非晶、纳米晶磁心选型设计
硅钢片铁芯、坡莫合金、非晶及纳米晶软磁合金

钢片铁芯、坡莫合金、非晶及纳米晶软磁合金一.磁性材料的基本特性. 磁性材料的磁化曲线性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的,在外加磁场H 作用下,必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B,它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线(M~H或B~H 曲线)。
磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。
即当磁场强度H足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化。
材料的工作状态相当于M~H曲线或B~H曲线上的某一点,该点常称为工作点。
. 软磁材料的常用磁性能参数和磁感应强度Bs:其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。
余磁感应强度Br:是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值。
形比:Br∕Bs顽力Hc:是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等)。
导率μ:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关。
始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。
里温度Tc:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性,该临界温度为居里温度。
它确定了磁性器件工作的上限温度。
耗P:磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝f2 t2 / ,ρ 降低,滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。
在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:功率耗散(mW)/表面积(cm2). 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换设计软磁器件时,首先要根据电路的要求确定器件的电压~电流特性。
器件的电压~电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。
设计者必须熟悉材料的磁化过程并拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。
非晶纳米晶磁芯

非晶纳米晶磁芯引言非晶纳米晶磁芯是一种新型的磁性材料,具有优异的磁性能和应用潜力。
它在电子设备、能源转换和储存等领域具有广泛的应用前景。
本文将从非晶材料的基本特性、制备方法、磁性能以及应用方面进行详细介绍。
非晶材料的基本特性非晶材料是指没有明确的晶体结构,具有无序排列的原子结构。
相对于传统的多晶材料,非晶材料具有以下几个基本特性:1.高硬度:非晶材料由于原子排列无序,其内部不存在长程有序结构,因此具有较高的硬度。
2.低磁滞损耗:非晶材料由于没有明确的磁畴结构,可以有效降低磁滞损耗。
3.宽工作温度范围:非晶材料具有较高的玻璃化转变温度,可以在较宽的温度范围内工作。
4.优异的软磁性能:非晶材料具有较高的饱和磁感应强度和低的矫顽力,适用于高频应用。
非晶纳米晶磁芯的制备方法非晶纳米晶磁芯的制备方法主要包括物理气相沉积法、溶液法和快速凝固法等。
1.物理气相沉积法:该方法通过在惰性气体环境中将金属材料蒸发,然后在基底上沉积形成非晶纳米晶薄膜。
这种方法制备的非晶纳米晶材料具有较高的均匀性和良好的磁性能。
2.溶液法:该方法是将金属盐溶液与还原剂混合,通过控制反应条件使金属离子还原并沉积形成非晶纳米晶材料。
这种方法制备的非晶纳米晶材料具有较高的化学均匀性和可扩展性。
3.快速凝固法:该方法通过将金属材料迅速冷却至超过其玻璃化转变温度以下,使其形成非晶态结构。
这种方法制备的非晶纳米晶材料具有较高的饱和磁感应强度和低的矫顽力。
非晶纳米晶磁芯的磁性能非晶纳米晶磁芯具有优异的磁性能,包括高饱和磁感应强度、低矫顽力、低磁滞损耗和宽工作温度范围等。
1.高饱和磁感应强度:非晶纳米晶材料由于其无序排列的原子结构,使得其具有较高的饱和磁感应强度。
这使得非晶纳米晶磁芯在高频应用中具有更好的性能。
