磁环有效参数计算公式
磁性材料术语解释及计算公式
磁性材料术语解释及计算公式磁性材料术语解释及计算公式起始磁导率µi初始磁导率是磁性材料的磁导率(B/H )在磁化曲线始端的极限值,即µi =01µ× H B ?? ()0→?H式中µ0为真空磁导率(m H /7104-?π) ?H 为磁场强度的变化率(A/m )B 为磁感应强度的变化率(T )有效磁导率µe在闭合磁路中,如果漏磁可忽略,可以⽤有效磁导率来表⽰磁芯的性能。
e µ =AeLe N L 20?µ 式中 L 为装有磁芯的线圈的电感量(H )N 为线圈匝数Le 为有效磁路长度(m )Ae 为有效截⾯积 (m 2)饱和磁通密度Bs (T )磁化到饱和状态的磁通密度。
见图1。
HcH图 1剩余磁通密度Br(T)从饱和状态去除磁场后,剩余的磁通密度。
见图1。
矫顽⼒Hc(A/m)从饱和状态去除磁场后,磁芯继续被反向磁场磁化,直⾄磁感应强度减为零,此时的磁场强度称为矫顽⼒。
见图1。
损耗因⼦tanδ损耗系数是磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗三者之和。
tanδ= tanδh + tanδe + tanδr式中tanδh为磁滞损耗系数tanδe为涡流损耗系数tanδr为剩余损耗系数相对损耗因⼦ tanδ/µi⽐损耗因⼦是损耗系数与与磁导率之⽐:tanδ/µi(适⽤于材料)tanδ/µe(适⽤于磁路中含有⽓隙的磁芯)品质因数 Q品质因数为损耗因⼦的倒数: Q = 1/ tan δ温度系数αµ( 1/K)温度系数为T1和T2范围内变化时,每变化1K 相应的磁导率的相对变化量:αµ=112µµ-µ.12T T 1- 式中µ1为温度为T1时的磁导率µ2为温度为T2时的磁导率相对温度系数αµr(1/K)温度系数和磁导率之⽐,即αµr = 2112µµ-µ.12T T 1- 减落系数 DF在恒温条件下,完全退磁的磁芯的磁导率随时间的衰减变化,即 DF = 212 121µ1T T log µµ?- (T2>T1) µ1为退磁后T1分钟的磁导率µ2为退磁后T2分钟的磁导率居⾥温度Tc (℃)在该温度时材料由铁磁性(或亚铁磁)转变为顺磁性,见图2。
磁环电感及饱和磁通计算
mm^2 mm - 匝 uH
r·Ae·N^2 / le r·N·I / le
率:μ 0=4π ×10E-7 磁导率:μ r查产品说明,(请考虑jacki_wang老师的建议,与磁芯工作点和工作磁滞回线范围有关) 积:Ae=(D-d)/ 2,其中D、d分别为内外径
ห้องสมุดไป่ตู้
:le=π ·(D+d)/2
磁环电感及饱和磁通计算
网博ABCCBA
磁环外径 磁环内径 磁环高度 磁环导磁截面积 磁环有效磁路长 磁环芯材磁导率 线圈匝数 环状线圈电感值 D d h A l u N L I B 35.9 22.4 10.5 70.9 91.6 75 4584.9 ↓ 330 mm mm mm mm^2 mm - 匝 uH
70.9 91.6 75 4584.9 ↓ 1533746
磁环电感饱和磁通计算
电感电流 磁通量
↓ 1.60 A 75519 高斯 7.552 特斯拉
L=μ 0·μ r·Ae·N^2 / le B=μ 0·μ r·N·I / le
真空磁导率:μ 0=4π ×10E-7 材料相对磁导率:μ r查产品说明,(请考虑jacki 磁环截面积:Ae=(D-d)/ 2,其中D、d分别为内外 匝数:N 有效磁路:le=π ·(D+d)/2 电流:I (国际单位)
磁环的选型及使用方法
磁环的选型及使用方法最近经常有不少客户问起磁环的选型及使用方法,说下关于一些电器及连接线的电磁干扰,导致通讯设备死机。
