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磁环电感精确计算电子表格

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nc965
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  • 2009-5-13 17:33:40
使用说明:
        以铁硅铝第一列(E列)为例
        绿色部分为设计需要的输入的参数,电流2.5A,匝数168
        浅蓝色部分为磁环参数,从厂家手册里找到相关的数据填进去
        这个环型号是77894,是个27mm的铁硅铝环
        橙色部分是计算结果
        改变绿色部分的值,就得出不同的计算结果
        其中控制指标是导磁比,最佳在50%,不能太小.
        如果太大,说明磁环用大了
        导磁比也就是饱和深度,以50%为最佳
        然后看导线截面合适不, 和自己按载流密度估计的数相比
        如果计算出的导线截面太大,说明窗口有多余
        如果计算出的导线截面太小,说明窗口小了,也就是磁环小了
        这个导线截面是按饶满计算的
        检测参数是空载检测读数,这个电感检测数应该是出厂感量>1.95mH为合格
        设计电感量为975uH, 电流可以过2.5A
        橙色部分是自动计算出来的,不要改里面的公式,关键算法是根据厂家提供的概化曲线方程式写成的
        表格中还有一些中间(红色)或参考数据栏, 可以(已经)隐藏掉,但是不能删除.
        最下面还提供了双环叠用时的参数,更多的叠用以此类推
        可以采用列复制的方法任意增加计算列, 这样可以永久保留设计资料和充分利用已有的磁环数据.
        导线长度是近似的,批量生产可能需要适当修正
        暂时没有提供磁环损耗的计算方法,厂家资料也提供有相关概化曲线方程式,有兴趣的人可以加进去
        磁环损耗主要是与频率有关,不想引入太多的初始数据,目前就电流和匝数2个参数,即可确定一个电感
        最上面是厂家提供的磁环初选图表,可以参考,也可以不予理会
        需要说明的是: 电流为偏置电流,即直流成分的意思
        对于含有比较大的交流成分的情况(即纹波大),还需要根据峰值电流校核饱和深度和对应感量,
        甚至可以根据这个算法(迭代)得出实际电流曲线.
        事实上, 这个计算表格的特点就是可以按厂家的技术标准和电感的实际工况精确计算出电感的感量以及磁芯的饱和深度
        其中没有任何人为总结或推导(任意性很大)的经验数据参与计算, 也不需要查图(烦琐且没有精度)或试算,
        磁环选择就看厂家手册了,不同的材质、尺寸得出不同的结果
        一般动态电流大就用铁硅铝,比如Boost电感(注意:铁硅铝仍然有饱和的可能).
        动态电流小就用铁粉芯,比如滤波电感,便宜,且不会饱和.
        磁环损耗与动态和频率有关,且主要是动态,因此即使是很高的频率,只要动态很小(滤波电感通常如此),就没有必要用铁硅铝。
        使用什么材质其实只有一个原则:不发热为准
        本计算表格的基本算法来自于:
        铁粉芯: 微金(MICROMETALS)的功率磁芯(Iron Powder Cores)数据手册
        合金粉芯: 美磁(MAGNETICS)的功率磁芯(Powder Cores)数据手册
        因此,磁芯的参数也应该以这两家的数据为准, 其他厂家的磁芯能不能按此表格计算,取决于他们与这两家产品标准的一致性.
        
         补充:手册提供的铁硅铝损耗计算公式是  
         
        其中B=V/(4.44NFAe)---别人提供的计算公式。
        铁硅铝计算表格里磁芯损耗就是根据上述公式得到的,这需要输入磁环电感两端的电压V和频率F,不知道对不对?
         
        磁环电感精确计算表格.xls
xiangcbb
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初级工程师
  • 2009-5-13 22:13:04
 
先好好顶一下,好像我还坐到沙发了一样的,楼主辛苦了!
long223349
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高级工程师
  • 2014-11-2 23:16:42
 
#广告已删除#
Mickeymouse
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助理工程师
  • 2009-5-22 20:22:20
 
好工具
伟林电源
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版主
  • 2009-5-25 04:58:26
 
还不错,原创的东西一定要支持。
learner
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高级工程师
  • 2009-5-31 13:51:59
 
支持;
jamenyang
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助理工程师
  • 2009-6-14 11:16:37
 