2.低矫顽力:非晶纳米晶材料由于其无序结构,使得其具有较低的矫顽力。
这使得非晶纳米晶磁芯在电源变换器等高频电路中表现出更好的性能。
3.低磁滞损耗:非晶纳米晶材料由于没有明确的磁畴结构,可以有效降低磁滞损耗。
几种常用磁性器件中磁芯的选用及设计

几种常用磁性器件中磁芯的选用及设计开关电源中使用的磁性器件较多,其中常用的软磁器件有:作为开关电源核心器件的主变压器(高频功率变压器)、共模扼流圈、高频磁放大器、滤波阻流圈、尖學信号抑制器等。
不同的器件对材料的性能要求各不相同,如表所示为各种不同器件对磁性材料的性能要求。
应用1i:茨压器磁敝犬器常模1匕: 共模电感尖峰抑制儀输出滤波电感'•5 Bs髙Br/Bs高髙皿髙Br/Bs高Bs磯芯性高皿低损耗低损耗低损耗低损耗能要求高Tc低He高AB高ID宽f下恒定的u1低损耗|低损耗(一)、高频功率变压器变压器铁芯的大小取决于输出功率和温升等。
变压器的设计公式如下:P二KfNBSIxlOAhcPc+hB其中,戸为电功率;K为与波形有关的系数;f为频率;N为匝数;S为铁芯面积;B为工作磁感;I 为电流;T为温升;氏为铁损;R为铜损;h.和hv为由实验确定的系数。
由以上公式可以看出:高的工作磁感B可以得到大的输出功率或减少体积重量。
但B值的增加受到材料的Bs值的限制。
而频率f可以提高几个数量级,从而有可能使体积重量显著减小。
而低的铁芯损耗可以降低温升,温升反过来又影响使用频率和工作磁感的选取。
一般来说,开关电源对材料的主要要求是:尽量低的高频损耗、足够高的饱和磁感、高的磁导率、足够高的居里温度和好的温度稳定性,有些用途要求较高的矩形比,对应力等不敏感、稳定性好,价格低。
单端式变压器因为铁芯工作在磁滞回线的第一象限,对材料磁性的要求有别于前述主变压器。
它实际上是一只单端脉冲变压器,因而要求具有大的B=Bm-Br,即磁感Bin和剩磁Bi■之差要大;同时要求高的脉冲磁导率。
特别是对于单端反激式开关主变压器,或称储能变压器,要考虑储能要求。
线圈储能的多少取决于两个因素:一个是材料的工作磁感Bin值或电感t L »另一个是工作磁场Hm 或工作电流I,储能W=1/2LI'。
这就要求材料有足够高的Bs值和合适的磁导率,常为宽恒导磁材料。
非晶、纳米晶软磁合金磁芯介绍汇总

性能特点 应用范围 各种滤波器
所用非晶材料性能特点
具有极高的初始导磁率,在地磁场下具有大的阻抗和插入损耗, 对若干扰具有极好的抑制作用,在较宽的频率范围内呈现出无共 振插入损耗特性。 高初始导磁率:是铁氧体的5-20倍,因而具有 更大的插入损耗,对传导干扰的抑制作用远大于铁氧体。 高饱和磁感应强度:比铁氧体高2-3倍。在电流强干扰的场合不易 磁化到饱和。 卓越的温度稳定性:较高的居里温度,在有较大温度波动的情况 下,合金的性能变化率明显低于铁氧体,具有优良的稳定性,而 且性能的变化接近于线性。 灵活的频率特性:而且更加灵活地通过调整工艺来得到所需要的 频率特性。通过不同的制造工艺,配合适当的线圈匝数可以得到 不同的阻抗特性,满足不同波段的滤波要求,使其阻抗值大大高 于铁氧体。
非晶及纳米晶软磁合金磁芯
磁放大器磁芯 滤波电感磁芯 高频大功率磁芯 恒电感磁芯 电流互感器磁芯 实例1:磁芯在开关电源中使用 实例2:非晶磁芯在LED灯具上应用
磁放大器磁芯
什么是磁放大器 性能特点
应用范围 计算机ATX电源和通讯开关电源
性能特点
应用范围
磁放大器能使开关电源得到精确的控制,从而 提高了其稳定性。
AC/DC电源
电池充电器
电流互感器磁芯
将大电流变成小电流的互感器。作用是把数值 较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较 小的二次电流,用来进行保护、测量等用途。 如400/5的电流互感器,可以把实际为400A的 电流转变为5A的电流。 电力互感器磁芯 精密电流互感器 保护用电流互感器
电力互感器磁芯
应用范围
各种型号滤波电感
硅钢片铁芯、坡莫合金、非晶及纳米晶软磁合金

硅钢片铁芯、坡莫合金、非晶及纳米晶软磁合金一.磁性材料的大体特性1. 磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的,在外加磁场H 作用下,必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B,它们随磁场强度H 的转变曲线称为磁化曲线(M~H 或B~H曲线)。
磁化曲线一般来讲是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。
即当磁场强度H足够大时,磁化强度M达到一个肯定的饱和值Ms,继续增大H,Ms维持不变;和当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M并非恢复为零,而是沿MsMr曲线转变。
