(完整版)开关电源磁芯材料的基本参数(2H)
开关电源磁芯主要参数
第5章开关电源磁芯主要参数5.1 概述5.1.1 在开关电源中磁性元件的作用这里讨论的磁性元件是指绕组和磁心。
绕组可以是一个绕组，也可以是两个或多个绕组。
它是储能、转换和/或隔离所必备的元件，常把它作为变压器或电感器使用。
作为变压器用，其作用是：电气隔离；变比不同，达到电压升、降；大功率整流副边相移不同，有利于纹波系数减小；磁耦合传送能量；测量电压、电流。
作为电感器用，其作用是：储能、平波、滤波；抑制尖峰电压或电流，保护易受电压、电流损坏的电子元件；与电容器构成谐振，产生方向交变的电压或电流。
5.1.2 掌握磁性元件对设计的重要意义磁性元件是开关变换器中必备的元件，但又不易透彻掌握其工作情况（包括磁材料特性的非线性，特性与温度、频率、气隙的依赖性和不易测量性）。
在选用磁性元件时，不像电子元件可以有现成品选择。
为何磁性元件绝大多数都要自行设计呢？主要是变压器和电感器涉及的参数太多，例如：电压、电流、频率、温度、能量、电感量、变比、漏电感、磁材料参数、铜损耗、铁损耗等等。
磁材料参数测量困难，也增加了人们的困惑感。
就以Magnetics公司生产的其中一种MPP铁心材料来说，它有10种μ值，26种尺寸，能在5种温升限额下稳定工作。
这样，便有10×26×5= 1300种组合，再加上前述电压、电流等电参数不同额定值的组合，将有不计其数的规格，厂家为用户备好现货是不可能的。
果真有现货供应，介绍磁元件的特性、参数、使用条件的数据会非常繁琐，也将使挑选者无从下手。
因此，绝大多数磁元件要自行设计或提供参数委托设计、加工。
本章将介绍磁元件的一般特性，针对使用介绍设计方法。
结合线性的具体形式的设计方法，以后还将进一步的介绍。
5.1.3 磁性材料基本特性的描述磁性材料的特性首先用B-H平面上的一条磁化曲线来描述。
以μ表示B/H，数学上称为斜率，表示为tanθ=B/h；电工上称为磁导率，如图5.1所示。
磁芯参数表
常用磁芯参数表【EER磁芯】■ 用途：高频开关电源变压器、匹配变压器、扼流变压器等。
【EE磁芯】■ 用途：电源转换用变压器及扼流圈、通讯及其他电子设备变压器、滤波器、电感器及扼流圈、脉冲变压器等。
【ETD磁芯】■ 用途：电源转换用变压器及扼流圈、通讯及其他电子设备变压器、滤波器。
【EI 磁芯】■ 用途：高频开关电源变压器、功率变压器、整流变压器、电压互感器等。
【ET 磁芯】■ 用途：滤波变压器【EFD 磁芯】■ 用途：高频开关电源变压器器、整流变压器、开关变压器等。
【UF 磁芯】■ 用途：整流变压器、脉冲变压器、扼流变压器、电源变压器等。
【PQ 磁芯】■ 用途高频开关电源变压器、整流变压器等。
【RM 磁芯】■ 用途：高频开关电源变压器、整流变压器、屏蔽变压器、脉冲变压器、脉冲功率变压器、扼流变压器、滤波变压器。
【EP 磁芯】■ 用途：功率变压器、宽频变压器、屏蔽变压器、脉冲变压器等。
【H 磁芯】■ 用途：宽带变压器、脉冲变压器、脉冲功率变压器、隔离变压器、滤波变压器、扼流变压器、匹配变压器等。
软磁铁氧体磁芯形状与尺寸标准(一)软磁铁氧体磁芯形状软磁铁氧体是软磁铁氧体材料和软磁铁氧体磁芯的总称。
软磁铁氧体磁芯是用软磁铁氧体材料制成的元件或零件，或是由软磁铁氧体材料根据不同形式组成的磁路。
磁芯的形状基本上由成型（形）模具决定，而成型（形）模具又根据磁芯的形状进行设计与制造。
磁芯按磁力线的路径大致可分两大类；磁芯按具体形状分，有各种各样：磁芯按磁力线路径分类磁芯按使用时磁化过程所产生磁力线的路径可分为开路磁芯和闭路磁芯两类。
第一类为开路磁芯。
这类磁芯的磁路是开启的（open magnetic circuits），通过磁芯的磁通同时要通过周围空间（气隙）才能形成闭合磁路。
开路磁芯的气隙占磁路总长度的相当部分，磁阻很大，磁路中的部分磁通在达到气隙以前就已离开磁芯形成漏磁通。
因而，开路磁芯在磁路各个截面上的磁通不相等，这是开路磁芯的特点。
开关电源磁芯材料的基本参数(2H)
磁化(Magnetization)
无外磁场作用下特点 有外磁场作用下的特点
磁场的表达
小磁针放在磁铁附近，在磁力的作用下的表现。
磁力线，磁感应线，磁通线表示磁场；并不 真正存在这些线条，也没有物理量在这些线 条上流动，只是为了表达。
1.1电流与磁场
如果将载流导体或运动电荷搬到磁场中，导 体受到作用力，克服作用力移动则要做功， 而做功需要能量，能量变化需要场地和时间。 理解磁现象的时 候，千万别忘记。
应该获得“渔”的能力，而不是“鱼”。
19-20世纪初磁学里四位伟大科学家
Maxwell:麦克斯韦电磁场理论
Lenz:楞次定律 Amper:安培定律
Frady:电磁感应定律
