铁氧体PFC电感的计算.pdf

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1、中国照明电器14CHINALIGHT＆LIGHTING2010年第9期铁氧体PFC电感的计算1吴树谊谈雪梅(1.常州轻工职业技术学院，江苏常州213164)摘要介绍铁氧体磁芯的性能，探讨铁氧体磁芯及绕组的计算。关键词PFC电感铁氧体磁芯绕组CalculationsofFerritePFCInductor1WuShuyiTanXuemei(1.ChangzhouInstituteofLightIndustryTechnology，JiangsuChangzhou213164)Abstract:Theperformanceofferr

2、itecores，andthecalculationsofferritecoresandwindingsaredescribed.Keywords:PFC;inductor;ferritecore;winding前言2磁芯的选择PFC电感是PFC电路中的重要部件之一，它的2.1磁芯材料性能和几何形状的选择性能和质量不但关系着自身的效率和寿命，还将直接PFC电感在电路中是升压用的，在100Hz基波电影响到PFC电路技术指标的实现和可靠性。铁氧体流上还要叠加高频电流。所以，对PFC电感的磁芯具有损耗功率小和价格低的优势，但也有饱和磁场

3、强材料的要求很高，既要在强的基波电流作用下不饱和度Hs比较小的缺点。在磁路中串联气隙，就能使Hs工作，又要在高频电流下有低的功率损耗。因此，要大大提高，但有效磁导率μe会大幅度地降低，可见，选用饱和磁感应强度Bs大、有效磁导率μe低以及功气隙长度有一个最佳值的选择问题。一般来说，小气率损耗小的磁材。从可靠性上来讲，还要求μe能随隙大磁芯要比大气隙小磁芯好，当然也要考虑价格等着温升和工作磁通密度Bw的增加而增大。现在已因素。当性能与价格发生矛盾时，价格应放在第二经有制造商开发出了高温、高Bs和高抗直流叠加的位，力求避免不合理的小型化

4、。铁氧体材料，这种材料制造的磁芯很适合用于PFC的电感匹配。PQ型磁芯具有结构紧凑的几何形状，1确定输出电压有效截面积Ae大，可减少绕组匝数;表面积大，可提PFC电路的输出电压必须高于输入最高峰值电高热辐射能力，减少温升。压(如式(1)所示)，才能保证在任何情况下使电感中2.2磁芯有效截面积Ae的计算储存与释放的伏–秒数保持平衡。应根据电感需要传递的功率、工作频率和自身功UO=1.1×槡2VIN(max)(1)耗等技术要求来选择磁芯的材质、形状及尺寸。在实式中，际使用时，Ae需要留有一定裕量，最终由实验来确UO———PFC电路的输

5、出电压，V;定，可根据公式(2)计算，V———输入交流最高有效值电压，V。IN(max)吴树谊等:铁氧体PFC电感的计算151.2UNPauxPoN=(5)Ae≈2×(1)auxU－V槡ηOIN(max)式中，式中，2N———辅助绕组的匝数，匝;A———磁芯有效截面积，mm;auxeP———PFC电路的输出功率，W;Uaux———辅助绕组工作电压，Uaux≈14V。Oη———PFC电路的效率，一般取0.95。6磁芯气隙长度的计算3主绕组电感值的计算计算的气隙是总的空气回路的长度，在实验室里在输入最高峰值电压时，PFC电路的开关频率

6、为作垫气隙试验时，其每边的长度是总气隙长度的一最低，为避免可闻噪音的产生，最小开关频率应大于半。量产时不建议采用垫气隙工艺，应采用在中心柱20kHz。电感值的计算如式(3)，上磨气隙工艺。2在磁路中加入气隙后，减小了磁芯的有效磁导率(U－槡2V)ηVOIN(max)IN(max)L=(3)P2fUPμe，使主绕组的电感量降低。请注意，测量时与使用sw(min)OO式中，中的电感量会存在差异。为了得到实用的LP值，用L———主绕组电感值，mH;电桥测量时应在计算电感值的基础上增加15%。气Pf———PFC电路的最低工作频率，f=隙长

7、度计算如式(6)，sw(min)sw(min)2－8l=4πNA×10/L(6)25kHz。gapPePV———输入最高有效值电压，V。式中，IN(max)l———磁芯气隙长度，cm。gap4主绕组匝数的计算7功率损耗和温升的计算PFC电感是单向激磁，Bw的取值一般比较低，从磁通密度和磁导率的关系图中可以看到，为避免在工电感的功率损耗PC为磁芯损耗PFe与导线损耗作时电感值下降太多，Bw的取值应低于200mT，一般PCu两部分之和。取150～180mT。主绕组匝数的计算如式(4)，线圈铜阻引起的功耗642LI×10PLP(max)

8、P=IR(7)N=(4)Cu3rmsCuPBAwe式中，式中，I———流过线圈的有效值电流，A;N———主绕组的匝数，匝;rmspR———25℃时的线圈直流电阻，Ω。I———主绕组中最大峰值电流，A，CuLP(max)磁芯的磁滞和涡流引起的功耗2槡