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讨论

关于PFC电感采用磁粉芯的优缺点讨论

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1
电台司令33
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LV8
副总工程师
  • 2021-3-16 17:29:31
首先,我们来对比一下磁粉芯和铁氧体的优缺点:
1、磁粉芯的μ值比较低,大约19-125,而铁氧体μ值较高,从一两千到一两万,并且磁粉芯的μ值的温度稳定性更好。在-40℃~200℃的环境温度下,铁硅铝的μ值变化范围不超过±7%,铁硅的不超过±4%,但铁氧体的能达到30%-40%。
2、磁粉芯的饱和磁密更高,一般的铁硅铝能达到1.0T,铁硅能达到1.5T,而铁氧体在100℃时的差不多在0.4T-0.45T。并且磁粉芯有软包和特性。
3、相同体积下磁粉芯的损耗远超铁氧体,查阅资料可得在(0.1T,100KHZ,100℃)时,美磁公司60μ的铁硅铝损耗为550-600mW/cm^3,60μ的铁硅损耗在1000-1500mW/cm^3,而DMR95只有40mW/cm^3。
4、成本而言,铁氧体最便宜,铁硅铝次之,铁硅最贵。
从以上结论我怎么发现用铁氧体好像优势更大一点,损耗低,价格便宜?关于大部分人说的抗饱和能力,我看大部分人用铁硅设计电感最大磁密也不会超过0.4T,根本不会用到1T这么大。


电台司令33
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LV8
副总工程师
  • 2021-3-16 18:46:09
 
来个人撒
tigerzhang100
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LV6
高级工程师
  • 2021-3-16 19:18:23
 
1、铁氧体做电感要加气隙,同样频率和功率下,尺寸比金属粉心大得多。优点是损耗低,最大缺陷是居里温度比较低,高温下会退磁。
2、金属粉芯做电感,同样频率和功率下尺寸比铁氧体小得多。金属粉心电感才是软饱和特性,在电流大时,电感衰减比较快。缺点是损耗大,但是居里温度高,可以在高温下工作。
3、铁氧体高频特性好,在很宽频率均可以工作。金属粉心一般适合用在100KHz以下。
电台司令33
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LV8
副总工程师
  • 2021-3-16 19:42:01
 
您的意思是不是用金属粉芯的最主要优点就是体积可以做小点?
tigerzhang100
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LV6
高级工程师
  • 2021-3-17 09:06:09
 
对,使用金属粉芯,体积可以做小。PFC的波峰到波谷,电压变化范围很大,所以一般采用BOOST或者反激拓扑,这样增益范围足够。而且需要有比较大的占空比变化,为保证在比较小占空比时也能工作良好,所以开关频率都做得比较低,一般都在100KHz左右。在这个频率下,金属粉芯的损耗基本可以接受。而且金属粉芯可以在较高温度下工作,即使温度高一点也可以接受。
电台司令33
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LV8
副总工程师
  • 2021-3-17 10:26:28
 
为什么开关频率比较低的情况下小占空比才能工作良好?
tigerzhang100
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LV6
高级工程师
  • 2021-3-17 13:45:38
 
开关频率低的时候,小占空比时,相对开关脉冲宽度才能较大。此时占空比不会因为驱动,管子特性出现占空比丢失。占空比太小出现占空比丢失时,环路就会出现振荡不稳定。
bake_ql
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LV8
副总工程师
  • 2021-3-16 20:02:49
 
铁氧体的体积大
nc965
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版主
  • 2021-3-16 20:05:57
 
磁粉芯?难道铁氧体不是磁粉做的?不也是磁粉芯?
tmcent
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LV10
总工程师
  • 2021-3-17 08:35:48
 
PFC如果用铁氧体做,体积会大很多,重很多,所以很人有设计师会选铁氧体。
st.you
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LV10
总工程师
  • 2021-3-17 14:43:08
 
铁粉芯最大的优点是,减少很多计算步骤,省事。其次是线圈外露,好散热。
Coming.Lu
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版主
  • 2021-3-18 08:11:34
 
太多问题,只说一句:磁粉芯体积小,其它基本上全是劣势。
电台司令33
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LV8
副总工程师
  • 2021-3-18 09:18:37
 
大师总结得精辟!
joezzhang
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LV8
副总工程师
  • 2021-3-18 16:39:30
 
1、花10倍价格上MPP,损耗可以大幅降低
2、粉心磁材气隙均匀分布,没有气隙附近涡流损耗更大的毛病
3、高直流偏置、低交流分量,趋肤效应和邻近效应影响更小,大多数时候可以单根粗线绕制而不用多股并联
4、软饱和特性,直流偏置小的时候有更高的感量、△I更小
sonny9665
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LV6
高级工程师
  • 2021-5-5 14:36:34
 
关于铁氧体可以用AP法确定尺寸大小,关于PFC使用铁硅铝磁粉芯,该用什么办法确定磁粉芯OD,HT等的尺寸大小呢?希望好心人赐教,谢谢!
电台司令33
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LV8
副总工程师
  • 2021-5-5 22:27:38
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一样的用AP法就可以啊,AW就是磁环的内径面积
sonny9665
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高级工程师
  • 2021-5-6 10:56:26
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视在功率还是这样吗?2Po/EFF,窗口利用率一般取多少?
sonny9665
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LV6
高级工程师
  • 2021-5-6 11:13:17
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这个Kf波形系数你们一般的乘吗?
电台司令33
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LV8
副总工程师
  • 2021-5-9 09:34:15
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AP法感觉也是五花八门,你这种AP法我没用过
adobepdf
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总工程师
  • 2021-5-6 15:00:10
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不容易饱和,成本低
电台司令33
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副总工程师
  • 2021-5-9 09:35:21
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成本低不可能吧?
shakencity
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LV10
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  • 2021-5-6 16:22:17
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我还记得最初用的是坡莫合金,而且用了一段时间,后来我们改材料,用了用超微晶合金,我是做了高低温试验的,感觉都差不多
tmcent
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总工程师
  • 2021-5-6 17:43:58
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好神奇,坡莫合金和超微晶其实都不适合用于PFC电感,成本也高很多。
kerista
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LV2
本网技师
  • 2021-5-9 22:07:14
  • 倒数2
 
优点就是B值高,缺点就是损耗大。一般频率低于100K时损耗还能接受,频率再高损耗太大B值其实并不能去取太大,对比铁氧体也就没优势了,尺寸不见得就一定小。

tmcent
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LV10
总工程师
最新回复
  • 2021-5-9 23:14:59
  • 倒数1
 
这种高磁导率材料,作为PFC磁芯,应该非常容易饱和吧?
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