磁场的单位制
国际单位制SI制或MKS制
标准统一，计算方便，用于国际学术交流， 但工程应用不方便。 实用单位CGS制
工程上使用比较方便
B F /( IL)
左手定则 判断方向
单位：特斯拉 T 高斯 GS
国际单位（SI）制 电磁单位（CGSM）制
1特斯拉的定义
一根1米长通有1A的导体 放在1特斯拉的磁场中受 到的电磁力为1牛顿。 要研究磁感应强度的单位要从源头分析“力”
1特斯拉=1牛顿/(安培米)（国际单位制，SI）
B dA 0
A
B
in out
B
磁场中的高斯定理
(5)安培环路定理:全电流定理 电流I与磁场强度H有密切的关系，用安培 环路定理，解决了它们之间的数量关系。
电流产生的磁场中，矢量H沿任意闭合曲线的积 分等于闭合曲线所包围的所有电流的代数和，
H d l H cos dl I
电源磁芯尺寸功率参数
电源磁芯尺寸功率参数常用电源磁芯参数MnZn 功率铁氧体EPC 功率磁芯特点：具有热阻小、衰耗小、功率大、工作频率宽、重量轻、结构合理、易表面贴装、屏蔽效果好等优点，但散热性能稍差。
用途：广泛应用于体积小而功率大且有屏蔽和电磁兼容要求的变压器，如精密仪器、程控交换机模块电源、导航设备等。
EPC型功率磁芯尺寸规格磁芯型号Type尺寸Dimensions(mm)A B C D Emin F G HminEPC10/8 10.20±0.20 4.05±0.30 3.40±0.20 5.00±0.20 7.60 2.65±0.20 1.90±0.20 5.30 EPC13/13 13.30±0.30 6.60±0.30 4.60±0.20 5.60±0.20 10.50 4.50±0.30 2.05±0.20 8.30 EPC17/17 17.60±0.50 8.55±0.30 6.00±0.30 7.70±0.30 14.30 6.05±0.30 2.80±0.20 11.50 EPC19/20 19.60±0.50 9.75±0.30 6.00±0.30 8.50±0.30 15.80 7.25±0.30 2.50±0.20 13.10 EPC25/25 25.10±0.50 12.50±0.30 8.00±0.30 11.50±0.30 20.65 9.00±0.30 4.00±0.20 17.00 EPC27/32 27.10±0.50 16.00±0.30 8.00±0.30 13.00±0.30 21.60 12.00±0.30 4.00±0.20 18.50 EPC30/35 30.10±0.50 17.50±0.30 8.00±0.30 15.00±0.30 23.60 13.00±0.30 4.00±0.20 19.50 EPC39/39 39.00±0.50 19.60±0.30 15.60±0.30 18.00±0.30 30.70 14.00±0.30 10.00±0.30 24.50 EPC42/44 42.40±1.00 22.00±0.30 15.00±0.40 17.00±0.30 33.50 16.00±0.30 7.40±0.30 26.50EPC46/49 46.00±1.00 24.80±0.30 19.50±0.40 20.80±0.40 35.70 18.40±0.40 11.90±0.30 28.40 EPC46.5/44 46.50±1.00 22.30±0.30 19.40±0.40 21.00±0.40 36.90 15.80±0.40 12.00±0.30 29.40 EPC54/54 54.50±1.20 27.20±0.30 21.50±0.40 26.50±0.40 43.00 19.30±0.40 14.00±0.30 34.30EPC功率磁芯电气特性及有效参数注：AL值测试条件为1KHz,0.25v,100Ts,25±3℃Pc值测试条件为100KHz,200mT,100℃EE、EEL、EF型功率磁芯特点：引线空间大，绕制接线方便。
磁芯材料的介绍
电力电子电路常用磁芯元件的设计一、常用磁性材料的基本知识磁性元件可以说是电力电子电路中关键的元件之一，它对电力电子装置的体积、效率等有重要影响，因此，磁性元件的设计也是电力电子电路系统设计的重要环节。
磁性材料有很多种类，特性各异，不同的应用场合有不同的选择，以下是几种常用的磁性材料。
1．低碳钢低碳钢是一种最常见的磁性材料，这种材料电阻率很低，因此涡流损耗较大，实际应用时常制成硅钢片。
硅钢片是一种合金材料（通常由97%的铁和3%的硅组成），它具有很高的磁导率，并且每一薄片之间相互绝缘，使得材料的涡流损耗显著减小。
磁芯损耗取决于材料的厚度与硅含量，硅含量越高、电阻率越大。
这种材料大多应用于低频场合，工频磁性元件常用这种材料。
