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进口磁芯首页〉电感设计磁芯选型注意事项

电感设计选型,根据所需的电气规格参数,比如:Peak Inductor Current (A)Vin RMS minVin RMS maxVout DC, f (Hz) – Switching, f (Hz) – Fundamental;再根据尺寸、材质和电感系数选择磁芯。通过这些参数来确定电感需要的磁芯磁通密度和铁损。
接下来,根据Al计算电感和匝数,计算铜损,计算磁通密度和铁损,计算温升。
根据需要重复计算,以使匝数很好地层叠在铁芯上,最终获得良好的耦合和较低的漏感。

  • 磁芯损耗的比例考量

  • 以磁心损耗为主的设计,需首先考虑磁芯材质。
    比如,考虑铁损和铜损各占一半。
    较好的设计是铁损和铜损的比例在20%-80%左右。
    铁损以体积的毫瓦/厘米³表示。铜损以I²x电阻表示。
    特定设计中的纹波电流越大,对于已固定尺寸的铁芯,储能能力就越低。
    纹波电流百分比越大,铁损越大。

  • 为了确保寿命,可能需要以铜损为代价降低铁损,或选用尺寸更大的磁心、较低的磁导率或完全不同的磁芯材质;

  • 注意考虑环境温度影响及热老化因素

  • 假设环境温度为+55°C,则应遵循的良好设计是+40°C或更低的温升。
    这样设计出来的产品更符合安全要求,并符合UL认证规范;
    该设计将有一个内置的安全裕度,可以承受异常过载。
    温度降低25°C将使磁芯的预期寿命提高一个数量级。
    大多数铁粉心的最高环境温度为+55°C或更低。
    一些设计在+70°C的环境下是安全的,前提是考虑到热老化,并且预期寿命达到产品的使用寿命目标。
    磁性部件的温升将设置最高安全环境温度。
    从铜绕组散热比从铁芯材料散热容易得多。
    好的热学数据并不总是很容易获得。
    热电偶和连接的位置对于可靠和可重复的数据至关重要。
    静态空气就是完全没有气流。一个封闭的盒子可能需要3-5个小时才能达到温度平衡。
    不要通过添加强制对流空气来解决过热的磁元件问题而上当受骗。
    对于铁心损耗占主导地位的设计来说,变速风扇可能是致命的。即使在功率降低的情况下,PFC扼流圈仍然具有恒定的铁芯损耗和热量。
    给定磁心材料的导热系数可能会掩盖内部磁心温度比在外表面测量的温度高+5°C+30°C
    铁粉磁芯可以方便地将热电偶放置在磁芯内。在磁芯上钻了一个小直径的孔。将热电偶安装到孔中并粘合到位。
    设计不当和测试不充分的磁心可能会导致磁芯材料热失控。
    在低于10 kHz的频率下,热老化通常不是问题。
    在更高的频率下,涡流损耗变得越来越明显。热老化增加了铁心的涡流损耗。
    在低频下,磁滞损耗是主要损耗,但不受热老化的影响。
    磁芯的体积与材料老化的速度直接相关尺寸较大的磁芯比尺寸较小的磁芯老化的速度更快。

 

 

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