磁环的选型及使用方法的问题,为了解决上述的问题,尝试了隔离控制信号和隔离通讯信号,但都以失败告终。
最后采用磁环抑制信号线上的电磁干扰才最终解决了问题。
1、简介吸收磁环,又称铁氧体磁环,简称磁环。
它是电子电路中常用的抗干扰元件,对于高频噪声有很好的抑制作用,一般使用铁氧体材料(Mn-Zn)制成。
这种材料的特点是高频损耗非常大,具有很高的导磁率,最重要的参数为磁导率μ和饱和磁通密度Bs。
磁环较好地解决了电源线,信号线和连接器的高频干扰抑制问题,而且具有使用简单,方便,有效,占用空间不大等一系列优点,用铁氧体抗干扰磁心来抑制电磁干扰(EMI)是经济简便而有效的方法,已广泛应用于计算机等各种军用或民用电子设备。
2、磁环的选型及使用方法(1)关于匝数匝数越多,抑制低频干扰效果越好,抑制高频噪声作用较弱。
实际使用当中磁环匝数要根据干扰电流的频率特点来调整。
当干扰信号频带较宽时,可以在电缆上套两个磁环,每个磁环绕不同的匝数,这样可以同时一种高频干扰和低频干扰。
并不是阻抗越大,对干扰信号的抑制效果越好,因为实际磁环上存在寄生电容,这个寄生电容与电感并联,但遇到高频干扰信号时,这个寄生电容将磁环的电感短路,失去作用。
(2)计算物理部分(磁环酷似空心圆柱):截面积:A = (OD-ID)*HT/2 (cm2)平均(有效)磁路长度:l = (OD-ID)*π*2 / 2 (cm)内部体积:V = A *l (cm3)电磁部分:电感:L = (μ*4π*N2*A*10-2) / l (μH)最大磁通量:B = E * 108 /(N*A)磁力:H = 4*π*N*I/l磁导率:µ = B/H变量解释:OD:磁环外径cmID:磁环内劲cmHT:磁环高度cmI:电流E:电压磁导率也有如下公式:µ=µo*µr(磁环磁导率)其中µo是真空中的磁导率4∏*10-7 H/m, µr= 47 H/m(磁环相对真空的磁导率)一般给的参数为电感系数AL,可以根据公式AL = L / N2来求出电感磁环使用方法:不同频率下磁环有不同的阻抗特性,一般低频是阻抗很小,高频时阻抗急剧升高。
磁芯 磁环的磁导率及计算公式 s
磁芯磁环的磁导率及计算公式洋通电子 nbs磁芯磁环的磁导率及计算公式?2011年02月20日测量单位由于历史的原因,在此手册中采用了CGS制单位,国际制(SI)和CGS制之间的转换可简化于下表2:表2单位转换表在CGS制自由空间磁导率的幅值为1且无量纲。
在SI制自由空间磁导率的幅值为4π×10-7亨/米3.3、电感对于每一个磁芯电感(L)可用所列的电感系数(AL)计算:(14)AL:对1000匝的电感系数 mHN:匝数所以:这里这里L是nH电感也可由相对磁导率确定,磁芯的有效参数见图 10:(15)Ae:有效磁芯面积 cm2:有效磁路长度 cmμ:相对磁导率(无量纲)对于环形功率磁芯,有效面积和磁芯截面积相同。
根据定义和安培定理,有效磁路长度是线圈的安匝数(NI)和从外径到外径穿过磁芯面积的平均磁场强度之比。
有效磁路长度可用安培定理和平均磁场强度给出的公式计算:(16)O.D. :磁芯外径I.D. :磁芯内径电感系数是用单层密绕线圈测量的。
磁通密度和测试频率保持与实际一样低,通常低于40高斯和10KHz或更低。
对于各种磁导率和材料,能用'正常磁导率对磁通密度关系'和'典型磁导率对频率关系'的图形来解释低电平测试的条件。
3.4、磁导率对于每一个磁芯尺寸的电感系数是建立在相对磁导率的增量上的。
在没有直流偏置和低磁通密度时,正常磁导率和增量磁导率是一样的。
增量磁导率随直流偏置一起减小的情况以及"增量磁导率对直流偏置"的曲线如图11所示。
由"增量磁导率对直流偏置" 曲线看到正常磁导率如同峰值磁导率B。
许多设计过程包括选择峰值工作磁通密度去帮助决定磁芯的尺寸。
