变压器设计

谐振电感设计及谐振电容计算

电感磁芯选材： 电感设计方法： 案例：

输出储能电感设计

电感磁芯选材：

铁硅铝（Kool Mμ）、钼坡莫合金、高磁通、铁硅合金或铁氧体，选择合适的磁芯尺寸，包括形状和大小；选择时要注意绕制上的考量，比如电流密度、绕线的长短和匝数；选择时要兼顾性能和成本。 电感设计方法：

Lmin={Vomin*(Vs-Vomin)}/4*f*Iomin*Vs

Lmin：最小电感量，工程实践取该值得1.5-2倍。单位H。 Vomin:输出最小电压V。

Vs：变压器次级最大输出电压V。 f：电源开关频率Hz。

Iomin：流过电感最小电流值；Iomin=Iout*20%/2；单位A。 案例：

Lmin={48*（94-48）}/4*20*1000*{（150*20%）/2}*94

=0.0000195=19.5mH。

L=19.5*2=39mH。

最终取值：40~50mH之间。

磁芯选择实例：

磁材设计公式

电感（L）可以根据电感系数（AL）算出。

AL=电感系数（nH/N2）

N=绕线圈数

电感量也可以由相对磁导率和有效的磁芯面积。

A=有效磁芯截面积（cm2）

l=有效磁路长度(cm)

μ=相对磁导率(无量纲)

有效磁路长度

对于环形磁芯，磁粉芯面积（A）与磁粉芯横截面面积相同.根据安培定律，有效磁路长度等于安培匝（NI）除以平均磁化力。利用安培定律和平均磁化力能得出有效磁路长度的计算公式。

OD=磁芯外径（cm）

ID=磁芯内径（cm）

磁芯磁通密度

利用法拉第定律，最大磁通密度（Bmax）可以用下面公式算出：

Bmax=最大磁通密度

Ems=通电电压

度

法，磁场强度（H）是:

N=绕线圈数

I=峰值电流大小（A）

l=有效磁路长度（cm）

强度可以计算磁通密度，根据一下公式可以计算出相对磁导率

μ=相对导磁率

B=磁通密度(G)

H =磁场强度(O)

关键字：铁硅铝磁芯，PFC储能电感，铁硅铝磁芯电感量计算

铁硅铝磁芯(NPS磁芯)，又叫Sendust(山达斯合金)，是用铁、硅、铝按一定比例组成的合金粉末，然后压制成环或其他形状。铁硅铝磁芯在同比其他磁芯具有低价格，低磁损耗，是PFC储能电感的最理想选择，该磁芯具有很高性价比，因此也得到了广泛应用。

在设计电感的过程中，首先也考虑的问题是电感量的问题。在此，我们也对电感量的计算做简单介绍。在介绍电感量计算 方法之前，先介绍静态电感量和需求感量。

1、静态电感量

静态感量其实是我们根据公式L=Al×N×N(参见磁材设计公式) 计算的磁芯的电感量。其中Al可以查看产品目录获得。不同的尺寸或不同导磁率的磁芯，Al不相同。相同尺寸、相同导磁率的不同材质的磁芯Al值相同。N为绕线圈数。很多工程师在选型时候，这里很容易错误认为此公式计算出来的电感量就是所需要的电感量。其实不然，此公式计算出来的是静态电感量，又叫初始电感量。

2、实际电感量

实际需要的电感量是随着电流的变化而变化的，所以，给电感量的计算带来了很大的难度。是否没有办法解决了呢？当然不是。 关键字：磁芯选型，PFC磁芯选型，磁芯选择软件

软件适用范围：PFC电感、储能滤波电感、电抗器制作选型 下载磁芯选型软件

一直以来，磁性材料的计算和理论相对比较复杂，而磁性材料电子元件在电路中却占有相当的比重。磁性材料的熟悉程度很大程度上会影响整个的电路的设计。所以工程师在设计电路用到磁性元器件时候不得不格外花时间来研究磁性材料的特性，来解决选型的问题。为了让电子开发工程师从繁琐的材料特性研究中解放出来，把更多的精力投入到功能性开发上，我们特地开发了这款软件。 本软件主要针对滤波电感、储能电感、PFC电感、电抗器选型、计算。

软件功能

目前软件版本支持两大功能，一是根据电流、电感量选磁芯，二是根据绕线圈数、电流计算电感量。

1、根据电流、电感量直接选择可以使用的磁芯

点击“计算工具”菜单，“磁芯选型（C）”，如图（一）

图（一）

当点击“磁芯选型”后，将打开“环形磁芯选型”对话框，如图(二)，

图（二）

在这个对话框中，第一个需要输入的内容是峰值电流的大小，注意，这里的单位是安培（A），这里输入实际的峰值电流；第二个需要输入的是您实际需要的电感量，这里的电感量是峰值电流下要达到的电感量，单位是微亨（μH）；磁芯的个数默认为1，可不修改或选择多个磁芯叠用，然后点击“磁芯选型”按钮，在计算结果的列表中，就会列出能达到您的要求的磁芯料号。

在此选型计算中，线径的选择是按8安培每平方毫米（A/mm2）的电流密度来确定的， 绕线是按窗口面积的55%来估算的。在预计是否能绕下的情况下，请根据您实际需要的线径来估算，绕线圈数不变。 选型中都会有不止一个磁芯料号能达到性能要求，计算结果中会列出很多个能达到您要求的磁芯，甚至列表中有很多个可供选择，一般选型遵循以下原则： （1） 选择便宜材质磁芯（NPS价格 < PPF价格 < NPF价格 < PPM价格） （2） 选择小尺寸的磁芯

（3） 确定磁芯能否绕下计算出来的圈数的铜线

（4） 没有磁芯到达预期性能，选用多个磁芯

技巧：磁芯的个数默认为1，当您不知道需要多少个磁芯的时候，先按1个磁芯来选择，在选择磁芯过程中，如果可供选择的磁芯没有，或能供选择的磁芯尺寸太大，您这时候就得考虑多个磁芯叠用了，逐步增加磁芯的个数，直到选出适合的磁芯为止。磁芯的个数列表中可供选择的只有1-6个，当需要更多个数磁芯的时候，可以自己输入磁芯的个数，直到找到合适的磁芯为止。

2、根据绕线圈数、电流确定电感量大小

点击“计算工具”菜单，“环形磁芯感量计算”，如图（三）

图（三）

当点击“环形磁芯感量计算”后，将打开“环形磁芯选型”对话框，如图(四)，

图（四）

在这个窗口界面中，磁芯料号文本框里可以输入您搜索的部分磁芯料号，例如您输入NPF，在列表中就只会列出NPF系列的磁芯，如果您输入090，列表中将列出包含090字样的所有料号。根据您搜索的料号，或直接拖动下拉列表，选择您需要计算的磁芯，在窗口右边会显示选择的磁芯的涂层后的外径、内径、高度、电感系数、有效磁路长度信息。输入实际绕线圈数、电流大小，然后点击“计算按钮”，在右边的计算结果中将显示出在当前电流下达到的电感量。如果您输入的电流为0，则计算出来的是静态电感量（用电桥测量出的感值即是