逆变器的磁芯选择-美磁讲座
磁芯的选型(自动化专业--工程实践必备)
运动控制系统作业1. 忽略定子电阻的影响,讨论定子电压空间矢量s u 与定子磁链s ψ的关系。
当三相电压AO u 、BO u 、CO u 为正弦对称时，写出电压空间矢量s u 与定子磁链s ψ的表达式，画出各自的运动轨迹。
2. 两电平PWM 逆变器主回路的输出电压矢量是有有限的，若期望输出电压矢量s u 的幅值小于d U 32，空间角度θ任意，如何用有限的PWM 逆变器输出电压矢量来逼近期望的? 3. 按磁动势等效、功率相等的原则，三相坐标系变换到两相静止坐标系的变换矩阵为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=23-23121-21-13223C现有三相正弦对称电流)sin(t I i m A ω=，)32sin(πω+=t I i m B ，)32sin(πω+=t I i m C ，求变换后两相静止坐标系中的电流αs i 和βs i ，分析两相电流的基本特征与三相电流的关系。
4. 笼型异步电动机铭牌数据为：额定功率kW 3=N P ，额定电压V 083=N U ，额定电流A 9.6=N I ，额定转速min r 1400=N n ，额定频率Hz 50=N f ，定子绕组Y 联结。
由实验测得定子电阻Ω=85.1s R ，转子电阻Ω=658.2r R ，定子自感H 294.0=s L ，转子自感H 2898.0=r L ，定、转子互感H 2838.0=m L ，转子参数已折合到定子侧，系统的转动惯量2m kg 1284.0⋅=J ，电动机稳定运行在额定工作状态，试求转子磁链r ψ和按转子磁链定向的定子电流两个分量sm i 、st i 。
提示：（不需抄题） 1-3题为简答题；4题中需用到的主要公式为： 额定转差率121n n n s N -=额定转差N N N sN f s s πωω21==电流矢量幅值m st sm s I i i i 2322=+=按转子磁链定向的动态模型sm rm r r r i T L T dt d +-=ψψ1rr stm s T i L ψω=其中稳定运行时，0=dtd rψ，故sm m r i L =ψ《现代控制理论》实验指导书实验设备PC 计算机1台（要求P4-1.8G 以上），MATLAB6.X 软件1套。
磁性器件中磁芯的选用及设计
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，不同的器件对材料的性能要求各不相同。
其中常用软磁器件的有：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、尖峰信号抑制器等。
本文仅以高频功率变压器与脉冲变压器对磁芯材料的不同要求做阐述。
(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=KfNBSI×10-6T=hcPc+hWPW其中，P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；Pc为铁损；PW为铜损；hc和hW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，新晨阳电容电感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Bm和剩磁 Br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，也称储能变压器，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Bm值或电感量L，另一个是工作磁场Hm或工作电流I，储能W=1/2LI2。
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。
对于工作在±Bm之间的变压器来说，要求其磁滞回线的面积，特别是在高频下的回线面积要小，同时为降低空载损耗、减小励磁电流，应有高磁导率，最合适的为封闭式环形铁芯，这种铁芯用于双端或全桥式工作状态的器件中。
磁芯种类和AP法选磁芯及磁现象_电生磁__磁生电_电动机
磁芯分为铁氧体磁芯和合金类磁芯铁氧体磁芯（常用的）：锰锌系列，镍锌系列合金类磁芯：铁粉芯，钼坡莫合金（不常见）铁氧体磁芯锰锌系镍锌系组成71%，MnO 20%，其他为ZnO50%，NiO 24%，其他为ZnO特点电阻率高（10omh-cm）铁芯损耗低居里温度高电阻率高（omh-cm）铁芯损耗较锰锌系高工作频率高居里温度高形状EE,ER,EI,PQ,RM,POT DR,R,环形用途功率变压器，EMI共模滤波器，储能电感常模滤波器，储能电感合金类磁芯硅钢片铁粉芯铁硅铝合金铁镍合金钼坡莫合金组成硅,钢极细的铁粉和有机材料粘合铝6%，硅9%，铁85%组合成镍50%，铁50%组合而成钼2%，铁17%，镍81%组成特点极高的磁导率（μ约60000）很高的饱和磁通密度（0.6T~1.9T）电阻率非常低（取决于硅含量），故使用频率不高成本低廉磁导率在10~75之间低成本铁芯损耗很高磁导率在26~125之间成本中等铁芯损耗低饱和磁通密度高于铁硅铝合金成本高于铁硅铝合金铁芯损耗于铁硅铝合金和铁粉芯之间磁导率在14~550之间饱和磁通密度最高成本最高铁芯损耗最低，稳定性最好型式片状或带状以及加工后的O型，R型等EE，ER，环形等环形环形环形根据变压器用途选磁芯：PQ功率磁芯：功率传输变压器，开关电源变压器，滤波电感器，宽频及脉冲变压器，转换电源变压器主要材质：TP3，TP4EP型高导磁芯：主要用于滤波器波形整理，消除杂波，使视频清晰或音频保真根据工作频率，功率大小，电感量大小，安装空间选择磁芯：根据工作频率选择磁芯适用的工作频率范围TP3材质温度升高，功率呈下降趋势，中心工作频率25KHz—200KHzTP4材质中心工作频率在200KHz—300KHzTH7，TH10,TH12材质中心工作频率小于150KHz根据功率大小选择磁芯小于5W可用磁芯ER9.5，ER11.5,EE8.3，EE10，EE13，EP7，EP10，RM4，UI19.8，URS7 