磁材的饱和磁通密度限制了峰值工作磁通密度或被磁材的损耗所限制。
在选择磁材、工作磁通密度和决定磁芯的尺寸之后,法拉第定理(下面讨论)用于计算匝数N。
最后选择磁导率以满足电感的需要。
磁环选取计算公式
磁环选取计算公式磁环是一种常见的磁性元件,广泛应用于电子、通信、电力等领域。
在磁环的选取过程中,需要根据具体的应用场景和要求,计算出合适的磁环尺寸和参数。
本文将介绍磁环选取的计算公式及其应用。
一、磁环的基本参数在进行磁环选取计算之前,需要了解磁环的基本参数。
磁环的主要参数包括内径、外径、高度、材料、磁导率等。
其中,磁导率是磁环的重要参数之一,它决定了磁环的磁性能。
磁导率的单位是H/m,常见的磁导率有铁氧体、镍锌铁氧体、钴铁氧体等。
二、磁环选取计算公式1. 磁环的磁场强度计算公式磁环的磁场强度是指在磁环内部产生的磁场强度。
磁环的磁场强度计算公式如下:H = (N * I) / L其中,H为磁场强度,单位为A/m;N为磁环匝数;I为磁环电流,单位为A;L为磁环平均磁路长度,单位为m。
2. 磁环的磁通量计算公式磁通量是指磁场通过磁环的总量。
磁环的磁通量计算公式如下:Φ = B * A其中,Φ为磁通量,单位为Wb;B为磁场强度,单位为T;A为磁环的横截面积,单位为m²。
3. 磁环的磁场能量计算公式磁场能量是指磁场在磁环中的能量。
磁环的磁场能量计算公式如下:W = (1/2) * Φ * H其中,W为磁场能量,单位为J;Φ为磁通量,单位为Wb;H为磁场强度,单位为A/m。
4. 磁环的磁场能量密度计算公式磁场能量密度是指单位体积内的磁场能量。
磁环的磁场能量密度计算公式如下:w = W / V其中,w为磁场能量密度,单位为J/m³;W为磁场能量,单位为J;V为磁环的体积,单位为m³。
三、磁环选取计算实例下面以一个具体的磁环选取实例来说明磁环选取计算公式的应用。
假设需要选取一个内径为10mm,外径为20mm,高度为5mm的铁氧体磁环,使其在电流为1A时,产生的磁场强度为1000A/m。
根据上述公式,可以计算出磁环的匝数、磁通量、磁场能量和磁场能量密度。
1. 计算磁环的匝数假设磁环的平均磁路长度为0.02m,根据磁场强度计算公式可得:H = (N * I) / LN = H * L / I = 1000 * 0.02 / 1 = 20因此,磁环的匝数为20。
磁环电子镇流器振荡频率的计算与应用
电子知识振荡频率(2)电子镇流器(95)通常用下列公式计算磁环电子镇流器振荡频率(Hz):f=10000*v/N/k/B/S式中:V 为绕组的驱动电压(V);N 为绕组圈数;K 为系数,矩形波取4.0;B 为磁芯饱和磁通密度(T);S 为磁环有效截面积(cm*cm)。
后三个参数是磁环固有的。
选定了磁环,这三个参数就定了。
问题在于磁环绕组的驱动电压,到底看初级还是次级?我见过的所有引用此公式的文章都说是初级,但都说不清绕组的驱动电压是多少,都是随便设一个。
有设1伏的,也有设2.5伏的。
据此算振荡频率,你信吗?其实,由于初级串有一个大电感,其电压是不确定的。
反倒是次级绕组的驱动电压比较确定。
导通电压三极管0.7伏,场效应管3伏左右,这就是次级绕组的驱动电压。
如果有发射极或漏极电阻,还要加上发射极或漏极电流流过该电阻产生的电压降。
这里电流电压均是指峰值。
计算举例:某三极管磁环电子镇流器,发射极电流0.5安,发射极电阻1欧,磁环次级绕组3圈,磁芯饱和磁通密度0.45特,磁环有效截面积0.1平方厘米。
振荡频率f=10000*(0.7+0.5*1)/3/4/0.45/0.1=22222Hz如果换成场效应管,其它条件不变。
