鐵氧體磁芯選擇與設計決策
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在本文中，我將向您介紹DC-DC轉換器或電源濾波電感器等應用中使用的標準鐵氧體磁芯選擇指南和設計過(guò)程。該流程涉及一系列步驟，需要使用多份數據表，并且如果鐵氧體磁芯電感器設計需要間隙，則需要執行一定程度的迭代。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/202404/458165.htm
在本文中，我將向您介紹DC-DC轉換器或電源濾波電感器等應用中使用的標準鐵氧體磁芯選擇指南和設計過(guò)程。該流程涉及一系列步驟，需要使用多份數據表，并且如果鐵氧體磁芯電感器設計需要間隙，則需要執行一定程度的迭代。各階段如下：
在繼續之前，我們需要考慮決定使用鐵氧體磁芯而不是任何其他材料所造成的影響。請確保這是最適合您應用需求的材料。
紅框中突出顯示的是磁芯的有效長(cháng)度
；這是計算峰值磁通密度的重要值。它是組合兩瓣磁芯時(shí)磁通量的平均傳輸距離。如下圖中的藍線(xiàn)所示：
右邊展示的是磁芯組和PCB的構建方式；PCB銅軌將形成線(xiàn)圈環(huán)，我們可能需要堆疊數個(gè)小型PCB才能得到正確的匝數。這種設計的另一個(gè)目的是可能降低整體外形高度。因此，我們選擇了平面磁芯組。
研究并選擇鐵氧體材料（第2階段和第3階段）
實(shí)線(xiàn)表示材料的磁導率（鐵氧體“優(yōu)質(zhì)”系數）。在100kHz下，它們的值都在2000左右。這告訴我們，與空氣相比，它們在（a）集中磁通量和（b）約束磁通量方面有多好。兩者都比空氣好2000倍，這一點(diǎn)很重要。但是兩者在100kHz下沒(méi)有太大區別，而且它們在高達1MHz的頻率下都具有合理的性能。
虛線(xiàn)表示磁芯材料損耗，在1MHz下，3F3材料略?xún)?yōu)于3C90。
下一項比較表明磁導率隨磁芯溫度的變化程度：
在0°C至100°C的典型工作范圍內，3F3材料將是首選。未顯示的另一項比較是磁芯飽和水平。不過(guò)，我沒(méi)有將其包括在內，因為兩種材料的飽和水平非常接近，并且不會(huì )影響選擇3F3材料的決定。
概述
我們選擇了名為E38/8/25（Ferroxcube制造）的磁芯類(lèi)型，并調查其制造材料。材料3C90和3F3都很常見(jiàn)，在研究其材料規格時(shí)，我們決定使用3F3，因為它的性能更好。
為了得到這些結論，我們需要研究三份不同的數據表；磁芯組E38/8/25的數據表顯示其制造材料，還告訴了我們一個(gè)關(guān)鍵參數，即有效長(cháng)度
。然后，我們研究了這兩種材料的數據表，進(jìn)行了并排技術(shù)比較。
計算匝數（第4階段）
）。這是使用兩個(gè)相同的平面磁芯組合在一起時(shí)的值。您還應該注意磁芯磁導率（
）的關(guān)聯(lián)值為1570。最初在材料規格中，該值為2000；不過(guò)，模制成磁芯后，該值會(huì )稍微減少。
中的“e”代表“有效”，即
被稱(chēng)為有效磁導率。
計算所需電流（第5階段）
我們有一個(gè)磁芯組（以及磁芯材料），現已計算出所需的匝數，但需要通上什么電流？會(huì )引起問(wèn)題嗎？電流太大會(huì )導致磁芯飽和，因此應避免這種情況，但我們需要深入了解應用才能計算電流。在本示例中，我們假設應用是一個(gè)使用鐵氧體磁芯選擇指南和繞組作為DCM反激式變壓器鐵氧體磁芯的DC-DC轉換器。
因為它是反激式電路，所以我們無(wú)需分析任何次級電路方面以計算初級電流；我們只需要知道提供給負載的最大功率和工作頻率。因此，假設工作頻率為100千赫，負載所需的功率為40瓦。
，則可使用以下方程計算出一次電路所需的峰值電流：
）（兩個(gè)E38/8/25磁芯瓣為52.4毫米）。您還記得這個(gè)數值嗎？
都會(huì )影響一個(gè)稱(chēng)為磁場(chǎng)強度（H）的值：
）為1570；我們還知道（從各種來(lái)源），空氣的絕對磁導率為每米1.257
。因此，我們可以如下計算B：
）的磁芯，則AL值會(huì )降低到1000，這意味著(zhù)我們需要更多匝數才能產(chǎn)生1mH電感。從第四階段開(kāi)始，我們現在應該使用32匝以得到1.024mH。 從第五階段開(kāi)始，峰值電流應為0.927安培（之前為0.918安培）。 從第六階段開(kāi)始，H現為每米566.1安培匝數（之前為210.2At/m）
值216，重新計算峰值磁通密度。
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