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开关电源磁芯要怎么选择?

彭峰 | 被浏览359次 11个月前 |

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  • dxjian 2016-05-14 21:02

    根据开关器件在电路中连接的方式,目前比较广泛使用的开关电源,大体上可分为:串联式开关电源、并联式开关电源、变压器式开关电源等三大类。其中,变压器式开关电源(后面简称变压器开关电源)还可以进一步分成:推挽式、半桥式、全桥式等多种;根据变压器的激励和输出电压的相位,又可以分成:正激式、反激式、单激式和双激式等多种;如果从用途上来分,还可以分成更多种类

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  • 请叫我雷锋 2016-05-14 16:28

    1:其实各个不同形状的磁心都有其最佳的应用场合.也就是选择使用的时候,扬其长,避其短,做到较优的设计.   
    2:选择磁心材料前,先确定其磁心材料的基本参数,也就是根据你的具体使用环境进行选择.如是PC40还是PC50等   
    3:输出功率的大小主要是看其磁心材料的横截面积的大小.   
    4:绕组匝数及绕组多少等主要看磁心材料的窗口面积的大小.

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  • -丶- 2016-05-14 14:44

    本来DC/DC有很多芯片可以选择,你这里的是升压,可以使用BOOST电路,也可以使用推挽电路,也可以使用桥式电路,由于功率并不大,用桥式电路很不划算。你选推挽电路的话,可以使用3525或者494都可以。具体型号为KA3525A,KA3524,SG3524,SG3525,TL494,UC494等。

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    • kitty1235 回答:1. 物质磁性的起源和居里温度     物质是由原子组成的,原子中的电子有两种运动方式:绕原子核的轨道运动和绕本身轴的自旋。无论哪种运动都可等效为一个环形电流,由安培环路定律可知,必然产生磁场。即,原子的磁场来自轨道磁场加自旋磁场。宏观的磁场则表现为所有原子磁场的矢量和。当原子与原子的磁场取向相反时,磁场彼此抵消,对外不显示磁性。当原子与原子的磁场取向相同时,磁场彼此叠加,对外显示磁性。实际物体的宏观磁场,大多不是以原子产生的磁场为单位,而是以磁畴为单位。磁畴可以理解为无数个具有相同方向(磁场)的原子的聚集。而磁畴磁场取向的排列才真正决定物体的宏观磁性。       各种磁性物体都有一个重要的物理参数:居里温度。也就是说对于磁性物体,当超过某个特定的温度时不管外界磁化磁场的大小,都不再显示磁性。这是因为热运动使物体的磁畴混乱排列,磁场彼此抵消,宏观上不显示磁性。所以电源用磁性材料必须考虑磁芯的散热,温度的升高必然导致磁性能的下降。磁性物体决不能在居里温度以上工作。一般来讲,磁导率越高居里温度越低。常规电源用铁氧体材料的居里温度约为220℃。  2. 电源用磁性物体的分类和磁化曲线 铁磁性材料:这种磁性体只要在很小的磁场的作用下就能磁化到饱和。并且对外显示强磁性。其磁导率高达106数量级。一旦外场消失则对外不显示磁性。高频变压器用的硅钢片就属于典型的铁磁体。 亚铁磁性材料:相对铁磁性而言仅仅是磁导率要小2—3个数量级。比如我们高频变压器用的铁氧体是典型的亚铁磁性材料。     作为正激和桥式变换器,大都工作在区域1和2。这两个区的特点是:外磁场很小,并且磁化过程是可逆的。对1区有B=µiH。µi为起始磁导率。显然是线性的。对输出功率不大、频率不高的电源变压器,可以极为精确的计算工作时的B值。在2区有B=µiH+bH2。其中b为瑞利常数。这个区已经不是线性的了。但磁化过程仍然可逆。通常针对这两个区,在工程应用上我们仍然取近似公式:B=µiH。由于可逆,故正激变换器几乎没有磁滞(实际上由于工艺等原因,仍然存在不可逆磁化,仍有磁滞,只不过比较小)。对于输入输出相同的电源,若分别采用正激和反激拓扑,只要工作频率相同,正激变压器的效率一定高于反激变压器。     对于反激变压器而言,其工作区域是1、2、3区。其中3区属于不可逆磁化区,这个区域是磁滞的主要形成区,故反激变压器定有磁滞损耗的成分。它是工作在中等磁场范围内,此时当磁场的变化范围很小时,B的变化十分显著,其磁导率迅速增大并达到最大值,这个区也是最大磁导率区。显然1、2、3各区的磁导率并不相等。但在变压器的参数计算时,我们采用公式B=µeH。其中µe为有效磁导率,使将1、2、3中的B---H曲线等效为一根直线得出的B和H的比值。需要说明的是这个式子适应于以DCM方式工作的反激变换器。以CCM方式工作的反激变换器,精确的计算须使用增量磁导率。正激变换器中的储能电感的计算同样要考虑DCM方式使用µe,CCM方式使用增量磁导率。     图4是最大磁滞洄线。磁化过程不能按原路返回,则必然有能量的消耗,磁化一周消耗的功率就等于磁化曲线包围的面积。为降低功耗,我们在选择磁芯时,总是希望磁滞洄线越瘦越好。这样才更近似于一条过坐标零点的直线。当用公式B=µeH时,才更接近实际情况。由于B=µeH是个近似的公式,而磁芯的Bmax又是随温度的上升而降低,因而在设计变压器时ΔB值一定要留有余量。(DCM方式通常不应超过其标称Bmax值的2/3,注意这个值对应产品可能工作的最高温度),如果该值余量不大,电源过流保护的流限延迟,也必须考虑。通常情况,一个设计正确的电源,满负载情况下,在全电压输入范围内开环工作,变压器的磁芯是不会饱和的。 3. 励磁电流     一个实际的变压器,总可等效为一个励磁电感和一个理想变压器的并联,如图5。       对反激变压器则等效为一个理想电感。在Ton时,有 Vin=n1Ae(db/dt)----①。     由安培环路定律: ∮hdl=n1I1+n2I2=HLe=Φ1Rm/n1----②     其中Ae磁芯的有效截面积, B为磁感应强度 ,H为磁场强度, Le为有效磁路长度 ,Φ1为变压器初级磁通,Rm为磁芯磁阻。由②式可得: I1=(-n2/n1)I2+LeH/n12=(-n2/n1)I2+Φ1Rm/n12=(-n2/n1)I2+Φ1/ Lm=I1’+Im。③     显然变压器的能量来源于I1,I1中必然包含了励磁电流。③式中的Im 即为励磁电流,I1’为次级等效到初级的电流。至此,可以得出结论:次级绕组开路时的初级电流即为励磁电流。相应次级开路时的初级电感则可近似认为是励磁电感。
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