5—10W可用磁芯ER20，EE19，RM5，GU14，EI22，EF16，EP13，UI11.510—20W可用磁芯ER25，EE20，EE25，RM6，GU18，EF2020—50W可用磁芯ER28，EI28，EE28，EE30，EF25，RM8,GU22,PQ20系列,EFD20 50—100W可用磁芯ER35，ETD34，EE35，EI35，EF30，RM10，GU30，PQ26系列100—200W可用磁芯ER40，ER42，EI40，RM12，GU36，PQ32系列200—500W可用磁芯ER49，EC53，EE42，EE55，RM14，GU42，PQ35系列，PQ40系列，UU66 500W以上可用磁芯ER70，EE65，EE85，GU59，PQ50系列，UU80，UU93根据滤波器电感量大小：AL=（L/）*1000000（）（准确的说法是叫电感系数，他是为了便于开关电源的匝数引入的，(N*N=Lp/Al 其中N为线圈的匝数,Lp为线圈的电感量,Al为电感系数)一般手册上给的是1匝线圈的电感量,有的给出的是1000的电感量.1mH=1000uH 1uH=1nH ，nH(纳亨)（不常用）UU型磁芯1300—6000EP型磁芯5000—12000ET,FT型磁芯1500—9000EE型磁芯1500—13000磁芯结构的选择：选择时要尽量降低漏磁和漏感，增加线圈散热面积，有利于屏蔽，线圈绕线容易，装配接线方便。
磁芯选择指南
磁芯选择指南来源:网络更新时间：2009-12-14点击数： 1高频变压器设计时选择磁芯的两种方法来源:网络 更新时间：2008-11-5 8:06:32 点击数：42在高频变压器设计时，首先遇到的问题，便是选择能够满闵杓埔蠛褪褂靡蟮拇判尽?lt;BR>通常可以采取下面介绍的两种方法：面积乘积法和几何尺寸参数法。
这两种方法的区别在于：面积乘积法是把导线的电流密度作为设计参数，几何尺寸参数法则是把绕组线圈的损耗，即铜损作为设计参数。
1 面积乘积法这里讲的面积乘积。
是指磁芯的可绕线的窗口面积和磁芯的截面积，这两个面积的乘积。
表示形式为WaAe ，有些讲义和书本上简写为Ap ，单位为。
根据法拉第定律，我们有：窗口面积利用情况有：KWα=NAw变压器有初级、次级两个绕组。
因此有：KWα=2NAw或0.5KWα=NAw我们知道：Aw=而电流有效值I=Ip得到以下关系式：0.5KWα=即：于是就有如下式：由于：EδIp=Pi 又有：Pi=最后得到如下公式：这个公式适用于单端变压器，如正激式和反激式。
δ＜0.5，Bm-T,K-0.3～0.4，η-0.8～0.9,J-A/。
推挽式的公式则为：半桥式的公式则为：这里的δ＞0.5，例如0.8～0.9。
单端变压器如正激式和反激式：Bm=△B=Bs-Br。
双端变压器如推挽式、半桥式和桥式：Bm=2Bpk。
全桥式公式与推挽式相同，但δ＞0.5，例如0.8～0.9。
在J=400A/，K=0.4，η=0.8，δ=0.4（单端变压器），δ=0.8（双端变压器）。
公式简化如下：（单端变压器）（推挽式）（半桥式和桥式）2 几何尺寸参数法这个方法是把绕组线圈的损耗，即铜损作为设计参数。
因此，公式正是由计算绕组线圈的铜损的公式演变而来的。
变压器有两个绕组这里为初级绕组电阻，为次级绕组电阻。
由于因此每个绕组各占一半窗口面积，全部绕组线圈的铜损的公式：来源:网络 更新时间：2008-11-5 8:06:32 点击数：42变换两个参数的位置，公式变成：初级安匝与次级安匝相等的关系，以及电流有效值同峰值的关系。
ap法选择变压器的磁芯的原理
ap法选择变压器的磁芯的原理以ap法选择变压器的磁芯的原理为标题，写一篇文章。
变压器是电力系统中常用的电力设备，用于改变交流电压。
而变压器的磁芯是变压器中至关重要的部分，它起着传导磁场和集中磁能的作用。
为了选择合适的磁芯材料和磁芯形状，我们可以采用ap 法进行分析和设计。
ap法是一种常用的变压器磁芯设计方法，它的原理基于磁芯的性能和效率。
通过ap法，我们可以确定最佳的磁芯材料、磁芯形状和磁芯尺寸，以提高变压器的效率和性能。
我们需要了解磁芯材料的特性。
常见的磁芯材料有硅钢片、铁氧体和氢氧化铁等。
硅钢片具有低磁导率和低磁滞损耗的特点，适用于低频变压器；铁氧体具有高磁导率和高磁饱和磁感应强度的特点，适用于高频变压器；氢氧化铁具有较高的磁导率和低磁滞损耗，适用于中频变压器。
根据变压器的工作频率和性能要求，我们可以选择合适的磁芯材料。
我们需要考虑磁芯的形状。
常见的磁芯形状有E型、I型、U型和L 型等。
不同形状的磁芯对于磁场的传导和集中磁能有不同的效果。
E 型磁芯具有较好的磁场传导性能，适用于高效率的变压器；I型磁芯则适用于高频变压器，具有较好的磁通密度；U型和L型磁芯则适用于特殊形状的变压器。
根据变压器的工作条件和性能要求，我们可以选择合适的磁芯形状。
我们需要确定磁芯的尺寸。
磁芯的尺寸决定了磁芯的磁感应强度和磁能存储量。
通过ap法，我们可以根据变压器的功率和工作频率，计算出合适的磁芯尺寸。
同时，磁芯的尺寸也受到变压器的散热和机械强度要求的限制。
在进行磁芯选择时，我们还需要考虑磁芯的损耗和成本。
磁芯的损耗包括磁滞损耗和涡流损耗，应尽量降低；磁芯的成本也应在可接受范围内。