材料的工作状态相当于M~H曲线或B~H曲线上的某一点,该点常称为工作点。
2. 软磁材料的常常利用磁性能参数饱和磁感应强度Bs:其大小取决于材料的成份,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。
剩余磁感应强度Br:是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值。
矩形比:Br∕Bs矫顽力Hc:是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成份及缺点(杂质、应力等)。
磁导率μ:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关。
初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。
居里温度Tc:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变成顺磁性,该临界温度为居里温度。
它肯定了磁性器件工作的上限温度。
损耗P:磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝f2 t2 / ,ρ 降低,磁滞损耗Ph的方式是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe 的方式是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。
在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散(mW)/表面积(cm2)3. 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换在设计软磁器件时,首先要按照电路的要求肯定器件的电压~电流特性。
器件的电压~电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。
硅钢片铁芯、坡莫合金、非晶及纳米晶软磁合金

硅钢片铁芯、坡莫合金、非晶及纳米晶软磁合金一.磁性材料的基本特性1。
磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的,在外加磁场H 作用下,必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B,它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线(M~H或B~H曲线)。
磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。
即当磁场强度H足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化.材料的工作状态相当于M~H曲线或B~H曲线上的某一点,该点常称为工作点.2。
软磁材料的常用磁性能参数饱和磁感应强度Bs:其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。
剩余磁感应强度Br:是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值。
矩形比:Br∕Bs矫顽力Hc:是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等).磁导率μ:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关。
初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。
居里温度Tc:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性,该临界温度为居里温度.它确定了磁性器件工作的上限温度。
损耗P:磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ,ρ 降低,磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。
在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为: 总功率耗散(mW)/表面积(cm2)3. 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换在设计软磁器件时,首先要根据电路的要求确定器件的电压~电流特性。
