【導(dǎo)讀】在本文中，我將向您介紹DC-DC轉(zhuǎn)換器或電源濾波電感器等應(yīng)用中使用的標(biāo)準(zhǔn)鐵氧體磁芯選擇指南和設(shè)計(jì)過程。該流程涉及一系列步驟，需要使用多份數(shù)據(jù)表，并且如果鐵氧體磁芯電感器設(shè)計(jì)需要間隙，則需要執(zhí)行一定程度的迭代。
在本文中，我將向您介紹DC-DC轉(zhuǎn)換器或電源濾波電感器等應(yīng)用中使用的標(biāo)準(zhǔn)鐵氧體磁芯選擇指南和設(shè)計(jì)過程。該流程涉及一系列步驟，需要使用多份數(shù)據(jù)表，并且如果鐵氧體磁芯電感器設(shè)計(jì)需要間隙，則需要執(zhí)行一定程度的迭代。各階段如下：
在繼續(xù)之前，我們需要考慮決定使用鐵氧體磁芯而不是任何其他材料所造成的影響。請確保這是最適合您應(yīng)用需求的材料。
紅框中突出顯示的是磁芯的有效長度
；這是計(jì)算峰值磁通密度的重要值。它是組合兩瓣磁芯時(shí)磁通量的平均傳輸距離。如下圖中的藍(lán)線所示：
右邊展示的是磁芯組和PCB的構(gòu)建方式；PCB銅軌將形成線圈環(huán)，我們可能需要堆疊數(shù)個(gè)小型PCB才能得到正確的匝數(shù)。這種設(shè)計(jì)的另一個(gè)目的是可能降低整體外形高度。因此，我們選擇了平面磁芯組。
研究并選擇鐵氧體材料（第2階段和第3階段）
實(shí)線表示材料的磁導(dǎo)率（鐵氧體“優(yōu)質(zhì)”系數(shù)）。在100kHz下，它們的值都在2000左右。這告訴我們，與空氣相比，它們在（a）集中磁通量和（b）約束磁通量方面有多好。兩者都比空氣好2000倍，這一點(diǎn)很重要。但是兩者在100kHz下沒有太大區(qū)別，而且它們在高達(dá)1MHz的頻率下都具有合理的性能。
虛線表示磁芯材料損耗，在1MHz下，3F3材料略優(yōu)于3C90。
下一項(xiàng)比較表明磁導(dǎo)率隨磁芯溫度的變化程度：
在0°C至100°C的典型工作范圍內(nèi)，3F3材料將是首選。未顯示的另一項(xiàng)比較是磁芯飽和水平。不過，我沒有將其包括在內(nèi)，因?yàn)閮煞N材料的飽和水平非常接近，并且不會(huì)影響選擇3F3材料的決定。
概述
我們選擇了名為E38/8/25（Ferroxcube制造）的磁芯類型，并調(diào)查其制造材料。材料3C90和3F3都很常見，在研究其材料規(guī)格時(shí)，我們決定使用3F3，因?yàn)樗男阅芨谩?/p>
為了得到這些結(jié)論，我們需要研究三份不同的數(shù)據(jù)表；磁芯組E38/8/25的數(shù)據(jù)表顯示其制造材料，還告訴了我們一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，即有效長度
。然后，我們研究了這兩種材料的數(shù)據(jù)表，進(jìn)行了并排技術(shù)比較。
計(jì)算匝數(shù)（第4階段）
）。這是使用兩個(gè)相同的平面磁芯組合在一起時(shí)的值。您還應(yīng)該注意磁芯磁導(dǎo)率（
）的關(guān)聯(lián)值為1570。最初在材料規(guī)格中，該值為2000；不過，模制成磁芯后，該值會(huì)稍微減少。
中的“e”代表“有效”，即
被稱為有效磁導(dǎo)率。
計(jì)算所需電流（第5階段）
我們有一個(gè)磁芯組（以及磁芯材料），現(xiàn)已計(jì)算出所需的匝數(shù)，但需要通上什么電流？會(huì)引起問題嗎？電流太大會(huì)導(dǎo)致磁芯飽和，因此應(yīng)避免這種情況，但我們需要深入了解應(yīng)用才能計(jì)算電流。在本示例中，我們假設(shè)應(yīng)用是一個(gè)使用鐵氧體磁芯選擇指南和繞組作為DCM反激式變壓器鐵氧體磁芯的DC-DC轉(zhuǎn)換器。
因?yàn)樗欠醇な诫娐?，所以我們無需分析任何次級電路方面以計(jì)算初級電流；我們只需要知道提供給負(fù)載的最大功率和工作頻率。因此，假設(shè)工作頻率為100千赫，負(fù)載所需的功率為40瓦。
，則可使用以下方程計(jì)算出一次電路所需的峰值電流：
）（兩個(gè)E38/8/25磁芯瓣為52.4毫米）。您還記得這個(gè)數(shù)值嗎？
都會(huì)影響一個(gè)稱為磁場強(qiáng)度（H）的值：
）為1570；我們還知道（從各種來源），空氣的絕對磁導(dǎo)率為每米1.257
。因此，我們可以如下計(jì)算B：
）的磁芯，則AL值會(huì)降低到1000，這意味著我們需要更多匝數(shù)才能產(chǎn)生1mH電感。從第四階段開始，我們現(xiàn)在應(yīng)該使用32匝以得到1.024mH。 從第五階段開始，峰值電流應(yīng)為0.927安培（之前為0.918安培）。 從第六階段開始，H現(xiàn)為每米566.1安培匝數(shù)（之前為210.2At/m）
值216，重新計(jì)算峰值磁通密度。
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