常见器件损耗计算新选
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。
变频器功率器件选型与损耗计算
L2
-
B
C1
直流电感取值不当的坏处
过大 过小 母线电容的纹波电流 带恒功率负载时，容 过大，产生较大损耗， 易出现振荡 缩短电容寿命 电抗器压降过大，直 流母线电压偏低
功率因数降低
较高的THD
直流电抗器与系统稳定性
带恒功率负载时，等效电路传递函数 的特征方程为
R P 1 O _ DC DC s s 2 LDC C V LDC C DC DC DC
直流电抗器选型
直流电抗器选型
直流电抗器的感值过大或过小，都会 导致不好的后果。
L1
k k k
T1
g a
T2
g a
T3
g a
A
+
Controlled Current Source
s
C
-P Load D1 D2 D3
+ v -
Three-Phase Source
Divide
Voltage Measurement
Kf KB
整流器损耗计算
二极管模型
二极 管可近似 等效为一 个直流电 压源与一 个电阻串 联的模型。
整流器的损耗
由于采用工频整流，因此开关损耗相 对导通损耗而言很小，主要考虑导通损耗。
2 Ploss _ arm VTO I AV _ Re c I RMS _ Re c r T
2
RDC PO _ DC 1 2 VDC
0
式中，RDC为整流滤波回路上的直流等 效电阻，LDC为直流电感，VDC为直流母线 电压的平均值。
直流电抗器与系统稳定性
一般地，有
RDC PO _ DC VDC
2
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。
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。
变频器功率器件损耗计算
vo 2V0 sin(t )
(
V
/
2
v
)
d
(
v
(
V
/
2
))(
1
d
)
dc
o
IGBT
o
dc
IGBT
1
d
1
m
sin(
t
)
IGBT
2
2V 0
m
V dc / 2
IGBT模块损耗计算(两电平)
•
IGBT通态损耗计算
Pfw
T
1
=
2π
π
0
[VCE 0 + rCE ∙ I p sin t ] ∙ I p sin t ∙
应的点(VF2,IF2)，由此可得
进一步求得
rF
VF1 VF2
IF1 IF2
V
V
r
IF1
F
0
F
1
F
IGBT模块损耗计算
Lin
Ldc
Lout
R
U
S
V
T
W
IGBT模块损耗计算
•
IGBT模块损耗构成
IGBT通态损耗：
IGBT开关损耗：
Pfw /T
1
=
T
T
0
VCE (t) ∙ iC (t)dt
1
二极管通态损耗
IGBT和二极管的开关损耗与SPWM调制相同。
2
I
I
1I
p
p
p1 2 1
2
P
功率器件损耗计算
功率器件损耗计算于两个方面：器件内部和器件外部。
器件工作时所耗散的功率要通过发热形式耗散出去。
若器件的散热能力有限，则功率的耗散就会造成器件内部芯片有源区温度上升及结温升高，使得器件可靠性降低，无法安全正常工作。
在实际应用中，为了保证某些重要功率器件，在这些器件上使用散热器来控制其的工作温升。
功率器件常用的散热方式是使用散热器。
散热器设计的选用主要依靠功率器件的损耗发热量。
在计算出损耗量的前提下，对散热器的各个参数进行设计。
在开关电源系统中功率器件有7 个IGBT 和2 个整流桥，其损耗量计算如下：IGBT 的散热器有两组：其中U1、U2、U3 为一组，U4、U5、U6、U7 为一组。
U1、U2、U3 损耗：流过电流Io=228A工作电压Vcc=620V工作频率fc=3kHZ其它计算参数由CM600DU-24NFH 提供的参数表查得;通过CM600DU-24NFH 自带损耗计算软件可算得一个IGBT 模块的损耗量，如下图：由计算结果可知：P1=389.51WPo=3 乘以P1=3 乘以389.51=1168.53WU4、U5、U6、U7 损耗：流过电流Io=114A工作电压Vcc=620V工作频率fc=20kHZ其它计算参数由CM600DU-24NFH 提供的参数表查得;通过CM600DU-24NFH 自带损耗计算软件可算得一个IGBT 模块的损耗量，如下图：由计算结果可知：P1=476.82WPo=4 乘以P1=4 乘以476.82=1907.28W整流桥D1、D2 损耗计算整流桥是由四个二极管构成，主要的损耗来自二极管PN 结。
二极管的损耗包括正向导通损耗、反向恢复损耗和断态损耗。
肖特级二极管的反向时间很短，反向损耗可以忽略不计。
一般来说，二极管的截止损耗在总功耗中所占的比例很小，可以忽略不计。
在实际应用中，只考虑其的正向导通损耗。
二极管的正向导通损耗可由下式求出：v L@--防复制原创安全保护系统a),S #$`Pdiode.F=VFIFd@_bo]Kpqq]--cn-pereMHUhp|=式中VF DD 二极管正向导通压降; ujOn?€}4--防复制原创安全保护系统w Yu5 4I+IF DD 二极管的正向导通电流; |W+)w F--未经许可，禁止转载Hinwl N])dDD 二极管工作的占空比根据查SKKE 310F 参数可知：VF = 2.1 V IF=400 A d = 0.25由此可得单个二极管的损耗Pdiode.FPdiode.F=VFIFd=2.1V 乘以400A 乘以0.25=210W整流桥中的四个上二极管是交替工作的,每次工作是只有两个,所以整流桥的损耗为二极管的两倍，则：P=2 乘以Po=2 乘以210W=420W整个开关电源系统中共有两个整流桥同时工作，它们共有一个散热器进行散热。
功率半导体元件的损耗计算分析方法
影响IGBT的损耗的损耗的因 素
导通损耗主要由以下因素决定 - 导通电流（输出特性曲线VCE=f(IC)确定） - Duty Cycles 开关损耗主要由以下因素决定 - 导通电流 - DC 关断电压 - 开关频率
相关概念
IGBT和DIODE输出特性曲线
VCE (t ) = VCE 0 + K * I CE (t )
VF (t ) = VF 0 + K * I F (t ) − −方法一
相关概念—IGBT损耗分布
IGBT总损耗
导通损耗
开关损耗
驱动损耗
开通损耗
关断损耗
Ptot / T = Pon / T + Pswon / T + Pswoff / T
F 0
F
(t )dt
DIODE的损耗—关断损耗
关断损耗主要与二极管的反向恢复电流有 关. 求得二极管平均电流,作为IF, VD为反 向恢复电压. 反向恢复电流与VD的积分为 二极管的关断损耗.
热阻分析
Ploss
Rthjunction-case Rthcase-sink Rthsink-ambient Ta
DIODE的损耗—导通损耗
第四步，根据DIODE电流波形函数，及 DIODE的输出阻抗特性计算导通损耗。
VF (t ) = VF 0 + K * I F (t ) − −方法一
VF (t ) = VF (I F (t )) − −方法二
Pon _ loss
1 = Tbf
Tbf / 2
∫ V (t ) * I
讨论题目
分析两电平逆变的主要开关管的损耗,列出 分析思路,并指出温升实验时的最大允许温 度. 分析三电平逆变的主要开关管的损耗,列出 分析思路,并指出温升实验时的最大允许温 度. 分析影响开关管损耗的主要因素
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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 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。
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。