器件的电压~电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关.设计者必须熟悉材料的磁化过程并拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。
纳米晶磁芯和非晶磁芯-概述说明以及解释

纳米晶磁芯和非晶磁芯-概述说明以及解释1.引言1.1 概述磁芯作为电子器件中的重要组成部分,其性能对设备的工作稳定性和效率起着至关重要的作用。
在磁芯的不断研发和改良过程中,纳米晶磁芯和非晶磁芯成为了研究的热点。
纳米晶磁芯是一种由纳米级晶粒组成的磁性材料,其在磁性能、导磁性和饱和磁感应强度方面具有显著的优势。
相比于传统的晶体磁芯,纳米晶磁芯具有更高的饱和磁感应强度、更低的磁导率和较小的矫顽力损耗。
这些特点使得纳米晶磁芯在高频应用领域具有广阔的市场前景,尤其适用于电力电子设备、通信设备以及电动车等领域。
非晶磁芯是一种非晶态材料,其具有无定形的结构特点。
相比于晶态材料,在非晶磁芯中,原子的排列更加无规律,形成了非晶态结构。
非晶磁芯具有低的矫顽力损耗、高的导磁性能和较高的饱和磁感应强度,尤其适用于高频应用。
目前,非晶磁芯广泛应用于变压器、电感器、磁存储器以及电力传输和变换装置等领域。
本篇文章将对纳米晶磁芯和非晶磁芯的特点和应用进行详细阐述,并对两者进行对比分析。
同时,还将展望纳米晶磁芯和非晶磁芯在未来的发展趋势和应用前景。
通过深入了解纳米晶磁芯和非晶磁芯的特点和应用,我们可以更好地理解它们对电子器件性能的影响,以及它们在各个领域中的潜在应用价值。
1.2 文章结构文章结构部分的内容:本文共分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要概述了纳米晶磁芯和非晶磁芯的研究背景和意义,并介绍了本文的目的和结构。
正文部分主要分为纳米晶磁芯和非晶磁芯两个小节。
在纳米晶磁芯小节中,将详细介绍纳米晶磁芯的特点和应用。
特点方面,将分析其磁性能、热稳定性、晶粒尺寸等方面的优势。
应用方面,将介绍纳米晶磁芯在电力系统、电子设备等领域的具体应用情况。
在非晶磁芯小节中,将详细介绍非晶磁芯的特点和应用。
特点方面,将分析其饱和磁化强度、磁导率、磁滞损耗等方面的特点。
应用方面,将介绍非晶磁芯在变压器、电感器等领域的具体应用情况。
结论部分将对比纳米晶磁芯和非晶磁芯的优势与劣势,总结各自的适用范围和特点。
非晶纳米晶软磁材料

非晶纳米晶软磁材料1、非晶纳米晶软磁材料非晶/纳米晶软磁材料一.应用领域非晶态软磁合金材料为20世纪70年月问世的一种新型材料,因具有铁芯损耗小、电阻率高、频率特性好、磁感应强度高、抗腐蚀性强等优点,引起了人们的极大重视,被誉为21世纪新型绿色节能材料。
其技术特点为:采纳超急冷凝固技术使合金钢液到薄带材料一次成型;采纳纳米技术,制成介于巨观和微观之间的纳米态(10-20nm)软磁物质。
非晶、纳米晶合金的优异软磁特性都来自于其特别的组织结构,非晶合金中没有晶粒和晶界,易于磁化;纳米晶合金的晶粒尺寸小于磁交换作用长度,导致平均磁晶各向异性很小,并且通过调整成分,可以使其磁致伸缩趋近于零。
【表1】列出了非晶/纳米晶软磁材料的典型性能及主要应用领域。
近年来,随着信息处理和电力电子技2、术的快速进展,各种电器设备趋向高频化、小型化、节能化。
在电力领域,非晶、纳米晶合金均得到大量应用。
其中铁基非晶合金的最大应用是配电变压器铁芯。
由于非晶合金的工频铁损仅为硅钢的1/5~1/3,利用非晶合金取代硅钢可使配电变压器的空载损耗降低60﹪~70﹪。
因此,非晶配电变压器作为换代产品有很好的应用前景。
纳米晶合金的最大应用是电力互感器铁芯。
电力互感器是特地测量输变电线路上电流和电能的特种变压器。
近年来高精度等级〔如0.2级、0.2S级、0.5S级〕的互感器需求量快速增加。
传统的冷轧硅钢片铁芯往往达不到精度要求,虽然高磁导率玻莫合金可以满足精度要求,但价格高。
而采纳纳米晶铁芯不但可以到达精度要求、而且价格低于玻莫合金。
在电力电子领域,随着高频逆变技术的成3、熟,传统大功率线性电源开始大量被高频开关电源所取代,而且为了提高效率,减小体积,开关电源的工作频率越来越高,这就对其中的软磁材料提出了更高的要求。
硅钢高频损耗太大,已不能满足使用要求。
铁氧体虽然高频损耗较低,但在大功率条件下仍旧存在许多问题,一是饱和磁感低,无法减小变压器的体积;二是居礼温度低,热稳定性差;三是制作大尺寸铁芯成品率低,本钱高。
