apfc電感采用磁粉心的設計

1、APFC電感采用磁粉心的設計DesignofAPFCInductUtilizingPowderCes石家莊騰飛磁材經(jīng)銷部黃永富（北京100016）摘要：磁粉心具有較高的飽和磁通密度和較好的直流偏磁動態(tài)線性。用來制作APFC電感，只要恰當選擇磁心尺寸和線圈匝數(shù)就能取得降低磁心損耗的效果。Abstract:PowdercehashighsaturationfluxdensityexcellentmotionlinearityofDCbias

2、.WhenpowderceisusedtopreparationofAPFCinductlowercelosswillbeobtainedaslongascesizescoilturnsareproperlyed.關鍵詞：飽和直流偏磁磁心損耗動態(tài)線性Keywds:Saturation，DCbias，Celoss，Motionlinearity.磁粉心的飽和磁通密度高達10T（10000Gs）左右，在強磁場條件下，即工作在大電流時，磁心不

3、易飽和。制作APFC電感，不用開氣隙，不會對電路產(chǎn)生電磁干擾（EMI）。而且由于其直流偏磁動態(tài)線性相當好，通過設計計算可以精確地控制在額定電流時的電感值。恰當選擇磁心尺寸和線圈匝數(shù)，還能得到滿意的磁心損耗的結果。常見的磁粉心有鉬坡莫合金磁粉心（MPP）、高磁通磁粉心（HF）、鐵硅鋁磁粉心（MS）和鐵粉磁心（IP）。前兩種，國內(nèi)習慣上稱為鐵鎳鉬磁粉心和鐵鎳磁粉心。它們的磁心損耗數(shù)據(jù)見表1。前3種為美國阿諾集團（ARNOLD）產(chǎn)品，后1種為

4、臺灣產(chǎn)品。從表1可以明顯看出MPP磁心損耗最低，鐵粉心損耗最高，其它兩種居中。某種條件下，MS磁心損耗略低于HF磁心，接近MPP磁心。MPP磁心價格比較貴，損耗低與成本高之間有矛盾，在要求溫升必須很低時，不得不采用這種較貴的磁心。對于要求不是特別嚴格的場合，完全可以經(jīng)過精心設計，采用其它磁心，甚至采用損耗高的鐵粉心，也能得到滿意的結果。1對電感設計有關參數(shù)的剖析對于設計與制作APFC電感，主要要求其溫升低（即損耗要?。硗馄庞绊懶?，

5、能有效控制電感值在額定電流時不低于臨界電感值。為了設計出性能價格比滿意的APFC電感，有必要對電感設計的有關參數(shù)進行充分的剖析。有些參數(shù)是與磁心規(guī)格尺寸有關的如：AL，Ae，le，Ve，Wt，lN，SA，Wa等。由le派生出HNI，它等于0.4πl(wèi)e，可稱它為磁場強度系數(shù)。磁心大，le就大，此值就小。乘上NI就是磁場強度值H。另外，亦可稱它為飽和系數(shù)，此值小，就不易飽和。在相同NI時，大磁心就比小磁心不容易飽和。還有一個參數(shù)：線圈匝數(shù)N

6、。匝數(shù)多電感值就大。lN為每匝導線平均長度，單位為cm。SA為線圈表面積。AL為電感系數(shù)，單位為nHN2或μHN2。電感系數(shù)同有效磁導率之間有這樣的關系：AL=μe4πAele。電感系數(shù)與匝數(shù)和電感量之間的關系為：L=N2AL?？刂拼判娘柡捅容^簡單，就是選用尺寸大的磁心；采用磁導率低的材料。從圖1～圖4可以看出，低磁導率的曲線，隨磁場強度增大而下降的趨勢，比較平穩(wěn)緩慢(注：原稿縱坐標稱“百分磁導率”，這里用相對磁導率μr表示）。圖2HI

7、—FLUX相對磁導率（μr）—直流磁場強度（H）特性曲線圖3SUPPER—MSS相對磁導率（μr）—直流磁場強度（H）特性曲線圖4相對初始磁導率（μr）—直流磁場強度（H）關系曲線同磁心損耗有關的參數(shù)比較多，給我們提供了調(diào)整余地。有兩個公式：Pce=kfmBn和Bac=(L△I102)2AeN。前一公式說明磁心損耗正比于頻率和磁通密度。頻率一定時，磁通密度小，損耗就小。從后一公式可以看出，在分子值不變時，增大分母值，即增大Ae或N，或增