谢谢,好工具,支持
foolwangjun
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本网技师
  • 2012-7-7 09:46:06
 
2009现在有的下载了 ,出现以上情况。无论是2007 2009 都是计算机名字是中文导致的   无论什么路径都要英文。改了重启计算机马上搞定,本人实际受害者   
2007   http://115.com/file/aquvoz9s  2007 另外一个  Saber_Z-2007.03_win.exe (291.93 MB)

2008、 2009 http://119.147.156.248/gdown_group26/M00/08/A0/cWmqJ0wt4HoAAAAAGA4XrTCZjmg6861776/Saber_B-2008.09-SP1_win.rar?k=YuUoKzzQVxlKYdkXxmIJrw&t=1341452708&u=1927888190-19886049-ehnm2jq3&s=153600&file=Saber_B-2008.09-SP1_win.rar

2008、 2009安装http://183.60.157.78/gdown_group69/M00/00/06/tzydTk8HumEAAAAAAACT4GljpUU2460917/saber_%E5%AE%89%E8%A3%85%E6%AD%A5%E9%AA%A4.docx?k=U7AOaKbVyk6AYrS04WB7Sw&t=1341444025&u=1927888190-4fd5a98763fb71339402631-aquaw0tr&s=51200&file=saber_%E5%AE%89%E8%A3%85%E6%AD%A5%E9%AA%A4.docx

2011 [开关电源仿真].saber2011.09.rar (1.09 GB)

  
saber 教材 http://58.51.95.120/file/7YlVH3u_V5-7SzB6yUSJwtcwXFrZfSDMnoUxcp_IaiQ./a1e31a36ee92b8001a998089c46ffe605fc7800/Saber%E4%B8%AD%E6%96%87%E6%95%99%E6%9D%90.part1.rar?key=AAABQE_y0kvxdFcJ&p=&a=15733622-72e905bc&c=lr:53e34bf77ab514567ac5feb533b0dde2/200k&mode=download

电子技术仿真实验教程.rar (48.78 MB)

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lansunhsu
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副总工程师
  • 2009-6-16 14:32:16
 
顶一下!
t_mag
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助理工程师
  • 2009-6-18 09:57:23
 
xiexie!
xueluowu
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高级工程师
  • 2009-6-18 15:10:46
 
长见识了,谢谢
huaqielec
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副总工程师
  • 2009-6-26 13:59:29
 
好东西,(传浩power)的 偶尔 顶!!
shzylgh
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助理工程师
  • 2009-6-26 14:03:03
 
顶!
小妞默默
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副总工程师
  • 2009-6-26 14:15:11
 
感谢偶尔群主支持!
宁波-梦幻伊人
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高级工程师
  • 2009-6-26 14:06:15
 
不错。支持下!还有说明书!
davida
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副总工程师
  • 2009-6-26 14:15:14
 
看了,应该不错!还没用,先支持一下。
小妞默默
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副总工程师
  • 2009-6-26 14:16:55
 
表格在文章的最下面了,不太明显。
chenjiong_333
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高级工程师
  • 2009-6-26 16:54:03
 
兄弟听说是你东西哦!顶下!
dianyuan21
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高级工程师
  • 2009-6-26 22:17:52
 
顶一下
power2008
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初级工程师
  • 2009-7-25 15:48:04
 
好啊,学习了!
frank0416
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助理工程师
  • 2009-7-30 17:13:33
 
很感謝 實用性相當好 稍稍修改簡略了一些 試用~ 謝謝!!
Bennyzhou
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本网技师
  • 2009-8-21 16:16:36
 
三个字:非常感谢!!!!!~~
nc965
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  • 2009-9-16 15:18:22
 
4个字了
W119
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高级工程师
  • 2009-9-16 17:41:43
 
好东西 非常感谢楼主!!!
tw003521
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助理工程师
  • 2009-10-5 11:57:43
 
實用性很高, 謝謝!!
xiangcbb
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初级工程师
  • 2009-12-2 22:39:01
 
我也下了一份,非常感谢,我会好好的用你的公式计算计算,然后用电桥测试的。
ti-chang
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高级工程师
  • 2009-12-31 22:38:19
 
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nc965
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  • 2010-3-30 10:41:11
 
自己顶
xyz104104
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助理工程师
  • 2010-4-1 19:28:27
 