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非晶、纳米晶磁心选型设计Design for selecting amorphous and nanocrystalline core type 2004年07月28日10:381引言本文介绍用于磁放大器、尖峰抑制器、滤波电感、有源PFC 电感等器件采用的非晶、纳米晶磁心的选型设计。
2电压调节器中磁放大器磁心选型设计2.1磁心选型设计a、已知条件:输出电压V0、输出电流I0、工作频率F、占空比Dmax。
b、决定变压器的次级电压(以单端正激电路为例)Vi≥{V0(1+KC)+VF}/Dmin (1)Vi:变压器次级电压,KC:富裕系数或称调节余量(通常取0.2),VF:整流二极管压降,Dmin:最小占空比(发生在输入电压最大时),V0:要求的输出电压。
c、决定被砍掉的电压(被调节的电压)VregVreg= Vi×Dmax- V0= V1 - V0 (2)式中V1=Vi×Dmax。
d、计算磁心所需的磁通量△φ∵V0= Vi×Dmax-V砍= Vi×Dmax- Vreg= Vi×(ton/T)-Vi×(tτ/T)∴Vreg= Vi×tτ/T由电磁定律知Vi×tτ=△φ∴Vreg×T=Vi×tτ=△φ写成△φ= Vreg/F (3)最后得到被砍掉电压折算成磁通量的式子,即电路调节中所需磁通量为△φ。
∵磁心的单匝磁通量为2φm(有时简称φm)今设计磁通量为△φ,则总有一个N存在使:N×φ≥△φ(4)e、选择磁心的尺寸(1)先选择内径设磁心的窗口面积为Wa。
其中的一部分面积是由导线的截面积充填占据。
充填系数用Kf表示,也叫有用系数,Kf常取0.4。
就有Wa×Kf=所绕N条导线的截面积。
已知输出电流为I0,导线的电流密度为J,则一条导线所占面积为I0/J。
设绕了N匝,则Wa×Kf=N×I0/J,写成:Wa= N×I0/J× Kf (5)式(4)决定了磁心的内径.因为一个确定的窗口面积Wa,必有一个确定的磁心内径与之对应。
公式(5)是用电流I0等已知参数计算出了窗口面积Wa。
从而选定了磁心内径。
(2)选择外径由式(5)已知Wa= N×I0/(J× Kf)当Kf=0.4,J=6A/mm2时,Wa=N×I0/2.4将此式左边乘以Nφm,右边乘以△φ(∵N×φm=△φ),则有N×φm×Wa=△φ×N×I0/ (Kf×J),两边约去N得:φm×Wa=△φ×I0/ (Kf ×J) (6)而△φ×I0/ (Kf×J)是电路设计时计算出来的。
一款磁心其φm×Wa的值使(6)式成立。
则外径也选定了。
由于φm=B×Ae Ae 是磁心的有效截面积。
Ae= (外径-内径)/2×h×K(K称充填系数,通常在0.7-0.8之间),h是磁心高度。
当Wa确定后,内径也就确定了。
于是Ae只与外径和磁心高度有关了。
当h选定后,一个确定的Ae 就有一个确定的外径。
这样由△φ×I0/ (Kf×J)的计算值就确定了磁心的尺寸。
f、决定匝数N先求最小匝数Nmin由式(3)知N×φm≥△φ。
式中的φm是由(3)式计算出来的最小磁通量。
或N≥△φmin/φm,则:Nmin=△φmin/φm(取整数) (7)现在求Nmax∵式(4)中的△φ=Vreg/F或V砍/F而Vreg=V砍=V1-V0=VS×Dmax-V0,(式中V1为最大输出电压),得V0= VS×Dmax-V砍当V砍= VS×Dmax时,V0=0,即是说磁心的调节作用最多只能把VS×Dmax这个电压砍掉,此时的△φmax=V砍max/F=VS×Dmax/Fφmax= VS×Dmax/F= V1/F (8)此时Nmax=△φmax/φm (9)g、决定导线直径D设绕线采用单股则导线截面积Aw=I0/J由I0计算出的导线截面积Aw=I0/J0由导线直径计算出的截面积Aw=Dπ2/4两个截面积应相等,得到Dπ2/4=I0/J ,D=√(4I0/πJ)设J=6 A/mm2,则d=0.46√ I0h、计算死角当正向电流来到时,我们希望磁心立即饱和,但这办不到,只有当正向电流到达一定值,H=HS 时磁心才饱和或者说只有当磁心的B值从Br到达Bm 时,才能饱和,从Br到Bm差(1-Br/Bm)到达Bm,磁通量差φm×(1-Br/BM)到达φm,N匝线圈就差N×φm×(1-Br/BM)到达Nφm,当变压器次级电压为Vi时,则Nφm×(1-Br/BM)=Vi*td 注意N×φm×(1-Br/BM)也是一个磁通量,它等于电压和时间的乘积,变换上式得到:td= Nφm×(1-Br/Bm)/Vi (10)td被称为死时间。
Vi*td/T= Vd (11)称Vd为死角电压。
(T为周期)有点象二极管的管压降一般,每个磁心都有,且和工作频率有关。
∵Vd= Vi* td/T= Vi× td×f, f越大,td越大。
