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BUCK电感设计软件

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asiapacific
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  • 2025-5-9 22:24:41
10问答币
各位大佬,
谁有好用的BUCK电感设计软件请推荐一下。
多谢多谢!
asiapacific
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高级工程师
  • 2025-5-9 23:17:20
 
补充一下: 指的是大功率BUCK电感, 没有标准品磁芯, 必须用块状拼插磁芯的电感设计。谢谢!

nc965
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版主
  • 2025-5-10 08:51:23
 
asiapacific
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  • 2025-5-10 15:11:05
 
版主, 请将你的设计表格发我一份好吗?谢谢!

nc965
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  • 2025-5-10 15:39:31
 
电感量设计参考:Viper12方案BUCK电路求解

电感器设计:磁环电感精确计算电子表格

asiapacific
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  • 2025-5-10 16:10:11
 
多谢多谢!
nc965
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  • 2025-5-10 16:17:53
 
电感量设计参考:Viper12方案BUCK电路求解
2楼计算公式:

L1 = TonΔV/ΔI = DuΔV/ΔI/F
设计举例:
最不利工况:最高输入电压最接近半压(0.5占空比)输出、满载
于是:
Vin=1000V
Vout=500V

功率P=15KW、频率F=50KHz、
按临界模式设计
有:
Ton=Toff=0.5/F=10uS,
ΔV=1000V-500V=500V,
Iout = P/Vout = 15KW/500V = 30A
ΔI= Ipk = 2Iout = 60
A(临界模式)
Lmin = TonΔV/ΔI =10uS*500V/60A=83uH

电感器设计:磁环电感精确计算电子表格
电感器:83uH at 60A
2.png

评估:
1、有消息提示:3环比2环可能更有利(降低磁损到更接近铜损)
2、任何偏离最不利工况的运行工况都可能更深地进入连续模式
3、采用材质更佳的磁芯可能获得更大的功率,比如3只柏科的 NPN-LH306060 环超过37.5KW/150A是可能的
4、更高的频率会同比增加功率,意思更低的频率会显著降低功率
5、更大的整机功率更适宜以拓扑交错并联(而非磁芯并联或者电感并联)方式来实现,于散热、汇流、纹波、功率密度更为有利
6、上述每相37.5KW共2组四相交错Buck做到300KW(2X4X150A=)600A 电流、整机置于一个标准屏柜内是可能的
asiapacific
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  • 2025-5-11 10:44:21
 
版主, 关于导磁比(材料绝对磁导率u/真空磁导率u0)。计算表格里的实例中, 有的导磁比不到20, 有的为100, 为何? 导磁比太大说明磁芯选的太大, 为和不用小磁芯? 谢谢!
nc965
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  • 2025-5-11 12:07:33
 
计算表格只是公式,大部分不是实例,你要填写正确设计参数他才是案例,
技巧是:一般设计需要填写好几个(不同大小、不同环数)磁芯,每个(导磁比>50%、感量>设计、载流<6、窗口<40%)满意后、用铜最(铜损)最少选定
asiapacific
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  • 2025-5-11 12:35:53
 
版主, 请看我试做的一个案例: 电感=100uH, 电流=450A, 频率=2K, 导磁比=54.8, 这样需要140个磁环才能满足电感要求, 请看看哪里有问题?谢谢!



下载.png

下载.png
nc965
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  • 2025-5-11 12:43:06
 
78171哪来的?
电压3.8V哪来的?
频率2K哪来的?
最不利工况偏置(峰值)电流是有效电流的2倍,意思如果有效(输出)电流是450A,则偏置电流按900A设计的BUCK电感的电感量、体积最小
asiapacific
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  • 2025-5-11 16:55:21
 
78171是美磁样本上的最大磁环型号。
电压是电感的端电压。
频率2K是开关频率。
请帮看看哪里有问题。 谢谢!
nc965
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  • 2025-5-11 17:12:56
 
你不是Buck吗?给出拓扑结构电路图
标定输入输出电压电流参数
按7楼走一下程序求得Ipk和L
78171需要它的磁芯参数图表
asiapacific
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  • 2025-5-11 19:56:41
  • 倒数10
 
你好, 版主。

输入电压:600V,
输出电压:450V,
输如电流:450A,
纹波电流:25%,
电感:300uh,

谢谢!
asiapacific
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高级工程师
  • 2025-5-11 20:23:22
  • 倒数9
 
你好, 版主。

输入电压:600V,
输出电压:450V,
输如电流:450A,
纹波电流:25%,
电感:300uh,

谢谢!
微信图片_20250511201849.jpg
nc965
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  • 2025-5-11 20:54:04
  • 倒数8
 
输入电压:600V,OK
输出电压:450V,OK,但超载它可能掉到600/2=300V----最不利工况
输入电流:450A,OK,但这不是控制因素,设效率97%,由此推导得到
    输入功率 600*450=270KW,
    输出功率 270KW*96.7%=261KW
    输出电流 Iout=261KW/450V=580A ---- 控制因素 ---- 哪怕电压掉到300V、或者0V(短路保护电流也是580A)
纹波电流:25%,不妥,改为:最不利工况临界模式:300V580A纹波系数K=200%、意在省铜
    峰值电流(偏置电流)Ipk=KIout=1160A
电感:300uh,不妥,改为100KHz高频驱动,反算感量、意在省铜
按4相交错设计,每相设计600V Buck to 300V at 145A RCM,运行600V Buck to 450V at 145A CCM
最小电感量 Lmin = TonΔV/ΔI = DuΔV/ΔI/F = 0.5*300V/145A/200%/100KHz = 5.17uH at 290Apk
4只电感器每只:
2.png
asiapacific
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  • 2025-5-11 21:29:55
  • 倒数7
 
高频+大电流,开关管的损耗会不会增加太多?

nc965
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  • 2025-5-11 21:39:55
  • 倒数6
 
太多是好多?折算成钱,与300公斤铜(大约2.4WRMB)比较
asiapacific
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  • 2025-5-11 21:44:29
  • 倒数5
 
多谢多谢!
nc965
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最新回复
  • 2025-5-17 15:54:03
  • 倒数1
 
用柏科NPN-LH环,2只57mm环就可以做出来
2.png


nicholasyong
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  • 2025-5-12 19:54:27
  • 倒数2
 
厉害 赞赞
华东逆向实验室
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本网技师
  • 2025-5-11 15:27:42
 
厉害!!
joezzhang
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  • 2025-5-12 15:08:37
  • 倒数4
 
你首先要确定的是频率:硬开关模式,如果你不想整个厂房都听见嗡嗡的电流声,开关频率就不应该低于15kHz (零电流/零电压开关的Buck电路另当别论,2kHz/5kHz都没问题)

如果选用IGBT,那么考虑到拖尾电流的影响,最高工作频率一般不超过20kHz。这时电感和电容的重量体积和价格就上去了

如果选用SiC,那么考虑到对驱动/控制电路的电磁干扰,最高工作频率也不宜超过50kHz。但半导体的价格会高很多,需要核算省下来的电感电容/重量体积/散热系统的价格够不够吸引力

从15kHz到50kHz开关频率,对整个Buck系统进行评估,选取最适合你公司/客户需求的开关频率之后再说电感计算的问题
asiapacific
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高级工程师
  • 2025-5-12 19:42:47
  • 倒数3
 
多谢多谢! 频率这个点确定比较纠结。
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