磁环电感的设计计算表格
利用磁环设计电感(choke)的简易步骤!
利用磁环设计电感（choke）的简易步骤！开关电源中，电感的设计也是一个关键步骤，通常电感采用开气隙的铁氧体或者其它材质的磁环来制作。
而利用磁环设计的电感，由于其良好的软饱和特性在开关电源中应用广泛。
目前常见的磁环有，铁粉芯，Koolmu，High flux，mpp等材质，后三种是最近出现的。
特别Koolmu，是magnetics公司力推用来取代铁粉芯的产品。
现以koolmu为例子来设计一个电感第一步，选定磁芯：根据需要的电感量L，和通过电感的最大电流I，算出LI2，根据下图，利用对角曲线和垂直于X轴的直线的交点，找到合适的型号。
比如L=1mH,I=1A.则LI2=1，从曲线上看并无合适的型号，那么往大点取，可以取90u范围中的77314。
第二步，计算绕组匝数：找到77314的电感系数为65nH,那么1mH就需要124匝。
第三步，核算电感量：对于磁环构成的电感，有一个特点就是磁环的磁导率会随着直流励磁强度明显下降。
也就是一个已经设计好的电感，其电感量会随着通过电感的电流增大而减小。
上图为koolmu磁导率和直流励磁强度之间的曲线图。
其中DC magnetizing force=0.4piNI/le其中le为磁路长度，单位为cm。
比如77314的le=5.67cm 那么DCmf=27.5 oersteds那么核对上面的曲线，发现当通过1A电流时候，也就是最大励磁的时候，此时u为初始u值得70%，也就是此时实际电感为0.7mH.对于koolmu，最大励磁下u值在初始u值得的0.5~0.8的范围内都是比较合理的。
第四步，决定线径，当然这个根据电流来决定，而电流密度的选择和散热环境有很大关系。
当然，有时一次计算无法决定最佳设计，可以反复计算，找到最佳设计。
而更具体的设计方法，可以参考magnetics的官网资料。
线圈电感量的计算
线圈电感量的计算：加载其电感量按下式计算:线圈公式阻抗(ohm) = 2 * 3.14159 * F(工作频率) * 电感量(mH)，设定需用360ohm 阻抗，因此：电感量(mH) = 阻抗(ohm) ÷(2*3.14159) ÷ F (工作频率) = 360 ÷(2*3.14159) ÷7.06 = 8.116mH据此可以算出绕线圈数：圈数= [电感量* { ( 18*圈直径(吋)) + ( 40 * 圈长(吋))}] ÷圈直径(吋)圈数= [8.116 * {(18*2.047) + (40*3.74)}] ÷ 2.047 = 19 圈空心电感计算公式：L(mH)=(0.08D.D.N.N)/(3D+9W+10H)D------线圈直径N------线圈匝数d-----线径H----线圈高度W----线圈宽度单位分别为毫米和mH。
空心线圈电感量计算公式:l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44)线圈电感量l单位: 微亨线圈直径D单位: cm线圈匝数N单位: 匝线圈长度L单位: cm频率电感电容计算公式:l=25330.3/[(f0*f0)*c]工作频率: f0 单位:MHZ 本题f0=125KHZ=0.125谐振电容: c 单位:PF 本题建义c=500...1000pf 可自行先决定,或由Q值决定谐振电感: l 单位: 微亨1。
针对环行CORE，有以下公式可利用: (IRON)L=N2．AL L= 电感值（H)H-DC=0.4πNI / l N= 线圈匝数(圈)AL= 感应系数H-DC=直流磁化力I= 通过电流(A)l= 磁路长度（cm)l及AL值大小，可参照Microl对照表。
例如: 以T50-52材，线圈5圈半，其L值为T50-52(表示OD为0.5英吋)，经查表其AL值约为33nHL=33．(5.5)2=998.25nH≒1μH当流过10A电流时，其L值变化可由l=3.74(查表)H-DC=0.4πNI / l = 0.4×3.14×5.5×10 / 3.74 = 18.47 （查表后）即可了解L值下降程度(μi%)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。
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
磁环电感精确计算电子表格
参数值 7 60 77059 60 22.9 14 7.62 5.67 43 8 1.17 1.22 2148 5.98 2.05 41.9 142.5
运行参数 双环参数
导磁比 计算电感 计算电感 初始电感 导线长
u/ui L
% uH uH uH mm
50.1 975.3 1950.6 3895 12243.52