2．铁氧体随着工作频率的提高，对磁芯损耗的要求更高，硅钢片由于制造工艺的限制，已经很难满足这种要求，铁氧体就是在这种形势下出现的。
铁氧体是一种暗灰色或者黑色的陶瓷材料。
铁氧体的化合物是MeFe2O4，这里Me代表一种或几种二价的金属元素，例如，锰、锌、镍、钴、铜、铁或镁。
这些化合物在特定的温度范围内表现出良好的磁性能，但是如果超出某个温度值，磁性将失去，这个温度称为居里温度（T c）。
铁氧体材料非常容易磁化，并且具有相当高的电阻率。
这些材料不需要像硅钢片那样分层隔离就能用在高频的应用场合。
高频铁氧体磁性材料主要可分为两大类：锰锌（MnZn）铁氧体材料和镍锌（NiZn）铁氧体材料。
比较而言，NiZn材料的电阻率较高，一般认为在高频应用场合下具有较低的涡流损耗。
但是最近的研究表明，如果颗粒的尺寸足够小而且均匀，在几兆赫兹范围内MnZn材料显示出较NiZn材料更为优越的特性，例如，TDK公司的H7F材料以及MAGNETICS公司的K材料就是采用这种技术，适用于兆赫兹工作频率下工作的新型铁氧体材料。
3．粉芯材料粉芯材料是将一些合金原料研磨成精细的粉末状颗粒，然后在这些颗粒的表面覆盖上一层绝缘物质（它用来控制气隙的尺寸，并且降低涡流损耗），最后这些粉末在高压下形成各种磁芯形状。
电源磁芯尺寸功率参数
常用电源磁芯参数MnZn 功率铁氧体EPC功率磁芯轻、结构合理、易表面贴装、屏蔽效果好等优点，但散热性能稍差。
用途：广泛应用于体积小而功率大且有屏蔽和电磁兼容要求的变压器，如精密仪器、程控交换机模块电源、导航设备等。
EPC型功率磁芯尺寸规格EPC功率磁芯电气特性及有效参数注：AL值测试条件为1KHz,0.25v,100Ts,25±3℃Pc值测试条件为100KHz,200mT,100℃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。
EE、EEL、EF型功率磁芯尺寸规格EE、EEL、EF型功率磁芯电气特性及有效参数注：AL值测试条件为1KHz,0.25v,100Ts,25±3℃Pc值测试条件为100KHz,200mT,100℃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。
EI型功率磁芯尺寸规格EI型功率磁芯电气特性及有效参数注：AL值测试条件为1KHz,0.25v,100Ts,25±3℃Pc值测试条件为100KHz,200mT,100℃PEE、PEI功率磁芯PEE、PEI型功率磁芯尺寸规格PEE、PEI型功率磁芯电气特性及有效参数注：AL 值测试条件为1KHz,0.25v,100Ts,25±3℃ Pc 值测试条件为100KHz,200mT,100℃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。
ER 型功率磁芯尺寸规格ER型功率磁芯电气特性及有效参数注：AL值测试条件为1KHz,0.25v,100Ts,25±3℃Pc值测试条件为100KHz,200mT,100℃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,本，安规成本，电磁屏蔽，标准化难易等各方面都很出色。
电源磁芯尺寸功率参数
常用电源磁芯参数MnZn 功率铁氧体EPC功率磁芯轻、结构合理、易表面贴装、屏蔽效果好等优点，但散热性能稍差。
用途：广泛应用于体积小而功率大且有屏蔽和电磁兼容要求的变压器，如精密仪器、程控交换机模块电源、导航设备等。
EPC型功率磁芯尺寸规格EPC功率磁芯电气特性及有效参数注：AL值测试条件为1KHz,0.25v,100Ts,25±3℃Pc值测试条件为100KHz,200mT,100℃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。
EE、EEL、EF型功率磁芯尺寸规格EE、EEL、EF型功率磁芯电气特性及有效参数注：AL值测试条件为1KHz,0.25v,100Ts,25±3℃Pc值测试条件为100KHz,200mT,100℃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。
EI型功率磁芯尺寸规格EI型功率磁芯电气特性及有效参数注：AL值测试条件为1KHz,0.25v,100Ts,25±3℃Pc值测试条件为100KHz,200mT,100℃PEE、PEI功率磁芯PEE、PEI型功率磁芯尺寸规格PEE、PEI型功率磁芯电气特性及有效参数注：AL 值测试条件为1KHz,0.25v,100Ts,25±3℃ Pc 值测试条件为100KHz,200mT,100℃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。
