磁芯面积的平均磁场强度之比。

有效磁路长度可用安培定理和平均磁场强度给出的公式计算:(16)O.D. :磁芯外径I.D. :磁芯内径电感系数是用单层密绕线圈测量的。

磁通密度和测试频率保持与实际一样低,通常低于40高斯和10KHz或更低。

对于各种磁导率和材料,能用'正常磁导率对磁通密度关系'和'典型磁导率对频率关系'的图形来解释低电平测试的条件。

3.4、磁导率对于每一个磁芯尺寸的电感系数是建立在相对磁导率的增量上的。

在没有直流偏置和低磁通密度时,正常磁导率和增量磁导率是一样的。

增量磁导率随直流偏置一起减小的情况以及"增量磁导率对直流偏置"的曲线如图11所示。

由"增量磁导率对直流偏置" 曲线看到正常磁导率如同峰值磁导率B。

许多设计过程包括选择峰值工作磁通密度去帮助决定磁芯的尺寸。

磁材的饱和磁通密度限制了峰值工作磁通密度或被磁材的损耗所限制。

在选择磁材、工作磁通密度和决定磁芯的尺寸之后,法拉第定理(下面讨论)用于计算匝数N。

最后选择磁导率以满足电感的需要。

L=电感 nH=有效磁路长度 cmAe=有效磁芯面积 cm2图11正常和增量磁导率宽范值的磁导率经常能满足不同的电感需要。

安培定理(也在下面讨论)所给的峰值磁化强度H,是建立在匝数、峰值磁化电流(电感总电流和变压器原方的空载电流)和磁芯磁路长度的基础上的。

如图11见到那样,在设计过程开始选择磁导率时,要设置与峰值磁通密度值相应的直流磁磁化强度H。

对于铁镍钼(MPP),对于所给的磁磁化强度H,下面图12的选择曲线将给出产生最大电感的磁导率。

图12磁导率选择曲线图13典型铁镍钼磁芯的增量磁导率和直流偏置曲线3.5、磁通密度和法拉第定理磁通密度(B)的水平会影响磁芯损耗和磁导率。

除非另有提示,手册中的数据是对正弦波和最大(峰值)磁通密度的。

可用法拉第定理表示:(17)Bmax: 最大(峰值)磁通密度(高斯)ERMS:绕组端正弦电压的均方根值(Vrms)N:匝数Ae:磁芯有效矩形截面积(cm)f: 正弦电压频率有效面积被认为是磁芯的全部截面积,见图14。

但被磁渗透所占有的面积小于有效面积,是由于磁导率的减小而减小的。

对于不同的磁导率,手册数据有效包括了来自更小的磁渗透面积。

除此之外,Bmax是在磁芯截面积上的平均最大磁通密度。

这个磁通密度是朝内径方向产生的,并朝外径方向减小见安培定理,在下面将会描述。

3.6、磁场强度和安培定理安培定理是表示磁场强度(H)和电流、匝数、和磁路长度的关系::(18)H:磁场强度(奥斯特)N:匝数I:电流(安培)L:磁路长度(cm)按安培定理,磁场强度朝内径方向更强(在这里最短)。

有效磁路长度提供了穿过磁芯截面积的磁场强度的平均值:(19)Haverage:从内径到外径穿过磁芯的平均磁场强度:同样单独列于磁芯规格的有效磁路长度(cm) N:匝数I:电流(安培)在此手册中均使用平均磁场强度,除非另有提示。

磁场强度可用正常的磁化曲线估算磁通密度。

见有关磁导率分布。

被定义的相对磁导率为:(20)µ:相对磁导率B: 磁通密度(高斯)H: 磁场强度(奥斯特)对于平均绕组的直流电阻可由下式计算:(21):匝数的平均长度N:匝数r:导线电阻(欧姆/1000英尺)见导线表。

除绕组的正常直流电阻外,由于交流电流的集肤效应绕组电阻存在一个增量变化,可被近似计算:(22)(23)d=导线直径(英)f=频率(Hz)℃=工作温度1.1、选择电感材料开关电源正常工作频率20KHz以上,而电源产生的有害噪声比20KHz 高,往往在100KHz~50MHz之间。

对于电感来讲,大多数选择适当和高效费比的铁氧体,因为在有害频带内能提供最高的阻抗。

当看到公共参数如磁导率和损耗系数就去识别材料是困难的。

图2给出铁氧体磁环J-42206-TC绕10匝后的阻抗ZS和频率的关系曲线。

图2铁氧体磁环的阻抗和频率的关系在1~10MHz之间绕组到达最大阻抗,串联感抗XS和串联电阻RS (材料磁导率和损耗系数的函数)共同产生总阻抗Zt。

图3所示为图2中铁氧体材料的磁导率和损耗系数与频率的函数关系。

由于感抗引起的下降,导致磁导率在750KHz以上的下降;由于电阻取决高频的源阻抗所以损耗系数随频率而增加。

图3铁氧体磁环的磁导率、损耗系数和频率的关系图4给出三种不同材料的总阻抗和频率的关系。

J材料在超过1~20MHz范围内具有高的总阻抗,它最广泛地应用于共模滤波器的扼流圈。

在1MHz,W材料阻抗比J材料高20-50%,当低频噪声是主要问题时经常应用J 材料;K材料可用于2MHz以上,因为在此频率范围内它产生的阻抗比J材料高直至100%。