34.1 843.8 1687.6 4944.8 13143
49.2 41.3 82.6 167.8 4640.16
49.6 69.7 139.4 280.8 6419.4
50 63.4 126.8 253.6 8095.78
49.8 45.7 91.4 183.6 5957
43.3 99.6 199.2 459.8 5068.344
参数值 40 55 77111 26 57.2 35.6 14 14.3 33 8 8.23 3.24 4263 4.86 18.88 11.8 91.8
参数值 10 64 77071 60 33.8 19.3 11.43 8.15 61 8 2.08 1.63 3459 4.81 3.79 37.9 229.9
52.7 58.7 251.3 296.5 502.6 593 954 1009.6 11878.44 10451.6
1.12线 130匝 单环 初始电感 >1260uH 设计电感 630uH
参数值 23 45 77439 60 46.7 24.1 18 10.74 135 8 4.61 2.42 3656 4.99 9.57 18.1 251.5
参数值 23 72 77440 26 46.7 24.1 18 10.74 59 8 2.88 1.91 5849 7.99 24.49 46.3 281.4
各种线圈的电感和互感计算
矩型线圈、螺旋线圈、多层绕组线圈、变压器线圈的电感和互感计算方法1、截面为矩型的线圈的电感计算方法矩形线圈如图2-36所示，其电感为：2、截面为单层螺旋型的线圈的电感计算方法其中：L：螺旋型线圈的电感[H]l ：螺旋型线圈的长度[m]N：螺旋型线圈的匝数S：螺旋型线圈的截面积[m2]μ：螺旋型线圈内部磁芯的导磁率[H/m]k：螺旋型长冈系数（由2R/l 决定，表2-1）【说明】上式用来计算空心线圈的电感，μ=μ0 ，计算结果比较准确。
当线圈内部有磁芯时，磁芯的导磁率最好选用相对导磁率μr ，μr=μ/μ0 ，μ为磁芯的导磁率，即：有磁芯线圈的电感是空心线圈电感的μr 倍，μr可通过实际测量来决定，只需把有磁芯的线圈和空心线圈分别进行对比测试，即可求得μr 。
但由于磁芯的导磁率会随电流变化而变化，所以很难决定其准确值。
这个公式是从单层线圈推导出来的，但对多层线圈也可以近似地适用。
3、多层绕组重叠线圈的电感其中：L：多层绕组线圈的电感[H]R：线圈的平均半径[m]l ：线圈的总长度[m]N：线圈的总匝数t：线圈的厚度[m]k：长冈系数（由2R/l 决定，见表2-1）c：由l/t 决定的系数（见表2-2）【说明】上式是用来计算多层线圈绕组、截面为圆形的空心线圈的电感计算公式。
长冈系数k可查阅表2-1，系数c可查阅表2-2。
当线圈内部有磁芯时，有磁芯线圈的电感是空心线圈电感的μr 倍，μr是磁芯的相对导磁率。
相对导磁率的测试方法很简单，只需把有磁芯的线圈和空心线圈分别进行测试，通过对比即可求出相对导磁率的大小。
4、变压器线圈的电感变压器线圈如图2-39所示，其电感为：L=μN*NS/l （2-108）其中：L：变压器线圈的电感[H]l ：变压器铁芯磁回路的平均长度[m]N：变压器线圈的匝数S：变压器铁芯磁回路的截面积[m2]μ ：变压器铁芯的导磁率[H/m]【说明】（2-108）式中的导磁率只能使用平均导磁率，技术手册中的数据不能直接使用。
自己动手绕线圈电感详细计算公式
自己动手绕线圈电感详细计算公式加载其电感量按下式计算：线圈公式阻抗(ohm)=2*3.14159*F(工作频率)*电感量(mH)，设定需用360ohm阻抗，因此：电感量(mH)=阻抗(ohm)÷(2*3.14159)÷F(工作频率)=360÷(2*3.14159)÷7.06=8.116mH据此可以算出绕线圈数：圈数=[电感量*{(18*圈直径(吋))+(40*圈长(吋))}]÷圈直径(吋)圈数=[8.116*{(18*2.047)+(40*3.74)}]÷2.047=19圈空心电感计算公式：L(mH)=(0.08D.D.N.N)/(3D+9W+10H)D------线圈直径N------线圈匝数d-----线径H----线圈高度W----线圈宽度单位分别为毫米和mH。
空心线圈电感量计算公式:l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44)线圈电感量l单位:微亨线圈直径D单位:cm线圈匝数N单位:匝线圈长度L单位:cm频率电感电容计算公式:l=25330.3/[(f0*f0)*c]工作频率:f0单位:MHZ本题f0=125KHZ=0.125谐振电容:c单位:PF本题建义c=500...1000pf可自行先决定,或由Q值决定谐振电感:l单位:微亨1、针对环行CORE，有以下公式可利用:(IRON)L=N2．ALL=电感值（H)H-DC=0.4πNI/lN=线圈匝数(圈)AL=感应系数H-DC=直流磁化力I=通过电流(A)l=磁路长度（cm)l及AL值大小，可参照Microl对照表。