转行做电源
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助理工程师
  • 2011-1-10 10:22:58
 
好东西  顶
eewqeqweq
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本网技师
  • 2011-9-19 13:01:57
 
确实是好东西啊。把异形铜解释的那么完美、支持
linchongjie
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高级工程师
  • 2012-10-9 16:00:11
 
磁环电感精确计算电子表格,非常好的东西!!很实用,正准备自己绕制磁环扼流圈
lansunhsu
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副总工程师
  • 2010-4-2 09:10:50
 
非常感谢!
nc965
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  • 2010-4-4 09:36:33
 
不用不知道, 用了才知道
upspower2009
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初级工程师
  • 2010-5-11 00:50:46
 
谢谢 学习了 下次再好好研究
200833
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助理工程师
  • 2010-5-11 10:52:30
 
多谢楼主
guoxiaorong188
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助理工程师
  • 2010-5-13 21:55:35
 
谢谢楼主,辛苦了。
huaqielec
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副总工程师
  • 2010-7-23 11:17:06
 
这一次我怎么没有打开xls文件!!!
nc965
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  • 2010-7-23 11:23:47
 
可以啊,才试了
我爱电源
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高级工程师
  • 2010-7-27 11:54:38
 
不错的工具,顶一个。
machi518
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高级工程师
  • 2010-7-27 16:14:33
 
ding86361953
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  • 2010-7-27 16:26:21
 
昏,才发现,谢谢楼主的资料。
allen-leon
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版主
  • 2010-7-29 10:55:22
 
謝了,手册提供的铁硅铝损耗计算公式是 ????在論壇上看不到。。在附件可以看到。。。
附件內:PL=B^2.0*F^1.46
nc965
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  • 2010-7-29 11:10:11
 
songxium
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高级工程师
  • 2010-7-29 14:04:22
 
好,下了,厉害
cwq165
  • cwq165
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助理工程师
  • 2010-8-4 09:49:08
 
很好资料下载,谢谢!
HolyFaith
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LV8
副总工程师
  • 2010-8-13 11:29:53
 
谢谢
hsym_101584
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LV6
高级工程师
  • 2010-8-23 09:12:16
 
好东西 收藏了
lz20060508
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LV8
副总工程师
  • 2010-9-7 15:10:00
 
大师发的,收藏。
zhangzhanglili
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LV3
助理工程师
  • 2010-9-13 20:39:37
 
学习之
fancychg
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高级工程师
  • 2010-9-26 08:31:41
 
thanks.......................
zhunge2007
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助理工程师
  • 2010-10-14 16:41:33
 
正在学习中。
LeerPeng
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副总工程师
  • 2011-1-1 11:01:11
 
snail616
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初级工程师
  • 2011-3-5 15:39:17
 
输入后导磁比没有显示数字,是不是公式错了?
nc965
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  • 2011-3-5 19:38:16
 
绿色的栏目才能输入数据,导磁比是计算结果,不是输入参数
snail616
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LV4
初级工程师
  • 2011-3-9 17:13:54
 
输入绿色栏目后,导磁比那栏没显示出数据
nc965
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  • 2011-3-9 19:51:28
 
这个是普通电子表格,可能你乱输入时把公式消掉了
fugems
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副总工程师
  • 2012-5-23 22:54:42
 
谢谢

Coming.Lu
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版主
  • 2011-3-5 20:34:11
 
帮顶
summer
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  • 2011-3-17 10:40:51
 
感谢大师,顶!
chenfoxlord
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  • 2011-7-18 22:40:08
 
这个好!
ljpf
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LV2
本网技师
  • 2011-7-23 10:39:02
 
楼主谢谢了
james002
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  • 2012-3-31 10:04:27
 
这个很有参考价值
shenzhao998
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本网技师
  • 2012-5-31 14:59:32
 
下载了 
sym21ic
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  • 2012-6-6 16:42:25
 
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sun-uns
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  • 2012-6-11 22:58:04
 
好东西,谢谢楼主了。
yinzhihong20
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  • 2012-7-11 22:59:42
 
collage_2007
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本网技师
  • 2012-7-21 10:40:31
 
谢谢!
greendot
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  • 2012-7-21 12:24:02
 
B=V/(4.44NFAe) 来求B 有点独特,通常是用纹波电流来求,
瞄了一下表格里计算PL的式子,f 和 B 的单位是不是有问题?
nc965
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  • 2012-7-22 08:59:24
 