因此，在ap法选择磁芯时，我们需要综合考虑磁芯的性能、效率、成本和可行性等因素。
ap法是一种常用的变压器磁芯选择方法，通过分析和设计，可以确定合适的磁芯材料、磁芯形状和磁芯尺寸，以提高变压器的效率和性能。
在进行磁芯选择时，我们需要考虑磁芯的特性、形状、尺寸、损耗和成本等因素，并进行综合评估和比较。
变压器磁芯参数详解
变压器磁芯参数详解
变压器磁芯参数是指变压器磁路中磁芯的一些关键性能指标，这些参数对于变压器的性能和工作特性具有重要的影响。
1. 磁导率：磁导率是磁芯材料的重要参数，表示磁芯材料导磁能力的大小。
磁导率越大，磁芯的导磁能力越强，使得变压器的磁通密度更高，减小磁损耗和漏磁，提高变压器的能效。
2. 饱和磁通密度：饱和磁通密度是指磁芯材料在磁场作用下达到饱和状态时磁通密度的大小。
饱和磁通密度越大，变压器的磁芯体积可以更小，但过大的饱和磁通密度会导致变压器的饱和磁导率降低，影响电能传递效果和能效。
3. 矩形系数：矩形系数是指变压器磁芯的截面矩形的长宽比。
矩形系数越大，变压器的短路阻抗越大，对短路电流的耐受能力越强。
4. 损耗系数：损耗系数是指变压器磁芯的损耗与铁损耗的比值。
损耗系数越小，变压器的铁损耗越小，能效越高。
5. 铜损耗系数：铜损耗系数是指变压器铜线的损耗与铜损耗的比值。
铜损耗系数越小，变压器的铜损耗越小，能效越高。
这些参数可以根据变压器的应用需求和设计要求进行优化和选取，以提高变压器的效率和可靠性。
美磁磁芯选型 流程图
直流磁化力：
由直流磁化力得出最低的初始磁导率系数 S
计算修正后的匝数 N： N = N / S 重新计算直流磁化力， 由此得出新的初始磁导率系数 S
N
S ≥ 0.5 计算所需的窗口面积： W = π ×( )2 ×N×n
假定一种材料的组合（形状确定） 假定一种材料
计算标称电感： AL =
4������μAe Le ×10
μ ：相对磁导率
计算最低标称电感： Al (nH/������ 2 ) = AL（1-B%） 计算电感量为 L (mH)时所需的匝数 N: N=
������×10 6 ������������ ������ ������ ������ ������
非组合磁芯：
计算 I = ? , L=? , L ������ 2 = ?
假定一种材料
在该材料的型号选择表中，找到与 L ������ 2 对应的型号（AL ，Le ，Wa 确定）
计算最低标称电感： Al (nH/������ 2 ) = AL（1-B%） 计算电感量为 L (mH)时所需的匝数 N: N=
I J π ×( )2
������ 2
Y
������
6.62k f
N
选型成功
W≤0.4Wa
Y
调整 d , n ,使 W 减小
如果调整 d,n 的方法仍然不能使 W≤0.4Wa，就要
由温度，直流磁化力得出最低的初始磁导率系数 S
计算修正后的匝数 N： N = N / S 重新计算直流磁化力， 由此得出新的初始磁导率系数 S
N
S ≥ 0.5 计算所需的窗口面积： W = π ×( 2 )2 ×N×n 计算股数 d : d = 2× 趋肤深度 = 2 × 计算股数 n：n=
艾默生软磁材料及磁芯选用规范
目的规范公司电磁元件中软磁材料和磁芯的选用，保证我司在电磁元件设计合理地选用软磁材料和磁芯。
2. 适用范围本规范适用于艾默生网络能源有限公司所有产品的电磁元件设计，应用于但不限于电磁元件的设计、工艺审查、试验、测试等活动。
本规范之前的相关标准、规范的内容如与本规范的规定相抵触的，以本规范为准。
3. 规范引用文件3.1 GB/T9637-2001 《电工术语磁性材料与元件》3.2 SJ/T10281-91 《磁性零件有效参数的计算》4. 术语和定义4.1 有效参数effective parameter在以磁性特性为基础计算磁芯的磁特性时，设磁芯被一个理想的环所替代，如果使磁环上绕的匝数与原来磁芯上的线圈匝数相同时，则可得到完全相同的电性能，这个代用环的磁特性和尺寸参数叫有效参数。
如，有效磁路长度Le ，有效横截面积Ae ，有效磁导率μ e 等。
4.2 振幅磁导率amplitude permeability μ a当磁场强度随时间作周期性变化且其平均值为零，并且材料处于指定的磁中性状态时，由磁通密度的峰值和外磁场强度的峰值（两者之一处于规定的幅度）求得的相对磁导率。
4.3 起始磁导率initial permeability μ i当磁场强度趋近于零时的振幅磁导率的极限值。
4.4 增量磁导率initial permeability μΔ当一随时间周期性变化的磁场叠加在指定的静磁场上，并且磁通密度和磁场强度两者之一的振幅为规定值时，由磁通密度峰—谷值求得的相对磁导率。
4.5 磁滞伸缩系数磁性材料磁化状态的变化引起其形状、尺寸改变的现象称为磁致伸缩效应，磁滞伸缩系数为磁性材料伸长或缩短值Δ L 与原长L0之比。
5. 规范内容5.1 软磁材料的选用软磁材料一般是指矫顽力（Hc ）低于800A /m 的铁磁性材料（金属软磁材料）或亚铁磁性材料（铁氧体软磁材料），其最大特征是磁滞回线面积小，磁导率（μ）高而矫顽力（Hc ）低。
磁芯选用
2）磁芯选用①选取磁芯材料和磁芯结构选用R2KB铁氧体材料制成的EE型铁氧体磁芯。
其具有品种多，引线空间大，接线操作方便，价格便宜等优点。
②确定工作磁感应强度BmR2KB软磁铁氧体材料的饱和磁感应强度Bs=0.47T，考虑到高温时Bs会下降，同时为防止合闸瞬间高频变压器饱和，选定Bm=1/3Bs=0.15T。
③计算并确定磁芯型号磁芯的几何截面积S和磁芯的窗口面积Q与输出功率Po存在一定的函数关系。