ER 型功率磁芯尺寸规格ER型功率磁芯电气特性及有效参数注：AL值测试条件为1KHz,0.25v,100Ts,25±3℃Pc值测试条件为100KHz,200mT,100℃ETD型功率磁芯设计出功率大且漏感小的变压器。
磁芯材料参数
CORE參數對照表 AL (AL是磁芯的电感系数, 为了便于开关电源匝数的设 Le（有效磁路长度，双E组成 计引入,N*N=Lp/Al,Lp是电 的日字上面一个口的周长） 感量,N是匝数,此处的N和 NH(纳亨)中的N没有关系) ( nH/N ) 285.00 405.00 590.00 850.00 1130.00 1140.00 1250.00 1350.00 1460.00 2180.00 1250.00 2000.00 2000.00 3300.00 4690.00 2100.00 2600.00 4150.00 4200.00 3800.00 5000.00 6660.00 6110.00 7100.00 8530.00 5670.00 12.60 12.20 19.47 26.60 30.20 35.00 39.40 39.10 43.00 39.40 64.90 48.70 48.70 57.70 57.70 66.90 69.70 77.00 79.00 97.90 97.80 90.60 95.80 123.00 102.00 110.00
5.83 8.85 5.9(100MT)
28.25 33.85
12 12
可配合BOBBIN
形狀 H H H V V V H V H V H
V
V V
V V
V
V
H H
TYPE
MATERIAL
Ap (Ae与Aw的乘 积，一般变压器 Ae （磁芯可用有效截面积， Dimensions（尺寸） (mm) 先算出该值再来 中心柱子的截面积） 选取磁芯型号) A * B * C ( cm ) 0.0013 0.0015 0.0091 0.0287 0.0570 0.0765 0.1243 0.1191 0.1572 0.1590 0.4368 0.3128 0.3173 0.8525 0.7995 0.7455 1.3398 2.2000 2.8260 4.9484 6.4625 4.7529 5.7343 13.6764 9.7132 9.8558 2.63 3.31 7.00 12.10 17.10 19.20 23.00 22.40 31.00 41.00 35.80 40.00 40.30 86.90 109.00 59.70 84.80 127.00 157.00 178.00 235.00 242.00 226.00 354.00 344.00 247.00
开关电源磁芯参数
开关电源磁芯参数MnZn 功率铁氧体EPC功率磁芯轻、结构合理、易表面贴装、屏蔽效果好等优点，但散热性能稍差。
用途：广泛应用于体积小而功率大且有屏蔽和电磁兼容要求的变压器，如精密仪器、程控交换机模块电源、导航设备等。
EPC型功率磁芯尺寸规格EPC功率磁芯电气特性及有效参数注：AL值测试条件为1KHz,0.25v,100Ts,25±3℃Pc值测试条件为100KHz,200mT,100℃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。
EE、EEL、EF型功率磁芯尺寸规格EE、EEL、EF型功率磁芯电气特性及有效参数注：AL值测试条件为1KHz,0.25v,100Ts,25±3℃Pc值测试条件为100KHz,200mT,100℃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。
EI型功率磁芯尺寸规格EI型功率磁芯电气特性及有效参数注：AL值测试条件为1KHz,0.25v,100Ts,25±3℃Pc值测试条件为100KHz,200mT,100℃PEE、PEI功率磁芯PEE、PEI型功率磁芯尺寸规格PEE、PEI型功率磁芯电气特性及有效参数注：AL 值测试条件为1KHz,0.25v,100Ts,25±3℃ Pc 值测试条件为100KHz,200mT,100℃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。
ER 型功率磁芯尺寸规格ER型功率磁芯电气特性及有效参数注：AL值测试条件为1KHz,0.25v,100Ts,25±3℃Pc值测试条件为100KHz,200mT,100℃ETD型功率磁芯设计出功率大且漏感小的变压器。
电源磁芯尺寸功率参数
常用电源磁芯参数MnZn 功率铁氧体特点：具有热阻小、衰耗小、功率大、工作频率宽、重量轻、结构合理、易表面贴装、屏蔽效果好等优点，但散热性能稍差。