振荡频率f=10000*(3+0.5*1)/3/4/0.45/0.1=64815Hz本计算最有用的结论是:振荡频率与次级圈数成反比,与初级圈数关系不大。
我据此做过实验:1.次级圈数由3圈改为1圈,振荡频率提高约为原来的3倍;2.初级圈数由9圈分别改为4圈或20圈,振荡频率没多大变化。
3.发射极电流或发射极电阻增大,振荡频率提高;发射极电流或发射极电阻减小,振荡频率降低。
IBIS模型是一种基于V/I曲线对I/O BUFFER快速准确建模方法,是反映芯片驱动和接收电气特性一种国际标准,它提供一种标准文件格式来记录如驱动源输出阻抗、上升/下降时间及输入负载等参数,非常适合做振荡和串扰等高频效应计算与仿真。
磁环选取计算公式
磁环选取计算公式磁环选取计算公式是指针对磁环材料的特性和使用环境的要求,通过计算得出磁环的相关参数,包括直径、厚度、磁场强度等,以确保磁环能够满足具体的应用需求。
在实际工程中,磁环选取计算公式常常具有非常重要的作用,能够有效提高磁环的使用效率和可靠性。
下面将介绍磁环选取计算公式的相关参考内容。
1. 磁环的直径计算公式如果已知磁环的材料特性、工作环境和使用条件等参数,我们可以通过以下公式来计算磁环的直径:D = 2 × [(H + Hc) × t] / μ0 × N其中,D表示磁环的直径,H表示工作环境的磁场强度,Hc表示磁环的居里温度,微软表示真空中的磁导率,N表示磁环的匝数,t表示磁环的厚度。
该公式可以帮助我们计算出磁环的直径。
2. 磁环的厚度计算公式在实际应用中,有时需要根据磁场强度的要求,选取更薄或更厚的磁环。
如果已知其他参数,可以通过以下公式来计算磁环的厚度:t = [(H + Hc) × D / (2 × μ0 × N)] - D其中,t表示磁环的厚度,其他参数与上公式类似。
该公式可以帮助我们计算出磁环的厚度。
3. 磁环的容限计算公式在实际选配磁环时,有时需要考虑容限问题。
容限是指在一定范围内,磁环的实际参数与计算值之间允许存在的误差范围。
计算公式如下:Fd = 2 × [σ(H + Hc) × t] / μ0 × N其中,Fd表示容限的上限,σ表示磁环的短斜率,其他参数与前两个公式类似。
该公式可以帮助我们根据容限需求计算出磁环的参数。
4. 磁环的热稳定性计算公式在高温环境下使用磁环时,有时需要考虑热稳定性问题。
计算公式如下:ΔHc/ΔT = (αM/2) × (Hc/μm)其中,ΔHc/ΔT表示热稳定性的系数,αM表示磁环的热膨胀系数,μm表示磁环的平均磁导率。
该公式可以帮助我们选择合适的磁环材料,以提高磁环在高温环境下的稳定性。
环形电感计算公式
电流:I
(国际单位)
色不可修改
mm^2 mm - 匝 uH
蓝色的为输入的参数值,红色为输出的参数红色不可修改
磁 环
网博
磁环外径
D
磁环内径
d
磁环高度
h
磁环导磁截面积
A
磁环有效磁路长
l
磁环芯材磁导率
u
线圈匝数
N
环状线圈电感值
L
磁环电感饱和磁通计 算
电感电流
I
磁通量Leabharlann B14.0 mm 8.0 mm 5.0 mm 15.0 mm^2 34.6 mm 75 -
50.0 匝 ↓
330 uH
↓ 1.60 A 2182 高斯
特斯 0.218 拉
15.0 34.6
75 50.0
↓ 102
L=μ0·μr·Ae·N^2 / le B=μ0·μr·N·I / le
L=0.001257*F17* F18^2*F15/F16
真空磁导率:μ0=4π ×10E-7 材料相对磁导率:μr 查产品说明,(请考虑 jacki_wang老师的建 议,与磁芯工作点和工 作磁滞回线范围有关) 磁环截面积:Ae=(Dd)/ 2,其中D、d分别 为内外径
磁环电子镇流器振荡频率的计算