对于半桥变换器，当脉冲波形近似为方波时为式中：η——效率；j——电流密度，一般取300～500A/cm2；Kc——磁芯的填充系数，对于铁氧体Kc=1；Ku——铜的填充系数，Ku与导线线径及绕制的工艺及绕组数量等有关，一般为0.1～0.5左右。
由厂家手册知，EE55磁芯的S=3.54cm2,Q=3.1042cm2,则SQ=10.9cm4，EE55磁芯的SQ值大于计算值，选定该磁芯。
3)计算原副边绕组匝数按输入电压最低及输出满载的情况（此时占空比最大）来计算原副边绕组匝数，已知Umin=176V经整流滤波后直流输入电压Udmin=1.2×176=211.2V。
对于半桥电路、功率变压器初级绕组上施加的电压等于输入电压的一半,即Upmin=Udmin/2=105.6V，设最大占定比Dmax=0.9，则次级匝数计算时取输出电压最大值Uomax=16V。
次级电路采用全波整流，Us为次级绕组上的感应电压，Uo为输出电压，Uf为整流二极管压降，取1V。
Uz为滤波电感等线路压降，取0.3V，则4）选定导线线径在选用绕组的导线线径时，要考虑导线的集肤效应，一般要求导线线径小于两倍穿透深度，而穿透深度Δ由式（2）决定式中：ω为角频率，ω=2πfs；μ为导线的磁导率，对于铜线相对磁导率μr=1，则μ=μ0×μr=4π×10－7H/m；γ为铜的电导率，γ=58×10－6Ωm；穿透深度Δ的单位为m。
磁芯种类和AP法选磁芯学习资料
磁芯种类和A P法选磁芯磁芯分为铁氧体磁芯和合金类磁芯铁氧体磁芯（常用的）：锰锌系列，镍锌系列合金类磁芯：铁粉芯，钼坡莫合金（不常见）铁氧体磁芯锰锌系镍锌系组成71%，MnO 20%，其他为ZnO50%，NiO 24%，其他为ZnO特点电阻率高（10omh-cm）铁芯损耗低居里温度高电阻率高（omh-cm）铁芯损耗较锰锌系高工作频率高居里温度高形状EE,ER,EI,PQ,RM,POT DR,R,环形用途功率变压器，EMI共模滤波器，储能电感常模滤波器，储能电感合金类磁芯硅钢片铁粉芯铁硅铝合金铁镍合金钼坡莫合金组成硅,钢极细的铁粉和有机材料粘合铝6%，硅9%，铁85%组合成镍50%，铁50%组合而成钼2%，铁17%，镍81%组成特点极高的磁导率（μ约60000）很高的饱和磁通密度（0.6T~1.9T）电阻率非常低（取决于硅含量），故使用频率不高成本低廉磁导率在10~75之间低成本铁芯损耗很高磁导率在26~125之间成本中等铁芯损耗低饱和磁通密度高于铁硅铝合金成本高于铁硅铝合金铁芯损耗于铁硅铝合金和铁粉芯之间磁导率在14~550之间饱和磁通密度最高成本最高铁芯损耗最低，稳定性最好型式片状或带状以及加工后的O型，R型等EE，ER，环形等环形环形环形根据变压器用途选磁芯：PQ功率磁芯：功率传输变压器，开关电源变压器，滤波电感器，宽频及脉冲变压器，转换电源变压器主要材质：TP3，TP4EP型高导磁芯：主要用于滤波器波形整理，消除杂波，使视频清晰或音频保真根据工作频率，功率大小，电感量大小，安装空间选择磁芯：根据工作频率选择磁芯适用的工作频率范围TP3材质温度升高，功率呈下降趋势，中心工作频率25KHz—200KHzTP4材质中心工作频率在200KHz—300KHzTH7，TH10,TH12材质中心工作频率小于150KHz根据功率大小选择磁芯小于5W可用磁芯ER9.5，ER11.5,EE8.3，EE10，EE13，EP7，EP10，RM4，UI19.8，URS7 5—10W可用磁芯ER20，EE19，RM5，GU14，EI22，EF16，EP13，UI11.510—20W可用磁芯ER25，EE20，EE25，RM6，GU18，EF2020—50W可用磁芯ER28，EI28，EE28，EE30，EF25，RM8,GU22,PQ20系列,EFD2050—100W可用磁芯ER35，ETD34，EE35，EI35，EF30，RM10，GU30，PQ26系列100—200W可用磁芯ER40，ER42，EI40，RM12，GU36，PQ32系列200—500W可用磁芯ER49，EC53，EE42，EE55，RM14，GU42，PQ35系列，PQ40系列，UU66 500W以上可用磁芯ER70，EE65，EE85，GU59，PQ50系列，UU80，UU93根据滤波器电感量大小：AL=（L/）*1000000（）（准确的说法是叫电感系数，他是为了便于开关电源的匝数引入的，(N*N=Lp/Al 其中N为线圈的匝数,Lp为线圈的电感量,Al为电感系数)一般手册上给的是1匝线圈的电感量,有的给出的是1000的电感量.1mH=1000uH1uH=1nH ，nH(纳亨)（不常用）磁芯结构的选择：选择时要尽量降低漏磁和漏感，增加线圈散热面积，有利于屏蔽，线圈绕线容易，装配接线方便。
高频磁芯做低频逆变器的原理
高频磁芯做低频逆变器的原理高频磁芯逆变器是一种将高频电能转换成低频电能的电子设备。
其工作原理基于磁芯的磁性特性以及磁场的相互作用。
在高频磁芯逆变器中，磁芯起到储能和传输能量的作用。
磁芯通常是由铁氧体等材料制成，具有高磁导率和低磁阻的特点，能够有效地储存和释放能量。
高频磁芯逆变器工作的基本原理如下：1. 输入电源：高频逆变器的输入电源通常是交流电，通过电源输入端口提供供电。
输入电源经过整流或滤波等处理，将交流电转换为直流电，作为逆变器的输入信号。
2. 控制电路：控制电路通过对输入电源的处理，产生逆变器的工作电压和频率，并控制逆变器的输出电流和功率。
控制电路还可以根据用户的需求进行调节，使得逆变器输出的电能符合要求。
3. 逆变器开关：逆变器开关是逆变器的核心组件，负责将直流电转换为高频交流电。
开关周期性地打开和关闭，通过改变开关的状态来改变输出电压的形态和大小。
4. 磁芯：磁芯是高频磁芯逆变器的关键组成部分，具有高磁导率和低磁阻的特性。
磁芯将输入电源的直流电能储存在磁场中，并转换成高频电能。
