【文章內(nèi)容簡介】 波形 (3) 磁芯尺寸選擇 ? 磁芯尺寸的選擇最常用的有三種方法 ， 第一種是先求出磁芯窗口面積 Aw與磁芯有效截面積 Ae的乘積 AP(AP＝ Aw Ae， 稱磁芯面積乘積 )。 根據(jù) AP值 ， 查表找出所需磁性材料之編號 ， 謂之 AP法；第二種是先求出幾何參數(shù) ， 查表找出磁芯編號 ， 再進行設計 ， 稱為 Kg法；第三種是直接根據(jù)電路拓撲 、 輸出功率 、 開關頻率 、磁芯材料和形狀查表得出磁芯型號 ， 為查表法 。 這里我們主要介紹 AP法 。 目錄 磁性材料及鐵氧體磁性材料 /全橋變換器磁芯尺寸計算 常見磁芯的結構參數(shù) 波形 ? AP法經(jīng)驗公式： 其中 Po —— 輸出功率 (W)； ?B —— 磁通密度變化量 (T)； fS —— 變壓器工作頻率 (Hz)； K —— （正激變換器，推挽中心抽頭） —— （全橋，半橋）。 ? 公式是基于線圈電流密度 420A/cm2，并假定窗口充填系數(shù)是 40％。 cm4 3/4SoWe ??????????? BKfPAAAP 55 目錄 磁性材料及鐵氧體磁性材料 /全橋變換器磁芯尺寸計算 常見磁芯的結構參數(shù) 波形 ? 正激電路和初級電流波形如上一講 圖 4－ 4－ 5所示 。一般輸出電流脈動分量 Δ I=， Io－次級斜坡電流的中值 。 如忽略磁化電流 ， 初級電流峰值為 Ii= Io/n。 在最低輸入電壓時保證輸出電壓 。 正激變換器的最大占空比應當小于 。 同時為了能承受突加負載等影響 ，最大占空比選擇為 ， 因此 ， 輸出功率 ? 因線圈導線直徑用電流有效值計算的，矩形波電流有效值與電流峰值的關系為 或 Idc= dcm i nidci m i ndci m i nio IUIUIDUPP ????? ??dcdcdc IIDII ??? 56 57 目錄 磁性材料及鐵氧體磁性材料 /全橋變換器磁芯尺寸計算 常見磁芯的結構參數(shù) 波形 因此： 由電磁感應定律得到 其中 Ui —— 變壓器初級電壓 (V)； NP —— 變壓器初級匝數(shù)； Ae —— 磁芯的有效截面積 (m2)； ?B—— 在導通時間內(nèi)磁通密度擺幅 (T)； ton —— 導通時間（ s） IUIUIUP m i nim i nidcm i nio ????onePi tBANU ?? 58 59 目錄 磁性材料及鐵氧體磁性材料 /全橋變換器磁芯尺寸計算 常見磁芯的結構參數(shù) 波形 ? 在 Uimin時 ? 將式（ 5－ 9）代入到式 (5－ 8)中得到 ? Tf /1S ? TBtB ?? Sm a xePm i niofBAINIUP ??IfABN Sem a xP2 6 ? 510 目錄 磁性材料及鐵氧體磁性材料 /全橋變換器磁芯尺寸計算 常見磁芯的結構參數(shù) 波形 ? 若假定初級和所有次級線圈的電流密度相同 。 忽略復位線圈所占的窗口 ， 因僅流過磁化電流 。 令磁芯窗口面積 ， 初級線圈面積 ， 所有次級線圈面積和初級 1匝線圈截面積分別為 AW， A1， A2和 APi(cm2)。 如果充填系數(shù)為 ， 且 A1＝ A2， 有 或 511 ? 電流密度 j（ A/cm2）為 或 512 PiPW1 ANAA ??PWPiNAA ?PiAIj ?PWPiNjAjAI ??目錄 磁性材料及鐵氧體磁性材料 /全橋變換器磁芯尺寸計算 常見磁芯的結構參數(shù) 波形 ? 將式 (512)代入式 (510),考慮到 j =400A/cm2，得到 或 式中 Po —— 變換器輸出功率 （ W） ； Ae —— 磁芯截面 （ cm2） ； AW—— 磁芯窗口面積 (cm2)； fS —— 變壓器工作頻率 (Hz)。 4PWSem a xPSem a xPo 10 ?????NjAfABNIfABNP2Wem a xS ??? AABfm a xSoWe99BfPAAAP ?? 514 513 目錄 磁性材料及鐵氧體磁性材料 /全橋變換器磁芯尺寸計算 常見磁芯的結構參數(shù) 波形 ? 推挽功率變換器實際是兩個正激變換器組合而成的 。假設條件與正激一樣： η=， 2Dmax= 2=。 同時初級電流的有效值與平均值的關系 Idc=。 因此有 515 ? 仍假定充填系數(shù)為 。 初 、 次級電流密度相同 。 初級和次級線圈各占骨架窗口一半 。 初級有兩個線圈 ， 由式 511有 或 516 IUIDUP idc m i nm i ni0 ?? ?PiPW1 ANAA ??PWPiNAA ?目錄 磁性材料及鐵氧體磁性材料 /全橋變換器磁芯尺寸計算 常見磁芯的結構參數(shù) 波形 由式 59得到 517 考慮到式 5－ 16， 得到 518 m a xeSPem a xPonePi 2 BAfNTABNtBANU ????4PWm a xeSPm i nio 10 ?????NAjBAfNIUP2m a xWeS5m a xWeS ?? ???? BAAfBAAjf目錄 磁性材料及鐵氧體磁性材料 /全橋變換器磁芯尺寸計算 常見磁芯的結構參數(shù) 波形 ? 面積乘積為： 式中 Po —— 變換器輸出功率 （ W） ； Ae —— 磁芯截面 （ cm2） ； AW—— 磁芯窗口面積 (cm2)； fS —— 變壓器工作頻率 (Hz)。 ? 比較式 517和 513可見，相同磁芯、頻率和電流密度條件下，推挽比正激輸出功率大一倍。 519 m a xSoWe50BfPAAAP ??目錄 磁性材料及鐵氧體磁性材料 /全橋變換器磁芯尺寸計算 常見磁芯的結構參數(shù) 波形 變換器的磁芯尺寸計算 ? 仍然假定在最低輸入電壓時，最大占空比為 ，晶體管最大導通時間為 。效率為 。線圈銅充填系數(shù)為 。其余符號與推挽、正激一致。 ? 半橋變壓器 初級線圈正向和反向對稱流過電流，初級電流有效值為 或 ? 則輸出功率 dcdc 8 9 III ?? II ?IUIUDIUP dc m i nim i niim i nio ?????? ?520 521 目錄 磁性材料及鐵氧體磁性材料 /全橋變換器磁芯尺寸計算 常見磁芯的結構參數(shù) 波形 變換器的磁芯尺寸計算 ? 而初級線圈銅面積為 或 522 ? 于是 ? 變壓器初級電壓 UP=Ui/2,根據(jù)電磁感應定律得到 ? 式中 Δ B=2Bmax， Dmax=。 PiPW1 ANAA ??PWPiNAA ?P