磁芯种类和AP法选磁芯

高频变压器的视在功率为初次绕组所承受的总功率，即 S=
。因电源效率
η= ，最终得到：
AP= =
=， =
最后得到下式： AP= =
()
(10)
Z
()
对于反激式开关电源， 值应介于之间，电流密度 J 一般取 200-600A/ ，窗口
利用面积 Kw 一般取（实际时取的）， 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。
有 机 材 组合成
组合而
料粘合
成
特点 极高的磁导率 磁 导 率 磁 导 率 在 饱 和 磁 磁导率在 14~550
（ μ 约 在 10~75 26~125 之 通 密 度 之间
60000）
之间
间
高 于 铁 饱和磁通密度最
很高的饱和磁 低成本 成本中等 硅 铝 合 高
通密度（~） 铁 芯 损 铁芯损耗低 金
，,，EE10，EE13，EP7，EP10，RM4，，
5—10W 可用磁芯 10—20W 可用磁芯 20—50W 可用磁芯 50—100W 可用磁芯 100—200W 可用磁芯 200—500W 可用磁芯 500W 以上可用磁芯
URS7 ER20，EE19，RM5，GU14，EI22，EF16， EP13， ER25，EE20，EE25，RM6，GU18，EF20 ER28，EI28，EE28，EE30，EF25， RM8,GU22,PQ20 系列,EFD20 ER35，ETD34，EE35，EI35，EF30，RM10， GU30，PQ26 系列 ER40，ER42，EI40，RM12，GU36，PQ32 系列 ER49，EC53，EE42，EE55，RM14，GU42， PQ35 系列，PQ40 系列，UU66 ER70，EE65，EE85，GU59，PQ50 系列， UU80，UU93
常用的 PQ 和 EP 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。
TYPE 类 型
Dimensions 规模
PQ20/1 6
PQ20/2 0
**14 **14
AP cm4
AE mm2 磁芯有效 截面积
AW mm2 卷线截面
根据工作频率，功率大小，电感量大小， 安装空间选择磁芯：
根据工作频率选择磁芯
适用的工作频率范围
TP3 材质
温度升高，功率呈下降趋势，中心工
作频率 25KHz—200KHz
TP4 材质
中心工作频率在 200KHz—300KHz
TH7，TH10,TH12 材质
中心工作频率小于 150KHz
根据功率大小选择磁芯 小于 5W 可用磁芯
居里温度高
形状
EE,ER,EI,PQ,RM,POT
DR,R,环形
用途
功率变压器，EMI 共模滤 常模滤波器，储能电感
波器，储能电感
合 金 类 硅钢片
铁粉芯 铁硅铝合金 铁镍合金 钼坡莫合金
磁芯
组成 硅,钢
极 细 的 铝 6% ， 硅 镍 50%， 钼 2%，铁 17%，
铁 粉 和 9%，铁 85% 铁 50% 镍 81%组成
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
合金类磁芯：铁粉芯，钼坡莫合金（不常见）
铁氧体磁芯
锰锌系
镍锌系
组成
71%，MnO 20%，其
50%，NiO 24%，其
他为 ZnO
他为 ZnO
特点
电阻率高（10omh-cm） 电阻率高（ omh-cm）
铁芯损耗低 居里温度高
铁芯损耗较锰锌系高 工作频率高
E 型磁芯
不同磁芯的特点及区别 骨架和绕组几乎全部被磁芯包裹
起来，致使它对 EMI 的屏蔽效果非常 好;罐型磁芯尺寸均符合 IEC 标准，在 制造的时候互换性非常好;可提供简 单型骨架(无插针的)和 PCB 板安装骨 架(有插针);由于罐型形状的设计，致 使与其它类型同等尺寸的磁芯相比费 用更高;由于它的形状不利于散热，因 此不适于应用于大功率变压器电感 器。 与罐型相比，切掉了罐型的两个对称 的侧面，这重设计更有利于散热和大 尺寸的引线引出;与罐形相比，节约了 大约 40%的安装的空间；骨架有无针型 的和插针型的;可以采用一对夹子进 行安装;RM 型磁芯可以作成扁平形状 (适合现在的平面变压器或者是直接 把磁芯装配到已经设计好绕组的印制 板电路上);虽然屏蔽效果不如罐型的 好，但是仍然不错。 与罐型磁芯相比，E 型磁芯的费用要低 的多，再加上绕制和组装都比较简单， 这种磁芯形状现在应用最广，但是它 的缺点是不能提供自我屏蔽；E 型磁芯 可以进行不同方向的安装，也可以几