磁芯的材料和结构可以影响逆变器的工作效率和性能。
5. 输出电路：输出电路负责将逆变器产生的高频交流电转换为低频交流电，并通过输出端口提供给外部设备。
输出电路需要根据用户的需求进行设计，以保证输出的电能能够满足设备的工作要求。
高频磁芯逆变器的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 蓄能：输入电源经过整流或滤波等处理，将交流电转换为直流电，通过控制电路将直流电能储存在磁芯中的磁场中。
2. 开关状态：逆变器开关周期性地打开和关闭。
在开关打开时，磁芯中的磁场能量被释放，通过输出电路转换为高频交流电。
在开关关闭时，输入电源的直流电能再次储存在磁芯的磁场中。
通过不断重复这个过程，逆变器可以持续地将直流电转换为高频电能。
3. 输出电流调节：控制电路通过控制逆变器的开关状态和频率，调节转换后的高频交流电的幅值和频率。
可以根据用户的需求，调节输出电流和功率，以满足外部设备的工作要求。
变压器设计,磁芯的选择
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实际上如果我们查阅其他厂商的产品说明书就会发现其实可以选择的种类几乎是非常之多并且没有两个厂家会采用完全相同的材料每一种材料的性能也各不一样
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!" 磁芯材料的选择
"们来选择磁芯的材料， 在图 # $ %& ’()*)’+公司提供的目录中， 我们看到可以选 择的材料很多。实际上， 如果我们查阅其他厂商的产品说明书就会发现， 其实可以选择的 种类几乎是非常之多， 并且没有两个厂家会采用完全相同的材料， 每一种材料的性能也各 不一样。如何来选择材料？
磁芯的选择
传输线磁芯的选择(电感知识)作者：mylcq搜集文章来源： 点击数：1114 更新时间：2006-10-18一、电感器的定义。
1.1 电感的定义：电感是导线内通过交流电流时，在导线的内部及其周围产生交变磁通，导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。
当电感中通过直流电流时，其周围只呈现固定的磁力线，不随时间而变化；可是当在线圈中通过交流电流时，其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。
根据法拉弟电磁感应定律－－－磁生电来分析，变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势，此感应电势相当于一个“新电源”。
当形成闭合回路时，此感应电势就要产生感应电流。
由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总量要力图阻止原来磁力线的变化的。
由于原来磁力线变化来源于外加交变电源的变化，故从客观效果看，电感线圈有阻止交流电路中电流变化的特性。
电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性，在电学上取名为“自感应”，通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬间，会发生火花，这就是自感现象产生很高的感应电势所造成的。
总之，当电感线圈接到交流电源上时，线圈内部的磁力线将随电流的交变而时刻在变化着，致使线圈不断产生电磁感应。
这种因线圈本身电流的变化而产生的电动势，称为“自感电动势”。
由此可见，电感量只是一个与线圈的圈数、大小形状和介质有关的一个参量，它是电感线圈惯性的量度而与外加电流无关。
1.2 电感线圈与变压器电感线圈：导线中有电流时，其周围即建立磁场。
通常我们把导线绕成线圈，以增强线圈内部的磁场。
电感线圈就是据此把导线（漆包线、纱包或裸导线）一圈靠一圈（导线间彼此互相绝缘）地绕在绝缘管（绝缘体、铁芯或磁芯）上制成的。
一般情况，电感线圈只有一个绕组。
变压器：电感线圈中流过变化的电流时，不但在自身两端产生感应电压，而且能使附近的线圈中产生感应电压，这一现象叫互感。
两个彼此不连接但又靠近，相互间存在电磁感应的线圈一般叫变压器。
1.3 电感的符号与单位电感符号：L电感单位：亨(H)、毫亨(mH)、微亨(uH)，1H=10^3mH=10^6uH。
磁芯种类和AP法选磁芯
磁芯种类和AP法选磁芯磁芯分为铁氧体磁芯和合金类磁芯铁氧体磁芯（常用的）：锰锌系列，镍锌系列铁氧体磁芯锰锌系镍锌系组成Fe2O371%，MnO 20%，其他为ZnO Fe2O3 50%，NiO 24%，其他为ZnO特点电阻率高（10omh-cm）铁芯损耗低居里温度高电阻率高（107omh-cm）铁芯损耗较锰锌系高工作频率高居里温度高形状EE,ER,EI,PQ,RM,POT DR,R,环形用途功率变压器，EMI共模滤波器，储能电感常模滤波器，储能电感合金类磁芯硅钢片铁粉芯铁硅铝合金铁镍合金钼坡莫合金组成硅,钢极细的铁粉和有机材料粘合铝6%，硅9%，铁85%组合成镍50%，铁50%组合而成钼2%，铁17%，镍81%组成特点极高的磁导率（μ约60000）很高的饱和磁通密度（0.6T~1.9T）电阻率非常低（取决于硅含量），故使用频率不高成本低廉磁导率在10~75之间低成本铁芯损耗很高磁导率在26~125之间成本中等铁芯损耗低饱和磁通密度高于铁硅铝合金成本高于铁硅铝合金铁芯损耗于铁硅铝合金和铁粉芯之间磁导率在14~550之间饱和磁通密度最高成本最高铁芯损耗最低，稳定性最好型式片状或带状以及加工后的O型，R型等EE，ER，环形等环形环形环形根据变压器用途选磁芯：PQ功率磁芯：功率传输变压器，开关电源变压器，滤波电感器，宽频及脉冲变压器，转换电源变压器主要材质：TP3，TP4EP型高导磁芯：主要用于滤波器波形整理，消除杂波，使视频清晰或音频保真根据工作频率选择磁芯适用的工作频率范围TP3材质温度升高，功率呈下降趋势，中心工作频率25KHz—200KHzTP4材质中心工作频率在200KHz—300KHzTH7，TH10,TH12材质中心工作频率小于150KHz根据功率大小选择磁芯小于5W可用磁芯ER9.5，ER11.5,EE8.3，EE10，EE13，EP7，EP10，RM4，UI19.8，URS7 