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有大佬能讲下铁硅铝,铁硅以及铁氧体磁芯三者的详细区别吗?

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电台司令33
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副总工程师
  • 2021-3-12 09:50:53
50问答币
有大佬能讲下铁硅铝,铁硅以及铁氧体磁芯三者的详细区别吗?或者提供一下这方面的文档资料。不胜感激!!!
为什么大功率PFC电感通常用低频(20kHz-50kHz)铁硅铝(或铁硅),而不用高频(比如100kHz)铁氧体来做?从成本,体积,效率等方面分别考察的话哪个更有优势?
还有请问现在市面上的48V3000W通信电源和车载OBC上的PFC的磁芯一般是铁硅(铝)还是铁氧体?开关频率一般多少?

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问题不在磁心上,而是在PFC上。 PFC让输入电流跟随输入电压波形,那么交流输入220V/3kW,就需要输入电流波形为有效值电流13.6A的正弦波 采用整流桥方式,PFC电感的电流包络就是100Hz峰值13.6A*√2的馒头波 如果采用BCM/DCM模式,开关频率下的最高峰值电流就是13.6A*√2*2,开关频率越高、EMI越难整 所以为了平衡效率和性能(或者说滤波器大小和价格),一般大功率PFC不会把开关频率搞到100kHz以上 在100kHz以内,铁粉心的磁心 ...
收藏收藏5
谢开源
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总工程师
  • 2021-3-12 10:05:19
 
见附件

软磁材料分类及应用简图.pdf

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电台司令33
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  • 2021-3-12 10:56:07
 
谢谢,我仔细看下!
ningmeng111
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本网技师
  • 2023-2-14 10:38:29
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您好,想请教您一个问题,铁硅金属磁粉芯为什么比铁硅铝的贵呢
TH2018-cwb
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最新回复
  • 2024-4-16 18:29:15
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学习一下,谢谢分享!
tmcent
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总工程师
  • 2021-3-12 14:57:45
 
铁硅和铁硅铝,两者性能相近,区别很小,在一般应用下几乎可以不加以区分;
铁氧体一般用于高频,磁损很小。
电台司令33
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副总工程师
  • 2021-3-12 16:15:23
 
将铁氧体应用在高频PFC电路中有什么劣势呢?为什么市场上很少呢?
tmcent
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总工程师
  • 2021-3-12 16:17:39
 
铁氧体的饱和磁感太低了,只有0.5T左右,抗饱和能力太差,而铁硅(铁硅铝)饱和磁感1.0T,所以一般PFC都用铁硅(铁硅铝),可以减小体积。

电台司令33
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LV8
副总工程师
  • 2021-3-12 16:23:10
 
如果用铁氧体的话开关频率肯定会提高,相应的磁通密度就会下来啊,假如相同的Ae的话,频率提高一倍,磁密下降一半,那也差不多啊。而且用铁氧体的话损耗是不是还小点?效率更高点?
tmcent
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LV10
总工程师
  • 2021-3-12 16:27:40
 
开关频率主要受限于变压器磁芯,而不是PFC磁芯,其实铁氧体成本比铁硅(铁硅铝)低,但因为体积小很多,所以还是用铁硅(铁硅铝)。
电台司令33
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LV8
副总工程师
  • 2021-3-12 16:35:31
 
您说的变压器是指什么?PFC哪里来的变压器呢?
tmcent
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总工程师
  • 2021-3-12 16:40:34
  • 倒数10
 
PFC后面不是有变压器吗?
电台司令33
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LV8
副总工程师
  • 2021-3-12 16:44:06
  • 倒数9
 
后级的变压器跟PFC有什么关系呢?我们说的开关频率也是PFC的开关频率
tmcent
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总工程师
  • 2021-3-12 16:50:15
  • 倒数8
 
计算PFC的时候也需要变压器工作频率啊
电台司令33
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LV8
副总工程师
  • 2021-3-12 17:20:38
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不能理解你的意思,PFC和后级的开关频率有什么具体的关系?
nc965
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版主
  • 2021-3-12 15:25:31
 
详细区别都在产品数据手册里
joezzhang
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副总工程师
  • 2021-3-12 21:57:07
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问题不在磁心上,而是在PFC上。

PFC让输入电流跟随输入电压波形,那么交流输入220V/3kW,就需要输入电流波形为有效值电流13.6A的正弦波

采用整流桥方式,PFC电感的电流包络就是100Hz峰值13.6A*√2的馒头波

如果采用BCM/DCM模式,开关频率下的最高峰值电流就是13.6A*√2*2,开关频率越高、EMI越难整

所以为了平衡效率和性能(或者说滤波器大小和价格),一般大功率PFC不会把开关频率搞到100kHz以上

在100kHz以内,铁粉心的磁心损耗还在可以承受的范围之内,尤其是采用CCM模式后把△I降下来之后

为了减小差模噪声,大功率PFC基本都选CCM模式,那么电感的直流偏置就不会很低,一般直流分量不会低于峰值的70%

这个时候如果用铁氧体,选最高0.3T磁感应强度,那么△B只有0.09T左右,体现不出铁氧体磁心损耗低的优势

同时因为磁通量高,相较于铁粉心需要更多圈数、增大体积

铁粉心还有一个优势是软饱和,即:直流偏置高的时候电感降低(反之直流电流低则感量高),这样可以保证在100Hz单周期内有更宽的CCM范围、EMI更好处理

只要不搞无桥BCM模式PFC  200KHz-800kHz开关频率这种变态的东西,100kHz以内的CCM模式PFC应用,铁粉心总是优于铁氧体的


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电台司令33
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LV8
副总工程师
  • 2021-3-13 08:58:20
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大师的话有道理,我回去仔细再想下
linsmt
  • linsmt
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副总工程师
  • 2021-3-13 22:58:02
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铁硅磁芯可用于高温环境中,铁氧体磁芯磁损小,可用于高频环境中。
PNWZDL
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  • 2021-6-17 13:00:11
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