磁环电子镇流器振荡频率的计算通常用下列公式计算磁环电子镇流器振荡频率(Hz):f=10000*v/N/k/B/S式中:V 为绕组的驱动电压(V);N 为绕组圈数;K 为系数,矩形波取4.0;B 为磁芯饱和磁通密度(T);S 为磁环有效截面积(cm*cm)。
后三个参数是磁环固有的。
选定了磁环,这三个参数就定了。
问题在于磁环绕组的驱动电压,到底看初级还是次级?我见过的所有引用此公式的文章都说是初级,但都说不清绕组的驱动电压是多少,都是随便设一个。
有设1伏的,也有设2.5伏的。
据此算振荡频率,你信吗?其实,由于初级串有一个大电感,其电压是不确定的。
反倒是次级绕组的驱动电压比较确定。
导通电压三极管0.7伏,场效应管3伏左右,这就是次级绕组的驱动电压。
如果有发射极或漏极电阻,还要加上发射极或漏极电流流过该电阻产生的电压降。
这里电流电压均是指峰值。
计算举例:某三极管磁环电子镇流器,发射极电流0.5安,发射极电阻1欧,磁环次级绕组3圈,磁芯饱和磁通密度0.45特,磁环有效截面积0.1平方厘米。
振荡频率f=10000*(0.7+0.5*1)/3/4/0.45/0.1=22222Hz如果换成场效应管,其它条件不变。
振荡频率f=10000*(3+0.5*1)/3/4/0.45/0.1=64815Hz本计算最有用的结论是:振荡频率与次级圈数成反比,与初级圈数关系不大。
我据此做过实验:1.次级圈数由3圈改为1圈,振荡频率提高约为原来的3倍;2.初级圈数由9圈分别改为4圈或20圈,振荡频率没多大变化。
3.发射极电流或发射极电阻增大,振荡频率提高;发射极电流或发射极电阻减小,振荡频率降低。
与公式较为符合。
至于你信不信,我反正信了。
磁芯磁环的磁导率及计算公式洋通电子nbs
磁芯磁环的磁导率及计算公式洋通电子nbs磁芯磁环的磁导率及计算公式?20XX 年02 月20 日测量单位由于历史的原因,在此手册中采用了CGS制单位,国际制(SI )和CGS制之间的转换可简化于下表2:表 2 单位转换表在CGS制自由空间磁导率的幅值为 1 且无量纲。
在SI 制自由空间磁导率的幅值为4π ×10-7 亨/ 米3.3 、电感对于每一个磁芯电感(L)可用所列的电感系数(AL)计算:(14)AL:对1000 匝的电感系数mHN:匝数所以:这里这里L是nH电感也可由相对磁导率确定,磁芯的有效参数见图10:(15)Ae: 有效磁芯面积cm2: 有效磁路长度cmμ: 相对磁导率(无量纲)对于环形功率磁芯,有效面积和磁芯截面积相同。
根据定义和安培定理,有效磁路长度是线圈的安匝数(NI)和从外径到外径穿过磁芯面积的平均磁场强度之比。
有效磁路长度可用安培定理和平均磁场强度给出的公式计算:(16)O.D. :磁芯外径I.D. :磁芯内径电感系数是用单层密绕线圈测量的。
磁通密度和测试频率保持与实际一样低,通常低于40 高斯和10KHz或更低。
对于各种磁导率和材料,能用正常磁导率对磁通密度关系' 和' 典型磁导率对频率关系' 的图形来解释低电平测试的条件。
3.4 、磁导率对于每一个磁芯尺寸的电感系数是建立在相对磁导率的增量上的。
在没有直流偏置和低磁通密度时,正常磁导率和增量磁导率是一样的。
增量磁导率随直流偏置一起减小的情况以及"增量磁导率对直流偏置"的曲线如图11 所示。
由"增量磁导率对直流偏置" 曲线看到正常磁导率如同峰值磁导率B。
许多设计过程包括选择峰值工作磁通密度去帮助决定磁芯的尺寸。
磁材的饱和磁通密度限制了峰值工作磁通密度或被磁材的损耗所限制。
在选择磁材、工作磁通密度和决定磁芯的尺寸之后,法拉第定理(下面讨论)用于计算匝数N。
一、磁环的尺寸优化
一、磁环的尺寸优化注意事项:软件材料的工作点在磁化曲线上,永磁材料的工作点在退磁曲线上。
永磁材料工作点的磁感应强度不能高于软磁材料的饱和磁感应强度。