5—10W可用磁芯ER20，EE19，RM5，GU14，EI22，EF16，EP13，UI11.510—20W可用磁芯ER25，EE20，EE25，RM6，GU18，EF2020—50W可用磁芯ER28，EI28，EE28，EE30，EF25，RM8,GU22,PQ20系列,EFD20 50—100W可用磁芯ER35，ETD34，EE35，EI35，EF30，RM10，GU30，PQ26系列100—200W可用磁芯ER40，ER42，EI40，RM12，GU36，PQ32系列200—500W可用磁芯ER49，EC53，EE42，EE55，RM14，GU42，PQ35系列，PQ40系列，UU66 500W以上可用磁芯ER70，EE65，EE85，GU59，PQ50系列，UU80，UU93根据滤波器电感量大小：）AL=（L/N2）*1000000（nHN2（准确的说法是叫电感系数，他是为了便于开关电源的匝数引入的，(N*N=Lp/Al 其中N为线圈的匝数,Lp为线圈的电感量,Al为电感系数)一般手册上给的是1匝线圈的电感量,有的给出的是1000的电感量.1mH=1000uH 1uH=1nH ，nH(纳亨)（不常用）UU型磁芯1300—6000EP型磁芯5000—12000ET,FT型磁芯1500—9000EE型磁芯1500—13000磁芯结构的选择：选择时要尽量降低漏磁和漏感，增加线圈散热面积，有利于屏蔽，线圈绕线容易，装配接线方便。
种形状的磁芯优缺点大总结
EP型高导磁芯
具有磁屏蔽效果好、分布电容小、传输衰耗低、电感量高、漏感小、磁场分布均匀等优点，且骨架配有多路接头，易设计多路输出变压器。
用途：宽应用于程控交换机终端和精密电子设备等领域。
RM型高导磁芯
磁屏蔽效果好，抗干扰能力强，感量系数高，漏磁小，骨架备有多路引脚，可设计多路输出变 压器，可高密度安装。但散热较差，安规成本较高。
RM型功率磁芯
磁屏蔽效果好，抗干扰能力强，漏磁小，分布电容低，骨架备有多路引脚，可设计多路输出变 压器，可高密度安装。但散热较差，安规成本较高。
辅助功率变压器、驱动变压器、宽带变压器、载波滤波器、高稳定性滤波器。主要应用于载波通讯、网络、数字、电视、电子仪器等领域。
PM功率磁芯
漏磁小，损耗低，功率大，分布电容小。
体积小、感抗高、绕线方便、磁屏蔽及散热效果均衡。
载波滤波器、高灵敏度感应器、高效率传感器、电源转换变压器等。
PQ功率磁芯
损耗小，温升低，抗干扰性能好，形状合理，功率范围大（50W-1000W），能有效减少安装体积，备有多个引脚，绕制接线方便。组装成本低，易满足安规要求，但标准化较难。
主功率变压器、驱动变压器、平滑扼流圈、辅助功率变压器。主要应用于网络、通讯、电源、电器设备、医疗等领域。
用途：主变压器,推动变压器。主要应用于超声波清洗，激光设备等领域。
U型高导磁芯
特点：具有阻抗偏差小，输出电流大，感量高，可抑制高次谐波等特点。
用途：滤波共模变压器。广泛应用于彩电，计算机，显示器等电子设备。
ET、FT型高导磁芯
杂散电容小、纹波系数低、漏磁少、电感高。
用途：彩电、显示器、计算机、可视电话、对讲等
如何选取磁粉芯材料
如何选取磁粉芯材料预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制在功率电感和扼流圈设计中怎样选取粉芯（分布式气隙）材料简介：本应用指南给出了粉芯材料（MPP,Sendust，Kool Mu，High Flux以及Iron Powder）在电感，扼流圈以及滤波器的设计中的选型和优化。
具体选择何种材料取决于以下具体的应用情况：1）电感中通过的直流偏置电流大小。
2）环境温度和允许的温升。
目前的应用环境温度超过100℃已经非常普遍。
3）尺寸约束和焊接方法（表面贴装或者通孔插装）4）成本考虑：铁粉芯最便宜，MPP最贵。
5）磁芯电气性能随温度变化的稳定性。
6）磁芯材料的可选择性。
比如：微晶公司铁粉芯主要为#26和#52材料，而MPP最常用的材料为磁导率为125的材料。
随着近年来铁磁技术的飞速发展，工程师设计优化时的材料可选择性大大提高。
对于开关电源、电感、扼流圈以及滤波器设计方面，最常用的材料包括MPP(钼坡莫合金)，High Flux （高磁通磁芯），Sendust（铁硅铝）以及铁粉芯磁芯。
针对不同的应用场合，每种材料都有各自的特点。
粉芯磁芯的主要生产厂家如下：1）美国微晶公司主要生产铁粉芯。
目前只有该公司的铁粉芯具有很高的热稳定性。
2）美国Magnetic公司以及Arnold公司，CSC公司，T/T电子公司生产MPP,Sendust(Kool Mu)以及High Flux磁芯。
3）日本TDK,T okin，Toho生产Sendust磁芯。
粉芯材料磁芯是由高磁导率材料经过研磨或者喷雾造粒形成粉末，磁芯的磁导率取决于高磁导率材料微粒的尺寸和密度大小。
调整微粒的尺寸和密度可以得到不同磁导率的磁芯。
微粒尺寸越小，磁芯磁导率越小，直流偏置特性越好，但是成本更高。
粉末微粒之间彼此绝缘，因此磁芯固有的分布气隙具有更好的储能能力，特别适合在储能电感中应用。
粉芯的分布式气隙特性确保能量储存在整个磁芯体中。
30多种磁芯优缺点对比!