例如:以T50-52材，线圈5圈半，其L值为T50-52(表示OD为0.5英吋)，经查表其AL值约为33nH，L=33．(5.5)2=998.25nH≒1μH当流过10A电流时，其L值变化可由l=3.74(查表)H-DC=0.4πNI/l=0.4×3.14×5.5×10/3.74=18.47（查表后）即可了解L值下降程度(μi%)2、介绍一个经验公式L=(k*μ0*μs*N2*S)/l 其中μ0为真空磁导率=4π*10(-7)。
环形电感的计算公式
电感公式_
针对环形CORE，有以下公式可利用:
(IRON)
L=N*AL L=电感量(H) AL=感应系数
H-DC=0.4πNI /l N==绕线匝数（圈）
H-DC=直流磁化力I=通过电流(A) l=磁路长度(cm)
l及AL值大小，可参照Micrometa对照表。
例如:
以T50-52材，绕线5圈半，其L值为T50-52(表示OD为0.5英寸)，经查表其AL值约为33nHL=33*(5.5)=998.25nH≈1H
当通过10A电流时，其L值变化可由l=3.74(查表)
H-DC=0.4πNI / l = 0.4×3.14×5.5×（查表后）即可了解L值下降程度(i%)
电感计算
介绍一个经验公式
L=(k*0*s*N*S)/l
其中
0为真空磁导率=4π*10。
（10的负七次方）
s 为线圈内部磁芯的相对磁导率，空心线圈时s=1
N为线圈圈数的平方
S 线圈的截面积，单位为平方米
l 线圈的xx，单位为米
k 系数，取决于线圈的半径（R）与长度(l)的比值。
2-7222计算出的电感量的单位为亨利。
k值表
以上均为理论值，实际的电量以实测为准。
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。
电感设计公式和例举
电感设计公式和例举Ae：有效磁粉芯面积（cm2）与磁芯的横截面积相等（cross section area）le:有效磁路长度或称平均磁路长度（cm）（mean magnetic path length）V:磁芯体积：（cm3）(core volume)OD：磁芯外径（cm）（outside diameter of core）ID:磁芯内径（cm）(inside diameter of core)Ht：磁芯高度（cm）W:磁芯最小窗口面积（cm2）1英寸（inches）=103mil=25.4mm磁导率是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值。
In magnetics,permeability is the ability of a material to conduct flux.The magnetitude ofthe permeability at a given induction is a measure of the ease with which a core materialcan be magnetized to that induction.It is defined as the ratio of the flux density Bto the magnetizing force H.µe：有效磁导率（无量纲）permeabilityB:磁通量密度（高斯Gauss）flux density(Gauss)H:磁场强度（奥斯特O e）magnetizing(O e)每种尺寸磁粉芯的额定电感量都与其有效磁导率有关，有效磁导率仅作参考环型磁芯的电感测试是依均匀分布的单层绕组作测试依据，以非均匀分布而少圈数的磁芯作测试会产生比预期要大的电感读数。
Neu Flux Cores的电感系数值是以1000圈时为测试依据，其中电感系数偏差通常在±8%之间。
The inductance of a wound core at a given number of turns is calculated using thefollowing formulaL=0.4πµeN2Ae*10-2/leLn=Al&N<2>*10-3L:电感量（µH）1H=103mH=106µH=109nHinductance(µH)Al：额定电感量（nH/N2）nominal Inductance(nH/N2)µe:有效磁芯截面积 effective cores sectionarea(cm2)Ae:有效磁路长度 mean magnetic path length(cm)N:线圈数： number of turnsLn:在N圈时的电感量（µH）Inductance at N turns(µH)安培定律揭示了磁场强度（H）与电流、圈数和磁路长度之间的关系。