图1 磁环的剖面结构示意图1. 厚度参数内径R1=8cm ,外径R2=15cm ,厚度D=5~20cm 。
从计算结果可见,为了获得最佳的利用效率,磁环厚度不能高于10cm 。
51015200.190.200.210.220.230.24B 0,0,0 (T )D (cm)图2 磁环中心磁场随厚度的变化关系2. 外径参数内径R1=8cm ,外径R2=10~50cm ,厚度D=8cm 。
从计算结果可见,为了获得最佳的利用效率,磁环外径不宜高于20cm 。
10152025300.00.10.20.30.40.50.6B 0,0,0 (T )R 2 (cm)再取内径R1=8cm ,外径R2=18cm ,厚度D=5~20cm 进行计算,从结果可见,为了获得最佳的利用效率,磁环厚度也不能高于10cm 。
468101214161820220.230.240.250.260.270.280.290.300.31Y A x i s T i t l eX Axis TitleB根据计算结果综合考虑,初步确定磁环的尺寸为:内径R1=8cm ,外径R2=18cm ,厚度D=8cm 。
3. 基本规律单磁环的轴向磁场(保持沿z 轴方向,而不讨论x 和y 方向)分布基本规律研究。
选取坐标原点位于磁环中心,轴向为z 轴方向,剖面如如图1所示;磁环的磁化方向为z 轴负方向,磁环材料的剩磁为0.9T 。
选取磁环尺寸为:内径R1=8cm ,外径R2=18cm ,厚度D=8cm 。
-30-20-10102030-0.050.000.050.100.150.200.250.30Z (cm)B z (T )at (0, 0, z)图2 磁场在z 轴不同位置时沿z 轴方向的分布规律观察路径为x=0,y=0,z 为变量,即磁场在z 轴不同位置时沿z 轴方向的分布规律,计算结果如图2所示。
环形铁心有效磁路和有效截面的计算方法
环形铁心有效磁路和有效截面的计算方法与一般的电流电压测量不同,磁场强度和磁感应强度的测量都是间接测量。
磁场强度通过测量励磁电流后计算得到,磁感应强度是通过测量感应磁通后计算得到,参与计算的样品有效参数磁路长度Le和截面积Ae将直接与测量结果相关。
磁场强度的计算公式:H = N xI / Le式中:H为磁场强度,单位为A/m;N为励磁线圈的匝数;I为励磁电流(测量值),单位位A;Le为测试样品的有效磁路长度,单位为m。
磁感应强度计算公式:B = Φ / (N xAe)式中:B为磁感应强度,单位为Wb/m^2;Φ为感应磁通(测量值),单位为Wb;N为感应线圈的匝数;Ae为测试样品的有效截面积,单位为m^2。
根据样品尺寸计算样品的有效参数Le和Ae,在不同的行业中,计算方法往往不统一,这可能使测试结果缺乏可比性。
在SMTest软磁测量软件中,样品有效参数的计算依照行业标准SJ/T10281。
下面以环形样品为例,讲述样品有效磁路长度Le和有效截面积Ae的计算方法。
第一种情况:指定叠片系数Sx,指定样品的外径A、内径B和高度C。
根据SJ/T10281标准,先计算样品的磁芯常数C1和C2,然后根据磁芯常数计算Le和 Ae,这是严格按照标准执行的计算方法。
第二种情况:指定材料密度De和样品质量W,指定样品的外径A、内径B和高度C。
根据SJ/T10281标准,先计算样品的磁芯常数C1和C2,然后根据磁芯常数计算Le和 Ae,并可推算叠片系数Sx,这是另外一种计算方法,与标准有点差别,但计算结果与标准比较接近。
第三种情况:指定材料密度De和样品质量W,指定样品的外径A和内径B,不指定样品的高度。
不按SJ/T10281标准求磁芯常数,而是按平常的数学公式来求Le和Ae。
这种计算方法与标准相差较大,只有环形样品才有这种计算方法。