这个计算没有验证,请大师完善了。比如连续模式的PFC,纹波电流在一个正弦周期内的分布是不均匀的,如何计算?
greendot
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总工程师
  • 2012-7-23 14:09:01
 
表格里B和f的单位是T和Hz,PL公式要改为 = (B/0.1)2*(f/1000)1.46 mW/cm3 
CCM PFC 的纹波电流一般选最大值来设计电感。
lansunhsu
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副总工程师
  • 2012-10-11 14:15:05
 
f、B的指数,是怎么得来的?
greendot
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总工程师
  • 2012-10-11 15:29:13
 
是Magnetic Inc手册里来的,顶楼里也有提及。
linchongjie
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高级工程师
  • 2012-10-11 12:02:30
 
用了下你的表格设计了一个30A/30V的扼流圈,经验证,非常好用,非常感谢。
linchongjie
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高级工程师
  • 2012-10-11 13:24:39
 
请问大师,初始电感我知道怎么计算。但是计算电感是如何算得的呢?
pujiangxiaozi
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本网技师
  • 2013-5-12 11:26:16
 
我估计应该是根据电流纹波大小计算出来的
luojiamm
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高级工程师
  • 2012-10-11 19:23:30
 
谢谢
w137155390
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  • 2013-5-13 12:52:09
 
支持原创
pocomagnetic3021
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  • 2013-7-5 20:14:50
 
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何仙公
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  • 2014-1-12 14:48:32
 
楼主好强大, 本帖最后由 何仙公 于 2016-1-30 10:28 编辑

xunzhurou
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本网技师
  • 2016-1-27 10:52:21
 
请问楼主,偏置电流是什么意思啊?
nc965
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  • 2016-1-27 10:54:14
 
可以是直流,也可以是 Ipk,就是产生最大磁偏的那个电流。
xunzhurou
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本网技师
  • 2016-1-27 15:44:06
 
还是看不太懂,我这个是24V直流电源供电设备,工作的最大电流不超过2A,偏置电流应该就是2A吧;我查了一下Ipk,网上说是峰峰值电流,我这平时工作是直流,只有脉冲群来的时候电源波形才有抖动,感觉这个Ipk应该没有用;哪个最大磁偏是什么,我知道地球有磁偏角,难道是指脉冲群或什么干扰造成的磁场变化吗
nc965
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  • 2016-1-27 16:26:50
 
24V直流电源供电设备,工作的最大电流不超过2A
工作电流是啥意思?输出电流?输入电流?内部开关管电流?这几个电流是不一样的。
1、输入电流2A,做输入侧的差模滤波电感,如果输入是直流,可以按2A设计,如果输入是交流,可以按2.829A设计。
2、输出电流2A,做输出侧的滤波电感,可以按2A设计。
3、开关电源内部有个电感,叫拓扑电感,它上面的电流的峰值 Ipk 是多少,与拓扑和控制方式有关,你如果知道这个值,就按它设计,你如果不知道这个 Ipk 值,建议找知道这个值的人来设计这个电感。

本帖最后由 nc965 于 2016-1-27 16:40 编辑

luck2013
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  • 2016-8-17 11:24:15
 
学习了

qq_360976546
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  • 2016-10-5 10:11:50
 
   好东西 感谢楼主分享
nc965
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  • 2017-6-13 11:43:32
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现将后期某些跟帖内容移至至此,便于后来者理解。

以下内容移自【懒得出奇

其中最重要的是这个图表(要精确表达出来):


美磁数据手册已经提供了拟合公式



我的表格里就是这公式(不然怎么会叫精确计算表格?):
其中铁硅铝(当前)状态电感系数
Al"=SQRT((BW8*BW8-(5.618/100000*BW8*BW8*BW8*BW18)+(1.043/10000000000*BW8*BW8*BW8*BW8*BW18*BW18))/(1+(6.742/100000*BW8*BW18)+(6.21/100000000*BX8*BX8*BX18*BX18)))/BX8*BX17

