常见器件损耗计算讲解学习

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

1102

R 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)

1102

R 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)

1102

R 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 dc

ac

++= )

20(00393.01-+=T f

d x 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：

Ae

N Ldi

dB 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 F

e dB a

f 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 F

e dB a

f P = P Fe 磁芯单位损耗mW/cm 3 dB 工作磁密kG f 工作频率kHz

每升高10℃，损耗近似增加40%；

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：

0.2dB

46

.1

P

P Fe磁芯单位损耗mW/cm3 dB工作磁密kG f工作频率kHz

f

Fe

FeSi粉芯材料损耗公式--损耗与磁导率无关：

MMG CSC DongBu

P=5.92e-06*B1.5085*f0.7701P=1.78*B2.05*f1.535P=2.751*B2.196*f1.352 P=power loss density(mw/cm3)

F/f=frequency(Hertz)

B=flux density(gauss)

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

1102

R 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 dc

ac

++= )

20(00393.01-+=T f

d x 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：

Ae

N Ldi

dB 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：