如果下式满足,则死角影响可以忽略:即Vi=[V0(1+KC)+VF+Vd]/DminKC为富裕系数VF为整流二极管压降Vd为死角电压i、计算复位电流∵磁滞回线负x方向任意一点所对应的反向磁场Hr=N×Ir/Alla:磁心有效磁路长度(米)∴Ir=Hr×la/N (A)式中Hr单位为A/M(安/米)la单位为MIr单位为A要求得Ir必须知道Hr,有两种求法:1)取Hr=HC磁心的矫顽力,则:Ir=Hc×l/N (12)2)Hr可由△φmin或△φmax计算出(φmin、φmax分别由3、8式计算出)Hr=[0.1502×(fsw)0.57×(△φ)0.7/(N×Ae)0.7]×79.6 (13) (乘以79.6是将奥斯特化成安/米。
)再由式(12)计算复位电流。
3采用可饱和磁心作调节元件三种典型电路中a、被砍去电压Vreg的计算公式b、所需磁通量△φ的计算公式3.1单端正激电路(半波整流电路)已知:VS:变压器次级对地电压,V0:输出电压,Dm:最大占空比,F:工作频率。
被砍去电压由下式计算:Vreg=VS-V0,所需磁通量由下式计算:△φmin=(VS×Dm-V0)/F△φmax=(VS×Dm)/F3.2全波整流,单边磁心调节因为输出V0是两个半波整流输出的共同贡献。
其中一个半波的贡献是VS×Dm,带有磁心的另一半波贡献是VS×Dm-Vreg,(VS是对地电压)∴V0=VS×Dm+(VS×Dm-Vreg)我们只须研究被砍掉电压的那个半波整流的情况,这个半波的输出等於总输出V0减去另一半波的输出;即VS×Dm-Vreg=V0-VS×Dm,则被砍去电压:Vreg=2×VS×Dm-V0对於ATX电源(2×VS×Dm)=5v,V0=3.3v,Vreg=1.7v。
所须磁通量:△φmin=Vreg/F=(2×VS×Dm-V0)/F△ φmax=(VS×Dm)/F。
(对於通常的ATX电源VS×Dm=2.5v)3.3全波整流双边磁心调节因为输出V0是两个半波的共同贡献,且认定这两个半波是完全对称的,相等的,所以只要讨论一个半波电路中的磁心就可以了。
∵V0=V0/2+V0/2一个半波的输出电压表达式是:V0/2=VS×Dmax-Vreg所以被砍电压Vreg=VS×Dma-V0/2=(2×VS×Dm-V0)/2对於ATX电源2×VS×Dm=5v,V0=3.3v。
所须磁通量△φmin=[(2×VS×Dm-V0)/2]/F=(2×VS×Dm-V0)/2F△φmax=(VS×Dm)/F4磁心选型设计软件使用方法4.1软件使用说明本软件是在Excer基础上编写的,是想让更多的使用者容易掌握,达到普及目的。
打开软件后可以明显看到三张“黄牌”,分别说明它们的使用范围,画面的左面有一个红色表格写着‘必需输入’和‘参考输入’,使用中根椐情况选择使用输入方式。
4.2软件的基本组成基本分两大部分:a、“已知电路参数和磁心参数”对磁心进行设计选型。
b、“只知道电路参数选求磁心型号”‘b’完成后会告之你被选中的型号和φ0I0值。
再查软件中所附的型号表可茯得Ae,2φm,和φmWa三个参数,将它再输入到‘a’中去就可以对磁心进行设计了。
当你不想使用被推荐的型号时,可以根椐φ0I0值选择任何一厂家的产品(任何厂家的产品均有φmWa值,它叫Hamding Pawer,简写符号为HPC,叫操作功率,也叫适用功率,也有叫总功率的)如果某磁心的φmWa值使下式成立φmWa≥φ0I0/2.4。
则该磁心被选中,再将该磁心的参数输入到‘a’中对磁心进行设计。
4.3参数输入当你在‘参考输入值’的栏目中输入必要的参数时,可以得到一些可供参考的设计结果,例如对应於一倍△φ,两倍△φ……可以得到不同的N,△B,△P,Hr,Ir供参考选用。
5尖峰抑制器磁心选型设计5.1 尖峰抑制原理下面仅以二极管产生尖峰来讨论。
当二极管从导通转向截止后,该二极管并不马上截止,而要等待一段时间,此称反向恢复时间记为trr ,当电路进入另一半周时,在trr时间内将发生短路而产生尖脉冲,承受着反向电压VC ,产生了电压和时间的乘积VC×trr ,就可以用磁通量△φ来描述。
在电路中,如果在二极管的阴极串接一只小磁心或一只小磁珠,只要此小磁珠的磁通量φm≥△φ,或绕N匝线后的小磁心若能使(N×φm)≥△φ不等式成立,就能抑制尖峰产生。
因为当二极管正向导通时,磁心或磁珠已正向处於饱和,其饱和磁通量为φm或N×φm ,当二极管反向时只获得VC×trr=△φ的磁通量不足以抵消正向饱和磁通量,就这样达到吸收尖峰的目的。
5.2选择尖峰抑制器的必要条件a、二极管或其它组件在电路中承受的反向电压为VCb、二极管或其它组件的反向恢复时间为trrc、通过组件的电流为I由此得到出现尖峰时的伏秒乘积VC×trr5.3选择磁心a、对於磁珠,由於它的有效截面积和体积很小只能穿过一根线,磁通量φm也小,所以只适合输出电压V0=12v的场合,此时二极管所承受的反向电压为VC=V0/D (D为占空比),应用於此场合只要求磁珠的φm≥Vc×trr就行。