国内某些厂还有40u的铁硅铝,我觉得也可直接用这个拟合公式。

铁氧体类磁芯,测出来多少感量,运行中基本也是这个感量。
粉芯类磁环,不知道什么缘故,感量是磁偏的函数,一个磁环电感,出厂测试可能是1mH,但给1A的电流,对应一个小很多的感量,给2A电流,感量更小。
于是,对于一个拓扑,一定有一个频率F和峰值电流Ipk,这一定对应一个电感量,这个电感量一定不是出厂测试那个值,只能是与Ipk对应那个值。
算磁环电感,都是这样算的,还能有其他算法?你能用初始导磁率去算出一个电感就放到拓扑里?
初始导磁率的含义就是电流为0时(没有磁偏)的导磁率,意思是电流不为0就不能用初始导磁率计算磁环电感,它会小很多,小多少?就是上图的百分比。

磁环电感有两个感量(差距很远):
1、初始电感量,或者叫检测电感量,这个感量是电感出厂检测(验收)标准,是小信号(电桥)测试时的参数。
2、计算电感量,或者叫设计电感量,这个感量是拓扑计算时的电感量,仿真或者实板运行的参数,你可以标在电路图里。



这里有个经验值:对于铁硅铝,导磁比(u/ui)建议按不低于50%控制(这样最佳性价比,最舒适,不难受)。
列举的三个电感是回最近某个贴计算的【关于PFC输入电流过大烧管子】,拓扑电感量190uH为宜。频率和Ipk最佳。三个电感参数都是可以用的,在拓扑里的表现应该是差不多的。
但在发热上,三个电感肯定是不一样的,匝数少的(初始导磁率高的)铜损小些,但磁损可能大些。意思是仅仅计算磁损是没什么用的,发热还与铜损有关,况且磁环电感的散热结构是铜包磁的。
我的意思可以这样来进行电感的最优化热设计,如果仍然控制不了温升,可以:
1、采用更边缘的导磁率磁环(125、26)
2、降低拓扑频率(增加感量)
3、换用更大的磁芯(包括双环)
4、换用更低损耗材质的磁芯(钼环)

AL离散度是制造离散度,是统计学概念,当然考虑进去了的。
此外,还有温度影响、频率影响,这些因素在美磁给出的参数中、考虑了在常规应用范围时的值,只要不是另类应用,一般可以不考虑。需要考虑时,美磁都分别给出了算法(包括其拟合曲线方程)。





偏置电流应该是按IDC计算呢?还是用IPK呢?
Ipk,如果有Ipk的话,最大电流(瞬时值)的意思。当然你也可以用其他电流(瞬时值)来算,这样就可以得到一个电流过程。
一般拓扑电感计算是按最大电流Ipk设计电感,是控制性参数。认为必要时可再按最小电流(与模式有关)校核一下纹波即可。
有的应用没有Ipk,比如PFC前级的差模电感,这时你应该用形成最大磁偏的电流(最大输入电流的峰值)来计算。
直流输出的输出差模滤波器,你可以用最大Idc来计算。

greendot
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  • 2017-12-14 11:28:41
  • 倒数5
 
这些老拟合公式已经修改了,不再用了。
nc965
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  • 倒数4
 
新的在哪里?共享一下?
greendot
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  • 2017-12-14 16:13:38
  • 倒数3
 
官网上有最新的产品目录。还有个设计电感器的软件供下载。
nc965
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  • 2017-12-14 18:19:16
  • 倒数2
 
等他们去用,我很少用这个,这个表是最早发的,进坛第一贴。
who123
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  • 倒数9
 
请问楼主 表中偏置电流是指什么?有效电流是指什么?导线根数是指股数么?
nc965
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  • 2017-12-13 11:00:09
  • 倒数8
 
偏置电流就是电流最大值,峰值,与磁有关
有效电流是指电流有效值,有效电流,只与热有关
导线根数是指你的线是多股呢还是单股线,与载流密度和窗口有关

who123
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  • 倒数7
 
可是我们往往打样铁硅铝磁环,计算出来电感量是多少就给厂家说做多少,
比如计算出来有效10A,电感量200uH,实际打样也是200uH,也就是初始电感量200uH,
那这样是不是说电感量偏小的很多??


nc965
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  • 倒数6
 
你可以通知厂家:10A电流时200uH,他也能设计,也是按这个表。
10A电流时200uH,0A电流时肯定不止200uH了,初始电感多少合适呢?接近但不超过2倍即是好的设计,磁铜都是最省的设计。
weixiu123
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