用途：广泛应用于体积小而功率大且有屏蔽和电磁兼容要求的变压器，如精密仪器、程控交换机模块电源、导航设备等。
EPC型功率磁芯尺寸规格EPC功率磁芯电气特性及有效参数注：AL值测试条件为1KHz,0.25v,100Ts,25±3℃Pc值测试条件为100KHz,200mT,100℃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。
EE、EEL、EF型功率磁芯尺寸规格EE、EEL、EF型功率磁芯电气特性及有效参数注：AL值测试条件为1KHz,0.25v,100Ts,25±3℃Pc值测试条件为100KHz,200mT,100℃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。
EI型功率磁芯尺寸规格EI型功率磁芯电气特性及有效参数注：AL值测试条件为1KHz,0.25v,100Ts,25±3℃Pc值测试条件为100KHz,200mT,100℃PEE、PEI型功率磁芯尺寸规格PEE、PEI型功率磁芯电气特性及有效参数注：AL值测试条件为1KHz,0.25v,100Ts,25±3℃Pc值测试条件为100KHz,200mT,100℃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。
ER型功率磁芯尺寸规格ER型功率磁芯电气特性及有效参数注：AL值测试条件为1KHz,0.25v,100Ts,25±3℃Pc值测试条件为100KHz,200mT,100℃特点：中柱为圆形,绕制接线方便且绕线面积增大,本，安规成本，电磁屏蔽，标准化难易等各方面都很出色。
电源磁芯尺寸功率参数
电源磁芯尺寸功率参数
电源磁芯是电源变压器中的重要组成部分，用于提供适当的电压和电流输出。
它是一种由铁氧体材料制成的环形磁芯，具有特定的尺寸和功率参数。
磁芯的尺寸是指其外径、内径和高度。
这些尺寸的选择对于电源变压器的性能非常重要。
一般来说，大尺寸的磁芯可以提供更高的功率输出，但也会增加材料成本和体积。
因此，在设计电源变压器时，需要根据实际需求和成本考虑来选择适当的磁芯尺寸。
磁芯的功率参数主要包括饱和磁感应强度和损耗。
饱和磁感应强度是指当磁芯中的磁场强度达到一定值时，磁芯会进入饱和状态，导致输出电压和电流的失真。
因此，选择具有较高饱和磁感应强度的磁芯可以提供更大的功率输出。
损耗是指磁芯在工作过程中产生的能量损失，会转化为热量。
选择具有较低损耗的磁芯可以提高变压器的效率和稳定性。
除了尺寸和功率参数外，电源磁芯的材料也非常重要。
常见的磁芯材料包括硅钢片和铁氧体。
硅钢片具有较高的导磁性能和较低的损耗，适用于低频电源变压器。
而铁氧体具有较高的饱和磁感应强度和较低的磁滞损耗，适用于高频电源变压器。
总之，电源磁芯的尺寸和功率参数是设计电源变压器时需要考虑的重要因素。
合理选择磁芯的尺寸和功率参数可以提高电源变压器的性能和效率，满足实际需求。
同时，选择合适的材料也是保证磁芯性能的关键。
磁芯参数
1,磁芯向有效截面积：Ae2,磁芯向有效磁路长度：le3,相对幅值磁导率：μa4,饱和磁通密度：Bs功率铁氧体磁芯常用功率铁氧体材料牌号技术参数EI型磁芯规格及参数PQ型磁芯规格及参数EE型磁芯规格及参数EC、EER型磁芯规格及参数1 磁芯损耗：正弦波与矩形波比较一般情况下，磁芯损耗曲线是按正弦波+/-交流(AC)激励绘制的，在标准的和正常的时候，是不提供极大值曲线的。
涉及到开关电源电路设计的一个共同问题是正弦波和矩形波激励的磁芯损耗的关系。
对于高电阻率的磁性材料如类似铁氧体，正弦波和矩形波产生的损耗几乎是相等的，但矩形波的损耗稍微小一些。
材料中存在高的涡流损耗（如大型叠片式或大型切割磁芯）时，矩形波损耗是正弦波损耗的1/2~2/3。
D.Y.Chen提供的参考资料解释了这种现象。
一般情况下，具有矩形波的磁芯损耗比具有正弦波的磁芯损耗低一些。
但在元件存在铜损的情况下，这是不正确的。
在变压器中，用矩形波激励时的铜损远远大于用正弦波激励时的铜损。
高频元件的损耗在铜损方面显得更多，集肤效应损耗比矩形波激励磁芯的损耗给人们的印象更深刻。
举个例子，在20kHz、用17#美国线规导线的绕组时，矩形波激励的磁芯损耗几乎是正弦波激励磁芯损耗的两倍。
例如，对于许多开关电源来说，具有矩形波激励磁芯的5V、20A和30A输出的电源，必须采用多股绞线或利兹(Litz)线绕制线圈，不能使用粗的单股导线。
2 Q值曲线所有磁性材料制造厂商公布的Q值曲线都是低损耗滤波器用材料的典型曲线。
这些测试参数通常是用置于磁芯上的最适用的绕组完成的。
对于罐形磁芯，Q值曲线指出了用作生成曲线时的绕组匝数和导线尺寸，导线是常用的利兹线，并且绕满在线圈骨架上。
