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APFC电感磁粉心有关参数的分析

2016-05-30 09:45 来源:电源网综合 作者:铃铛

功率矫正PFC是一种反映电能是否被有效利用的参数,其帮助开发者观察电能的有效利用度,方便了设计过程。而APFC则比PFC更近一步,APFC是有源功率校正的缩写,这种技术能够有效提高电子装置网侧功率因数,并且能够将线路的损耗降到最低,从而达到节能高效的目的。在本文中,小编将为大家介绍APFC电感如何来选用磁粉心。

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,磁芯不易饱和。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。恰当选择磁芯尺寸和线圈匝数,还能得到满意的磁芯损耗的结果。

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)和铁粉磁芯(IP)。前两种,国内习惯上称为铁镍钼磁粉心和铁镍磁粉心。它们的磁芯损耗数据见表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磁芯损耗最低,铁粉心损耗最高,其它两种居中。某种条件下,MS磁芯损耗略低于HF磁芯,接近MPP磁芯。

MPP磁芯价格比较贵,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芯。对于要求不是特别严格的场合,完全可以经过精心设计,采用其他磁芯,甚至采用损耗高的铁粉心,也能得到满意的结果。

对电感设计有关参数的剖析

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。有些参数是与磁芯规格尺寸有关的如:AL、Ae、le、Ve、Wt、l/N、SA、Wa等。由le派生出H/NI,它等于0.4π/le,可称它为磁场强度系数。磁芯大,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,大磁芯就比小磁芯不容易饱和。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μH/N2。电感系数同有效磁导率之间有这样的关系:AL=μe·4π·Ae/le。

电感系数与匝数和电感量之间的关系为:L=N2·AL。

控制磁芯饱和比较简单,就是选用尺寸大的磁芯;采用磁导率低的材料。事实上,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μr表示)。

APFC
表1 磁粉心磁芯损耗(单位:mW/cm3)
APFC
图1 MPP相对磁导率(μr)—直流磁场强度(H)特性曲线
APFC
图2 HI—FLUX相对磁导率(μr)—直流磁场强度(H)特性曲线
APFC

图3 SUPPER—MSS相对磁导率(μr)—直流磁场强度(H)特性曲线

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标签: APFC PFC

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