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APFC电感采用磁粉心的设

2019-01-24 18:21 来源:未知

  摘要:磁粉心具有较高的饱和磁通密度和较好的直流偏磁动态线性。用来制作APFC电感,只要恰当选择磁心尺寸和线圈匝数就能取得降低磁心损耗的效果。

  磁粉心的饱和磁通密度高达10T(10000Gs)左右,在强磁场条件下,即工作在大电流时,磁心不易饱和。制作APFC电感,不用开气隙,不会对电路产生电磁干扰(EMI)。而且由于其直流偏磁动态线性相当好,通过设计计算可以精确地控制在额定电流时的电感值。恰当选择磁心尺寸和线圈匝数,还能得到满意的磁心损耗的结果。

  常见的磁粉心有钼坡莫合金磁粉心(MPP)、高磁通磁粉心(HF)、铁硅铝磁粉心(MS)和铁粉磁心(IP)。前两种,国内习惯上称为铁镍钼磁粉心和铁镍磁粉心。它们的磁心损耗数据见表1。前3种为美国阿诺集团(ARNOLD)产品,后1种为台湾产品。从表1可以明显看出MPP磁心损耗最低,铁粉心损耗最高,其它两种居中。某种条件下,MS磁心损耗略低于HF磁心,接近MPP磁心。

  MPP磁心价格比较贵,损耗低与成本高之间有矛盾,在要求温升必须很低时,不得不采用这种较贵的磁心。对于要求不是特别严格的场合,完全可以经过精心设计,采用其它磁心,甚至采用损耗高的铁粉心,也能得到满意的结果。

  对于设计与制作APFC电感,主要要求其温升低(即损耗要小),另外偏磁影响小,能有效控制电感值在额定电流时不低于临界电感值。

  为了设计出性能价格比满意的APFC电感,有必要对电感设计的有关参数进行充分的剖析。

  有些参数是与磁心规格尺寸有关的如:AL,Ae,le,Ve,Wt,l/N,SA,Wa等。由le派生出H/NI,它等于0.4/le,可称它为磁场强度系数。磁心大,le就大,此值就小。乘上NI就是磁场强度值H。另外,亦可称它为饱和系数,此值小,就不易饱和。在相同NI时,大磁心就比小磁心不容易饱和。还有一个参数:线圈匝数N。匝数多电感值就大。l/N为每匝导线平均长度,单位为cm。SA为线圈表面积。AL为电感系数,单位为nH/N2或H/N2。电感系数同有效磁导率之间有这样的关系:AL=e4Ae/le。电感系数与匝数和电感量之间的关系为:L=N2AL。

  控制磁心饱和比较简单,就是选用尺寸大的磁心;采用磁导率低的材料。从图1~图4可以看出,低磁导率的曲线,随磁场强度增大而下降的趋势,比较平稳缓慢(注:原稿纵坐标称“百分磁导率”,这里用相对磁导率r表示)。

  注:图中横坐标的数值以Oe作单位,系非法定单位,现换算为A.cm-1,1Oe=0.796A.cm-1

TAG标签: 饱和磁通密度
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