对于钼坡莫合金磁粉芯同样是正确的。
用最适合的绕组，并且导线绕满了磁芯窗口时测试，则Q值曲线是标准的。
Q值曲线是在典型值为5高斯或更低的低交流(AC)激励电平下测量得出的。
由于在磁通密度越高时磁芯的损耗越大，故人们警告，在滤波电感器工作在高磁通密度时，磁芯的Q值是较低的。
电源磁芯尺寸功率参数
常用电源磁芯参数MnZn 功率铁氧体EPC功率磁芯特点：具有热阻小、衰耗小、功率大、工作频率宽、重量轻、结构合理、易表面贴装、屏蔽效果好等优点，但散热性能稍差。
用途：广泛应用于体积小而功率大且有屏蔽和电磁兼容要求的变压器，如精密仪器、程控交换机模块电源、导航设备等。
EPC型功率磁芯尺寸规格磁芯型号Type尺寸Dimensions(mm)A B C D Emin F G HminEPC10/8 10.20±0.20 4.05±0.30 3.40±0.20 5.00±0.20 7.60 2.65±0.20 1.90±0.20 5.30 EPC13/13 13.30±0.30 6.60±0.30 4.60±0.20 5.60±0.20 10.50 4.50±0.30 2.05±0.20 8.30 EPC17/17 17.60±0.50 8.55±0.30 6.00±0.30 7.70±0.30 14.30 6.05±0.30 2.80±0.20 11.50 EPC19/20 19.60±0.50 9.75±0.30 6.00±0.30 8.50±0.30 15.80 7.25±0.30 2.50±0.20 13.10 EPC25/25 25.10±0.50 12.50±0.30 8.00±0.30 11.50±0.30 20.65 9.00±0.30 4.00±0.20 17.00 EPC27/32 27.10±0.50 16.00±0.30 8.00±0.30 13.00±0.30 21.60 12.00±0.30 4.00±0.20 18.50 EPC30/35 30.10±0.50 17.50±0.30 8.00±0.30 15.00±0.30 23.60 13.00±0.30 4.00±0.20 19.50 EPC39/39 39.00±0.50 19.60±0.30 15.60±0.30 18.00±0.30 30.70 14.00±0.30 10.00±0.30 24.50 EPC42/44 42.40±1.00 22.00±0.30 15.00±0.40 17.00±0.30 33.50 16.00±0.30 7.40±0.30 26.50EPC功率磁芯电气特性及有效参数注：AL值测试条件为1KHz,0.25v,100Ts,25±3℃Pc值测试条件为100KHz,200mT,100℃EE、EEL、EF型功率磁芯特点：引线空间大，绕制接线方便。
各种磁芯参数表
反激直流功 率
50K /△T:25
42.7 53.3 80.1 73.5 109 168 122 218 312 593
磁芯规格
EE型
12.5 12.8 16 19 20 25 29 32 33 35 40 41 42
42A 44 50 55 60
结构常
数 磁路长度
cm5
cm
0.00017 2.96
Pt=Po*(1 /η+ 2)
0.714
0.714
桥 式整流 Pt=Po*( 1/η+ 1) Pt=Po*( 1/η+ 1)
推挽式
Pt=Po*( 2/η+ 2)
Pt=Po*( 2 /η+ 1)
Z：铜耗因 子 取值 见表二 ：
234.5+T +△T Z=1.96X
234.5+T Bm：工作 磁感应强 度 0.12-0.25T 与 输出功率 和频率成 反比
0.1115 8.56
0.16842 9.51
0.5432 11.8
0.2614 11
截面积 cm2 0.12 0.19 0.19 0.22 0.32 0.52 0.57 0.84 1.11 1.05 1.47 1.6 1.76 2.3 1.88 2.27 3.47 54 0.73 0.88 1.47 3 4 6.19 7.52 11 14.3 12.4 17 21.6 15.9 21.6 40.8 27.1
q
w 0.01 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.035 0.04 0.045 0.05 0.06 0.07
表三：磁 芯结构参 数表
磁芯规格
EI型
28 30 33 35 40 44 49 50 60 70
磁芯参数