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⒆资料：
19-1USA Micrometals 铁粉末铁心（节录）：
内径截面面积面积乘积磁路长度质量
导磁率电感系数 cm cm2cm4cm g μAL T30-260.3840.0650.008 1.830.875.033.0T37-260.5210.0700.015 2.32 1.175.028.0T44-260.5820.1070.028 2.67 2.075.036.0T50-260.7700.1210.056 3.20 2.775.032.0T68-260.9400.1960.136 4.24 5.775.042.0T72-26
0.711
0.3690.147 3.99
10.475.087.0
粉末铁心结构常数
Kj(25℃）Kj(50℃）
x y 403
590
1.14
-0.12
[ 变压器与电感设计手册 （中国电子变压器专业委员会内部参考资料）]
19-2嘉成电子公司铁粉末铁心（节录）：
内径外径高度磁路长度截面面积体积
电感系数mm mm mm cm cm2
cm3AL T30-26 3.8407.8 3.250 1.840.0610.11033.5T37-26 5.2109.53 3.250 2.310.0640.14728.5T44-26 5.82011.2 4.040 2.680.0990.26637.0T50-267.70012.7 4.830 3.190.1120.35833.0T68-269.40017.5 4.830 4.230.1790.75943.5T72-267.11018.3 6.600 4.010.349 1.40090.0
19-326号铁粉材质铁损：
①USA Micrometals 公司提供的μ=75，26#铁粉末铁心铁损计算式：
P =0.144*f 1.12*Bm 2.01W/kg
f ：
频率
Hz
Bm ：磁通密度T
[ 变压器与电感设计手册 （中国电子变压器专业委员会内部参考资料）]
②嘉成电子提供的铁粉末铁心的铁损曲线：
型号型号
19-4铁粉末铁心的导磁率和磁场强度的关系：
①嘉成电子铁粉末铁心的导磁率和磁场强度的关系曲线：
(嘉成电子)
初始导磁率百分数与直流磁化强度的关系曲线
(嘉成电子)
导磁率百分数与直流磁化强度的关系曲线
②东阳东磁有限公司提供的铁粉末铁心的导磁率和磁场强度的关系曲线：
东阳东磁有限公司
65%
60Oe
19-5铁粉末铁心的导磁率和频率的关系：
嘉成电子提供的铁粉末铁心的导磁率和频率的关系曲线：
(嘉成电子)
实效导磁率和频率的关系曲线
19-6电感线圈表面温升的计算：
（以下内容为节录自中国电子学会2006年变压器和电感器件专业学术年会论文集中杜保明的文章）假设热能是通过铁心或线圈绕组的暴露表面均匀消散的，当绕组或铁心的温度高于周围环境的空气温度时，热量就将通过热辐射的方式和热对流的方式向周围传递。
热辐射方式的散热能力为：
Wr = Kr×ε×（Tt 4 – To 4）
式中：Wr 表面的辐射散热能力（ W / cm2）
Kr 5.70×10-12
ε辐射系数，一般情况下ε≈ 0.95
Tt 物体表面绝对温度（K）
To 周围环境的温度（K）
热对流方式的散热能力为：
Wc = Kc×F×Δtη×P0.5
式中：Wc 表面的对流散热能力（ W / cm2）
Kc 2.17×10-4
F 相对空气摩擦系数，垂直表面的 F≈1.0
Δt 物体表面温升（K）
η指数值，1.0 ~ 1.25，取决于表面形状和位置
P 相对大气压力（海平面处 = 1 ，低海拔处≈1.0）
总的散热能力为两种散热能力相加：
Ws = kr×Wr + kc×Wc
= kr×[Kr×ε×(Tt 4 – To 4)]+ kc×[Kc×F×Δtη×P0.5]
式中：kr 辐射散热比率 kc 对流散热比率
一般情况下，对同一物体而言，单位表面积需要发散的热功率按55%的热辐射和45%的热对流组合实现（既Ws=0.55×Wr+0.45×Wc），当预知环境空气温度后，可以得到如下的发热物体的温升概算式：ΔT=（0.55×Δr + 0.45×Δt）/ 2
= ( 0.55×( ( ( Ws + k1 ) / ( 5.13×10-12 ) )1/4 – k2 ) + 0.45×( Ws / ( 2.7×10-4 ) )1/1.2 ) / 2[ ℃ ]
式中：Ws 单位表面积需要耗散的热功率（ W / cm2）
k1和环境空气温度有关的系数（见下表）
k2和环境空气温度有关的系数（见下表）。