在2MHz以上或以下,对于滤波器所要求的规范,J或W是优先的。

图4三种不同材料的阻抗和频率的关系1.2、磁芯的形状对于共模噪声滤波器环形磁芯是最普及的,他们不贵、泄漏磁通也低。

环形磁芯必须用手绕制(或在独特的环形绕线机上绕制)。

正常情况要用一个非金属的分隔板放置在两个绕组之间,以及为了和PC板连接,这个绕制器件还需环氧化在印制板的头部。

具有附件的E形磁芯比环形磁芯贵,但组装成一个整体只需较小的代价。

绕制E形磁芯的骨架相对便宜。

为了分隔两个绕组可购到有分隔板的骨架并可安装在PC板上。

E形磁芯有更多的泄漏电感,在共模滤波器中对于不同的滤波是有用的。

E形磁芯为了增加泄漏电感可以豁开缝隙,以便吸收有害的共模和差模噪声。

1.3、磁芯的选择下面给出环形磁芯的设计步骤,单层共模电感见图5。

为了尽量减小绕组电容和防止由于不对称绕组引起的磁芯饱和,单层设计是经常应用的。

步骤中假设两个相反的绕组之间的最小自由空间为30度。

图5单层共模电感的结构对于共模电感所需的基本参数是电流(I)、阻抗(ZS)、和频率(f)。

电流决定导线的尺寸。

一个保守的400A/cm2电流密度不会在导线上产生有效的热量。

而一个过分的800A/cm2电流密度会引起导线发热,这两个等级可用选择图表表示。

在所给频率上,规定一个最小的电感阻抗是正常的。

这个频率通常足够低并假设感抗XS能提供图2所示的阻抗。

随后电感可计算为:(2)(1)用已知的电感和电流乘积LI基础上的图6和图7能用于选择磁芯的尺寸,这里L是电感(mH)和I是电流(A)。

建立在电流密度(Cd)400或800 A/cm2基础上的导线尺寸(AWG)可用下式计算:(2)匝数可由磁芯的AL值决如下:(3)1.4、设计举例在10KHz阻抗为100Ω时,电流为3A,由式(1)计算得LS=1.59mH;用800 A/cm2电流密度时,LI乘积为4.77,为了选择材料可从图7查得磁芯尺寸。

在此例,选择W材料直至1MHz可以给出高的阻抗,见图4。

图7给出磁芯材料为W-41809-TC。

由表1可查得磁芯尺寸和AL值。

用AL=12200 mH/1000匝,式(3)给出N=12匝每边。

用800 A/cm2时, 式(2)给出AWG=21。

表1环形磁芯尺寸及其AL值二、整流电感设计典型的稳压器电路包含三个部分:晶体开关管、二极箝位管、和LC滤波器。

一个不稳压的直流电压加到通常工作在1~50KHz频率的晶体开关管。

当开关处在'ON'状态时,输入电压Ein加到LC滤波器,结果导致通过电感的电流增大;当开关处在'OFF'状态时,用储存在电感和电容内的过剩能量来保持输出功率。

通过调整'ON'状态时的晶体开关管的导通时间ton和用来自输出端的反馈系统来获得稳压。

结果稳定的直流输出电压可表示为:Eout=Eintonf (4)图8典型的稳压器电路2.1、组件选择开关系统包含晶体管和来自稳压器输出的反馈。

晶体管的选择包含两个因素:(1)电压等级需大于最大的输入电压(2)为了保证有效地工作,截止频率特性必须高于实际的开关频率。

反馈电路通常包括运放和比较器。

对于二极箝位管的要求和晶体管的选择相同。

如果已知:(1)最大和最小的输入电压(2)要求的输出(3)最大允许的纹波电压(4)最大和最小的负载电流(5)想要的开关频率,那幺就可获得电感和电容的值。

LC滤波器的设计就容易完成。

首先晶体管的截止时间toff可计算为:toff=(1- Eout/Ein max)/f (5) 当Ein减至它的最小值fmin=(1- Eout/Ein max)/ toff (6)用这些值,所需的电感和电容可以算得:通过电感所允许的纹波峰-峰电流(Δi)可由下式给出:Δi=2IO min (7)电感可用下式计算:L= Eouttoff/Δi (8)对于Δi的计算值是有点任意,不过对于电感可以调整以获得实际值。

最小的电容可由下式给出:C=Δi/8f minΔeO (9)最后,电容最大的等效串联电阻ESR是:ESR max =ΔeO/Δi (10)2.2、电感设计在高频下铁氧体E形和罐形磁芯能提供成本降低和低磁芯损耗的优点。

对于开关稳压器,F和P材料被推荐是因为他们的温度和直流偏置特性。

为避免饱和,可采用增加铁氧体型材气隙的办法使磁芯有效地使用。

对于开关稳压器的应用,这些磁芯的选择步骤能简化电感的设计。

假设绕组系数50%和导线载流容量为500园周面积(Circular Mils)/安培,我们能决定最小的磁芯尺寸。

设计应用的两个仅有参数必须知道:①电感需要用的直流偏置。

②直流电流。

(1)计算产品的LI2这里:L=具有直流偏置的所需电感I=最大直流输出电流 I =IO max+Δi (11)(2)将LI2值设置在铁氧体磁芯的选择图表中(P.4.15~4.18)。

跟踪与第一根磁芯尺寸曲线相交的座标,在Y轴上可读得最大额定电感AL,它表示最小的磁芯尺寸和最大的AL,在那一点饱和将被避免。

(3)若磁芯的AL较小于在座标上获得的最大值,那幺对于电感来说,任何磁芯尺寸线只要与LI2座标相交就表示是一个可使用的磁芯。

相关文档
最新文档