1,磁芯向有效截面积：Ae2,磁芯向有效磁路长度：le3,相对幅值磁导率：μa4,饱和磁通密度：Bs功率铁氧体磁芯常用功率铁氧体材料牌号技术参数EI型磁芯规格及参数PQ型磁芯规格及参数EE型磁芯规格及参数EC、EER型磁芯规格及参数1 磁芯损耗：正弦波与矩形波比较一般情况下，磁芯损耗曲线是按正弦波+/-交流(AC)激励绘制的，在标准的和正常的时候，是不提供极大值曲线的。
涉及到开关电源电路设计的一个共同问题是正弦波和矩形波激励的磁芯损耗的关系。
对于高电阻率的磁性材料如类似铁氧体，正弦波和矩形波产生的损耗几乎是相等的，但矩形波的损耗稍微小一些。
材料中存在高的涡流损耗（如大型叠片式或大型切割磁芯）时，矩形波损耗是正弦波损耗的1/2~2/3。
D.Y.Chen提供的参考资料解释了这种现象。
一般情况下，具有矩形波的磁芯损耗比具有正弦波的磁芯损耗低一些。
但在元件存在铜损的情况下，这是不正确的。
在变压器中，用矩形波激励时的铜损远远大于用正弦波激励时的铜损。
高频元件的损耗在铜损方面显得更多，集肤效应损耗比矩形波激励磁芯的损耗给人们的印象更深刻。
举个例子，在20kHz、用17#美国线规导线的绕组时，矩形波激励的磁芯损耗几乎是正弦波激励磁芯损耗的两倍。
例如，对于许多开关电源来说，具有矩形波激励磁芯的5V、20A和30A输出的电源，必须采用多股绞线或利兹(Litz)线绕制线圈，不能使用粗的单股导线。
2 Q值曲线所有磁性材料制造厂商公布的Q值曲线都是低损耗滤波器用材料的典型曲线。
这些测试参数通常是用置于磁芯上的最适用的绕组完成的。
对于罐形磁芯，Q值曲线指出了用作生成曲线时的绕组匝数和导线尺寸，导线是常用的利兹线，并且绕满在线圈骨架上。
对于钼坡莫合金磁粉芯同样是正确的。
用最适合的绕组，并且导线绕满了磁芯窗口时测试，则Q值曲线是标准的。
Q值曲线是在典型值为5高斯或更低的低交流(AC)激励电平下测量得出的。
由于在磁通密度越高时磁芯的损耗越大，故人们警告，在滤波电感器工作在高磁通密度时，磁芯的Q值是较低的。
电源磁芯尺寸功率全参数
常用电源磁芯参数MnZn 功率铁氧体EPC功率磁芯特点：具有热阻小、衰耗小、功率大、工作频率宽、重量轻、结构合理、易表面贴装、屏蔽效果好等优点，但散热性能稍差。
用途：广泛应用于体积小而功率大且有屏蔽和电磁兼容要求的变压器，如精密仪器、程控交换机模块电源、导航设备等。
EPC型功率磁芯尺寸规格磁芯型号Type尺寸 Dimensions(mm)A B C D Emin F G HminEPC10/810.20±0.204.05±0.30 3.40±0.205.00±0.20 7.60 2.65±0.20 1.90±0.20 5.30 EPC13/1313.30±0.306.60±0.30 4.60±0.20 5.60±0.20 10.50 4.50±0.30 2.05±0.20 8.30 EPC17/1717.60±0.508.55±0.30 6.00±0.30 7.70±0.30 14.30 6.05±0.30 2.80±0.20 11.50 EPC19/2019.60±0.509.75±0.30 6.00±0.30 8.50±0.30 15.80 7.25±0.30 2.50±0.20 13.10 EPC25/25 25.10±12.50±8.00±0.30 11.50±20.65 9.00±0.30 4.00±0.20 17.00EPC功率磁芯电气特性及有效参数注：AL值测试条件为1KHz,0.25v,100Ts,25±3℃Pc值测试条件为100KHz,200mT,100℃EE、EEL、EF型功率磁芯特点：引线空间大，绕制接线方便。
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的物理量
左手定则
判断方向
单位：特斯拉 T 国际单位（SI）制 高斯 GS 电磁单位（CGSM）制
1特斯拉的定义
一根1米长通有1A的导体 放在1特斯拉的磁场中受 到的电磁力为1牛顿。
要研究磁感应强度的单位要从源头分析“力” 1特斯拉=1牛顿/(安培米)（国际单位制，SI） 1高斯=1克/(安培厘米)(厘米克秒制，CGS) 1T=10000GS(思考一下？)
BA
单位：韦伯，Wb 麦克斯韦，Mx 1韦＝108麦
简称韦 SI制 简称麦 CGSM制
磁通单位换算
BA
磁通就是磁力 线的数量。
1(Wb) 1(T )1m2 1
磁密单位Ｂ：牛顿／(安米) 面积单位Ａ：平方米 磁通单位：１牛顿米／安，用韦伯Ｗb表示。
实用单位CGS制 工程上使用比较方便 英美国家通常用CGS制，我国则采用MKS制
磁化(Magnetization) 无外磁场作用下特点 有外磁场作用下的特点
磁场的表达 小磁针放在磁铁附近，在磁力的作用下的表现。
磁力线，磁感应线，磁通线表示磁场；并不 真正存在这些线条，也没有物理量在这些线 条上流动，只是为了表达。