30多种磁芯优缺点对比！
30多种磁芯优缺点对比！
EE、EEL、EF型功率磁芯
特点：引线空间大，绕制接线方便。
适用范围广、工作频率高、工作电压范围宽、输出功率大、热稳定性能好。
用途：广泛应用于程控交换机电源、液晶显示屏电源、大功率UPS逆变器电源、计算机电源、节能灯等领域。
EI型功率磁芯
特点：结构紧凑、体积小、工作频率高、工作电压范围广、气隙在线圈顶端耦合紧、损耗低。
损耗与温度成负相关，可防止温度的持续上升。
用途：电源转换变压器及扼流圈、DVD电源、照相机闪光灯、通讯设备及其它电子设备。
PEE、PEI功率磁芯
ER功率磁芯
特点：耦合位置好，中柱为圆形,便于绕线且绕线面积增大,可设计功率大而漏感小的变压器。
用途：开关电源变压器,脉冲变压器,电子镇流器等。
ETD型功率磁芯
特点：中柱为圆形,绕制接线方便且绕线面积增大,可设计出功率大且漏感小的变压器。
其他如组装成本，安规成本，电磁屏蔽，标准化难易等各方面都很出色。
用途：开关电源，传输变压器，电子镇流器。
广泛应用于家电、通讯、照明、医疗设备、办公自动化、军品、OA设备、电子仪器、航空航天等领域。
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磁性材料选择
最佳直流偏置 矽钢片/硅钢片 非晶带材 铁硅 高磁通 最佳交流损耗 铁氧体 MPP 非晶带材 铁硅铝 最佳成本 铁氧体 铁粉芯 铁硅铝 铁硅 温度稳定性佳 铁硅铝, 高磁通, MPP
软饱和，无气隙扩散磁通损耗 铁硅铝, 高磁通, MPP, 铁硅
磁粉芯的选择
•钼坡莫 (MPP) •高磁通 •铁硅铝 •铁硅
磁粉芯和铁氧体比较
磁粉芯和铁氧体比较
磁粉芯和铁氧体比较
• EMI Interference: Radiated EMI from the discrete bulky air gap. • Fringing Losses: Do not occur with Kool Mµ: can be excessive with gapped ferrites at high power applications.
磁粉芯的结构
粉末磁芯是由加入绝缘材料的粉末合金材料通过高压 压制而成。合金颗粒间的分布式气隙改变了磁性材 料的性质。
高磁导率合金材料
磁导率接近1的绝缘材料
Microscopic View
钼坡莫 (MPP)
•79% 镍, 17% 铁, 4% 钼 •磁芯损耗在所有粉末磁芯材料中最低 •高达750mT的饱和磁通量 •软饱和 •高温性能稳定 •频率响应范围高达兆赫 •十种不同磁导率 可供选择(14µ, 26µ, 60µ, 125µ, 147µ, 160u, 173µ, 200µ, 300µ, 550µ) •环形磁芯 (高压压制) •30个不同尺寸可供选择 (外径: 3.56 mm - 165mm) •E型和U型磁芯可供定制，成本较高。
1
kH z
30 20 kH kH z z 10 kH 5 z kH z
10 0
kH z
磁粉芯材料总结
铁硅铝 磁导率 磁芯损耗 磁导率vs直流偏置 饱和磁通密度(高斯) 镍含量 相对成本 26-125 低 好 10,500 0 低 钼坡莫 MPP 14-550 最低 较好 7,500 80% 高 高磁通 14-160 适中 最好 15,000 50% 中 铁硅 60 适中 最好 16,000 0 较低
升压电路和EMI滤波器电路中的电感需要具有以下特性：
•提供不饱和情况下的电感的储能 •展现EMI/RMI所需的性能 •提供需求的效率和热稳定性 •最大限度的减少音频噪声 •尽可能缩小体积，降低成本
逆变器的应用
在逆变器中，铁芯一般都会用在升压及交流EMC 滤波器电感上，不同的磁材、规格及型状对逆变 器整体的操作和表现有不同程度的变化和影响。 现在市场上有各式各样材料给用家去选择，到底 怎样去找最完美的磁材来用在逆变器呢？
铁硅铝频率特性
铁硅铝直流偏置
铁硅铝磁芯损耗
26u & 40u 60u, 75u, 90u & 125u
铁硅
• • • • • • • • 6.5% 硅铁粉末促成 现在只有环形磁芯可供选择 尺寸可供选择（外径: 20.3mm – 77.8mm） 60µ 磁导率提供 最高的饱和磁通密度(Bsat = 1600mT) 分布式气隙实现软饱和 磁芯损耗高于高磁通磁芯但低于铁粉芯 真正的高温材料 (无热老化现象)
铁硅铝特大铁芯
铁硅铝特大铁芯
铁硅铝特大铁芯
铁硅铝特大铁芯
铁硅铝特大铁芯
铁硅铝温度特性
0%
-2%
K oolM µ T yp ical µ vs. Tem p.
125
µ
5 90µ 7 µ 60µ
26µ
-4%
-6%
C hange in P erm eability
-8% 25癈 50癈 75癈 100癈 125癈 150癈 175癈 200癈
美磁中文网站
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问与答?? 感谢您的参与!!
