磁芯种类和AP法选磁芯
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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
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,TP4
EP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
根据滤波器电感量大小:
)
AL=(L/N2)*1000000(nH
N
(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)
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。
不同磁芯对变压器的工作影响:
常用的PQ和EP磁芯参数
PQ型磁芯参数:
特点:有10种形状构成系列供选用。
为高密度(定义)安装而设计的磁芯形状。
用途:开关电源用变压器,扼流圈等。
EP型磁芯参数:
AP 法选磁芯:
令初次绕组的有效值电压为U 1,初次线圈的匝数为N p ,所选磁芯的交流磁通密度为B AC ,磁通量为φ,开关周期为T ,开关频率为f ,初次侧电流的波形系数是K f ,磁芯有效横截面积为A e 有关系式: U 1=N P
dφ
dt
=N P B AC A e K f
T
×10−4
=N P B AC A e K f ×10−4 (1) 考虑到K f =4k f 关系式之后 波形系数K f :
4*f f
K k = (2)
波形因数k f :
rms
f ave U k U =
(3)
U rms 采用有效值,U ave 采用整流平均值(均绝值)
正弦波的有效值为峰值的√2
2倍,整流平均值为峰值的2
π倍 可推导出:
N P=U1×104
4K f B AC A e f
(4)
同理设次级绕组电压为U s,其绕组为N s,可得:
N s=Us×104
4K f B AC A e f
(5)
设绕组的电流密度为J(400A/cm2),导线截面积为S=I/J,高频变压器的窗口利用系数为K w,初次绕组有效值电流分别为I1, I2,绕组面积被完全利用时:
K w A w=N P×I1
J +N S×I2
J
(6)
A w=N P
K w ×I1
J
+N S
K w
×I2
J
(7)
将(4)(5)整理进(7)后得:
A w=U1I1+U S I2
4K w K f JB AC A e f
×104(8)
AP=A w A e=U1I1+U S I2
4K f B AC A e f
×104×A e
=P l+P O
4K f B AC A e f
×104(9)
高频变压器的视在功率为初次绕组所承受的总功率,即S=P l+P O。
因电源效率
η=P o
P l
,最终得到:
AP=A w A e=(1+η)P o
4K f B AC A e f
×104(cm4) (10)
K f=1.115D,B AC=B M×K RP×Z
最后得到下式:
AP=A w A e=0.433(1+η)P0
ηK W DJB M K RP f
×104(cm4)
对于反激式开关电源,B M值应介于0.2-0.3T之间,电流密度J一般取
200-600A/cm2,窗口利用面积Kw一般取0.3-0.4(实际时取的),K RP为脉动系数,其值为原边侧电流斜坡中心值与峰值开关电流的比值。