专题8 直流滤波电感设计的基本问题
专题9 带气隙的铁氧体电感设计 专题10 反激变压器电感设计（连续） 专题11 反激变压器电感设计（断续） 专题12 磁粉芯直流滤波电感设计 专题13 平面磁元件简介 专题14 磁集成技术简介 专题15 开关电源热设计
学习方法
掌握单位的物理意义，由于电磁学的单位经常用 科学家的名字命名的因此不容易记忆与换算， 如韦伯、奥斯特、特斯拉、高斯、亨利和安培等；
1.1电流与磁场
如果将载流导体或运动电荷搬到磁场中，导 体受到作用力，克服作用力移动则要做功， 而做功需要能量，能量变化需要场地和时间。
理解磁现象的时 候，千万别忘记。
能量、时间和场 地三个要素。
载流导体周围有磁场，说明下列问题:
A.电流产生磁场； B.电流被磁场包围。
安培定则，右手定则
磁场是电流产生的，而电流总是被磁场所包围。 右手定则
相对磁导率
r
0
2）磁场强度H
在任何介质中，磁场中某点的B与该点的的
比值定义为该点的磁场强度H，即
磁场强度 是矢量
H
B
注意定义 的描述
单位：安/米
SI制
奥斯特Oe
CGSM制
1A/m
4π
103
Oe,1Oe＝
100 0.4π
A/m
在不同的介质 中，由于磁导 率不一样，H 在边界处发生 突变。
磁元件的设计经常成为“拉路虎”
做开关电源没有最好，只有更好。
磁性元件设计同样也是如此
应该获得“渔”的能力，而不是“鱼”。
19-20世纪初磁学里四位伟大科学家 Maxwell:麦克斯韦电磁场理论 Lenz:楞次定律 Amper:安培定律 Frady:电磁感应定律
磁场的单位制 国际单位制SI制或MKS制 标准统一，计算方便，用于国际学术交流， 但工程应用不方便。
(a)单根载流导体产生的磁场 (b)螺线管电流产生的磁 场
磁场最强处
等 磁 位 线
+
由这个 图你能 想到什 么？
这种导线是传输电能 的导线，其中一个是 正线，另一根是负线。
磁场最强的地方和 磁场最弱的地方？
中心部位磁场最强，线圈 内的磁场能量密度高。
线圈以外磁场最弱，还存 储相当大的能量，原因是 体积扩展到无限大。
1(Wb) 1(T )1m2 1N m2 1N 1m
1A1m
1A
国际单位制：MKS米千克秒制 实 用 单位：CGS厘米克秒制间的换算
1Mx 1Gs 1cm2 1Gs 104T ,1cm2 104 m2 1Mx 108Wb
BA
（3）磁导率μ和磁场强度(H)
(2)磁通Φ (flux)
垂直通过一个截面的磁力线总量称为该截面 的磁通量，简称磁通，用Φ表示。
通过单元截 面积的磁通
d B cosdA
A
Flux:磁通
磁通是 标量
法线与B 的夹角
均匀磁场中的磁通
在一般磁芯变压器和电感中， 给定结构磁芯截面上，或端面 积相等的气隙端面间的磁场基 本上是均匀的，磁通可表示为
学会联想学习，与电路的概念，力学的概念，能量 等进行联想学习，因为我们已经有很好的物理基础 （力学，电学两大门类）；
始终以变化的概念对待磁的问题，不变就没有工程 应用价值，即始终不忘记频率这个参数。
研发开关电源，说到底有一个十分重要的 工作就是设计变压器、设计电感等磁性元 件，其他元件虽然也要设计，都可以买到。 磁元件无法集成、很难批量生产、很难流 水线生产、个体差别大。
所谓某点磁场强度H大小，并不代表该点磁 场的强弱，代表磁场强弱的是磁感应强度B。
引入H主要为了便于磁场的分析计算
磁场强度与媒介有关系吗?
1、磁场强度H与媒介无关 2、磁场强度H只与产生它的电流有关。
3、相同的电流在不同的媒介中产生的磁感 应强度B不同,而磁场强度H一样,揭示材料的 导磁能力。
空心线圈磁场。每根导线单个的磁场在线圈内叠加产生 高度集中和磁力线流畅的磁场。
1.2 电磁基本定律
(1)磁感应密度B (flux density)
用单位长度的导线，放在均匀的磁场中，通过单位电
ur ur 流所受到的力的大小表示磁场的强弱，磁感应强度。
磁场内某点磁 场强弱和方向
B F /(IL)
2012年11月8日北京 “开关电源中的磁元件设计”
中锐信科技术有限公司 南京航空航天大学 周洁敏
Jieminzh@
专题1 开关电源中磁性材料的基本参数 专题2 开关电源中常见的磁性材料 专题3 变压器中的分布参数及线圈 专题4 变压器损耗及热设计 专题5 磁元件设计的基本问题 专题6 正激变换器变压器设计 专题7 半桥变换器设计
电路中的电压和电流的关系，为了描关系，
引入电阻R，表示导体对电荷固性的物理量。
R l
A
磁场中引入μ，解决磁场强度H和磁感应密度 B的数量关系，表示磁场媒介对磁的固有特性
的物理量。
1)磁介质的磁导率()
电流在不同的介质中产生的磁感应强度B是不
同的,用系数来表征物质导磁能力。
真空中的磁导率 0 4 107 H m