铁硅磁芯损耗
Freq. Flux Typ. Loss Density (mw/cm3) Density Kool M (kHz) (mT) High Flux xFlux 20 200 750 350 800 50 200 2000 1200 2650 100 100 1300 850 1850
xFlux Core Losses
逆变器的磁芯使用
主讲人： 美磁公司应用工程师戚威伦
电源网·逆变/大功率研讨会 2011 年 6 月 1 1 日 · 深 圳 投 资 大 厦
大纲
� 逆变器的应用 � 磁性材料的选择 � 磁粉芯特性及比较 � 美磁简介 � 问与答
逆变器的应用
什麼是逆变器?
逆变器又称逆变电源，是一种电源转换装置，可将 直流电转换成交流电或不同类型的交流电。 由於逆 变器有着广泛的用途，不同的领域会使用不同的直 流输入电压。 24VDC 适合电信、航海，绿能(如太阳能) 等 48VDC 和 60VDC 适合通信固定和移动网，IT业等 110VDC 和 220VDC 适合工业、电力、铁路等
铁硅铝
•铁，硅，铝成分 •相当高的的饱和磁导率 (1050mT) •磁芯损耗低于铁粉芯和高磁通磁芯 •低磁致伸缩 (低噪) •低成本储能材料 •无热老化 •铁粉芯替代材料 •高温性能稳定
铁硅铝
环形: •34个不同尺寸可供选择 (外径: 3.56 mm – 166.5mm) •六种磁导率可供选择（ 26μ ， 40μ ， 60μ ， 75 μ ， 90μ ， 125μ ） E 型: •四种磁导率可供选择(26µ, 40µ, 60µ & 90µ) •14个不同尺寸可供选择(1808 - 8044)
美磁公司简介
• 成立于1949年，美磁致力于软磁磁芯的研究开发，制造及 销售逾60年，MAGNETICS®已成为全世界电子行业中居 领先地位的一级磁芯品牌。生产的高质量磁芯包含粉末磁 芯（磁粉芯），锰锌铁氧体，及绕带磁芯。 • 总部设于美国宾州匹兹堡市，除了仍然保有工厂及货仓在 北美地区，主力工厂成功转移至中国厦门。位于香港的全 球物流配送中心，以及国际销售处和客服中心，大大提高 美磁产品的竞争力，缩短交期， 并提供更完善的售后服 务。
铁硅铝方块铁芯
铁硅铝方块铁芯
铁硅铝方块铁芯
铁硅铝特大铁芯
E 型: •仅有 26µ 磁导率提供 •由四个U型磁芯组装而成 •三种不同尺寸可供选择 (LE130 – LE160) 跑道型: •仅有 26µ 磁导率提供 •由四个弓形和I型磁芯组装而成 •两种不同尺寸可供选择 (O.D.: 102mm & 133mm)
逆变器的应用
两种技术:
•独立或单体逆变器，应用范围从300到60KVA (单相或三相) •并联逆变器利用开关模式PWM技术的概念，一般功 率都在几佰VA，如需要更大功率，可以用并联模式 来达到目标功率
逆变器的应用
直流 输入
滤波器
升压 Boost
逆变桥
交流 EMC 滤波器
交流 输出
逆变器方块图
逆变器的应用
磁粉芯和铁粉芯比较
对比与铁粉芯，铁硅铝可提供相似的直流偏置曲线。
பைடு நூலகம்粉芯和铁粉芯比较
除了承受直流偏置，当开关稳压电感遇到交流电流（一般在10 kHz to 300 kHz），会产生高频磁场，造成磁芯损耗和磁芯升温。然而铁 硅铝磁芯可以有效减小此类现象的影响，从而使电感提供更高的效率 和更低的运行温度。
磁粉芯和铁氧体比较
• 软饱和: 铁氧体的设计必须保证在滚降曲线前段平坦的安全区域。而粉末磁芯 （例如铁硅铝）可利用材料可控的部分滚降范围进行设计。 • 磁通容量:粉末磁芯拥有两倍于铁氧体的磁通容量 , 在典型50%的滚降点进行 设计，可以有效减小 35%的磁芯尺寸。 • 公差容错: 软饱和曲线的性质使铁硅铝本身拥有更好的容错范围，而开气隙铁 氧体无法达到这一点。
磁粉芯和铁粉芯比较
磁芯损耗：铁硅鋁(Kool Mµ) 的磁芯损耗低於铁粉芯 • 接近零的磁致伸缩：铁硅铝(Kool Mµ)非常适用于消除滤波电感 中的音频噪音 • 无热老化：铁硅铝(Kool Mµ)在制造时没有使用有机粘结剂。因 此,没有任何热老化的问题。所有铁硅铝(Kool Mµ)磁芯都能在200 ℃下连续操作
美磁公司简介
美磁工厂-中国厦门 美磁办事处-香港 美磁物流中心-香港
中国地区服务专线 139-1147-1417
美磁中文网站
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铁硅铝U型铁芯
U 型: •尺寸3112 – 4119 的磁芯可提供三种不同磁导率供选 择(40µ, 60µ, 90µ) •尺寸 5527 – 8038 仅有 磁导率（26µ）提供
铁硅铝方块铁芯
方块型: •四种磁导率可供选择(26µ, 40µ, 60µ & 90µ) •四种尺寸可供选择(B4741 – B8030)
铁硅直流偏置
60 Perm xFlux DC Bias
100.0% 90.0% 80.0% Percent of Initial Perm 70.0% 60.0% 50.0% 40.0% 30.0% 20.0% 10.0% 0.0% 1 10 NI (Amp-turns/cm) 100 1000
xFlux Kool M? (60? High Flux (60u)
10000
Increase in AC Loss with xFlux vs. High Flux 7% 33% 42% vs. Kool M 129% 121% 118%
kH z 50
Core Loss (mW/cm 3 )