（不常用）
UU 型磁芯
1300—6000
EP 型磁芯
5000—12000
ET,FT 型磁芯
1500—9000
EE 型磁芯
1500—13000
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：
磁芯形状 罐型磁芯
RM 型磁芯
为
，开关周期为 T，开关频率为 f，初次侧电流的波形系数是 ，
磁芯有效横截面积为 有关系式：
=
=
(1)
考虑到 = 关系式之后
波形系数 ： K f 4 * k f
波形因数
：
kf
Urms U ave
(2) (3)
采用有效值， 采用整流平均值（均绝值）
正弦波的有效值为峰值的 倍,整流平均值为峰值的 倍
PQ 型磁芯 EP 型磁芯
付叠加应用更大的功率；这种磁芯可 以作成扁平形状(是现在平面变压器 很流行的磁芯形状)；也可以提供无针 和插针型骨架；由于其散热非常好、 可以叠加使用，一般大功率电感器和 变压器都使用这种形状的磁芯。 PQ 型磁芯专门为开关电源用电感器和 变压器设计。PQ 形状的设计优化了磁 芯体积、表面积和绕组绕制面积之间 的比率;这种设计，使的使用最小的磁 芯提供最大的电感量和最大化的绕制 面积成为可能;这种设计，使得在最小 的变压器体积和重量下，获得最大的 输出功率，并且占用最小的 PCB 安装 空间;可以使用一付夹子进行安装固 定;这种有效的设计也使的磁芯的磁 路截面积更加统一，因此这种磁芯结 构也使得比其它的磁芯结构设计有更 少的工作热点。
EP 型磁芯的圆形中心柱立体形结 构，除了与 PCB 板接触的末端外，完 全的把绕组包裹了起来，屏蔽非常好; 这种独特的形状最小化了在两片磁芯 装配时接触面形成的气隙的影响，并 且提供了一个更大的体积和总的空间 利用率的比例。
PQ 型磁芯参数：
环形磁芯： 对于制造商来说，环型磁芯是最经济 的，在与其可比较的各种磁芯中，它 的花费是最低的;由于使用骨架，附加 的和组装的费用等于零;适合时可以 使用绕线机进行绕制;它的屏蔽也是 非常不错的。
成本最高
电阻率非常低 耗很高
成 本 高 铁芯损耗最低，
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（取决于硅含 量），故使用频 率不高 成本低廉
型式 片状或带状以 EE，ER， 环形
及加工后的 O 环形等 型，R 型等
于 铁 硅 稳定性最好 铝合金 铁芯损 耗于铁 硅铝合 金和铁 粉芯之 间 环形 环形
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
EP 型磁芯参数：
36..00
TYPE 类型
Dimensions 规模
AP cm4
AE mm2 磁芯有 效截面
积
AW mm2 卷线截面
积
AL nH/N2 磁芯无 气隙时 的等效 电感
LE mm 磁路长
度
VE mm2 磁芯体积
WT g 磁芯重 量
AP 法选磁芯：
令初次绕组的有效值电压为 ，初次线圈的匝数为 ，所选磁芯的交流磁通密度
可推导出：
=
(4)
同理设次级绕组电压为 ，其绕组为 ，可得：
=
(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 ，初次绕组有效值电流分别为 , ，绕组面积被完全利用时：
=
+
(6)
=
+
(7)
将（4）（5）整理进（7）后得：
=
(8)
AP= =
=
(9)
积
AL nH/N2 磁芯无气隙 时的等效电
感
LE mm 磁路长
度
VE mm2 WT g 磁 磁芯体积 芯重量
PQ26/2 0
PQ26/2 5
PQ32/2 0
PQ32/3 0
PQ35/3 5
PQ40/4 0
PQ50/5 0
**19 **19 32**22 32**22 **26 **28 50**32
根据滤波器电感量大小：
AL=（L/ ）*1000000（ ）
（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)