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磁环电感的设计计算

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有直流和交流成分的电流的环形电感器的工程设计2006.08.05 Du(利用面积乘积法)计算例:M 1022 (暂定名)1。该电感使用在开关电源的滤波电路,设计指标如下:⑴电感:Lo =1.7 μ H ±20% ((at 1kHz /1Vr)⑵Lf =1.7 μ H ±20% ((at 200kHz /1Vr)⑶直流电流:Idc =20A⑷交流电流:Δ I=Iac =4Ap-p⑸交流频率: f =200000Hz⑹温升:Δ t ≈50℃(参考)⑺铁心材料:26⑻铁心结构:环形⑼磁通密度:Bm =0.4 T (预选值)⑽2。设计步骤和计算:⑴传递能力:计算式: Pe =L* I2 / 2( W-s )计算:I = I + Δ I / 2 = 20+4/2 =22.0( A )Pe = (1.7*10-6*222)/2 =( W-s )⑵面积乘积:计算式:2*Pe*104 xBm*Ku*KjKu =0.45(窗口利用系数)Kj =590 (粉末铁心结构常数 50℃时)x =1.14(粉末铁心结构常数 x=1.14)计算:1.14=cm4⑶选择铁心:T50-26粉末铁心结构常数内径: ID=0.770cm Kj(25℃)403外径:OD=1.270cm Kj(50℃)590高度:Ht =0.483cm x1.14导磁率:μ o=75.0y-0.12电感系数:AL=33.0截面积:Ac=0.112cm2磁路长度:MPL=3.190cm 体积:V =0.358cm3密度:d =7.000g/cm3铁心质量:Wtfe=2.506g窗口面积 Wa=0.4654cm2面积积Ap=0.0521cm4⑷计算电流密度:计算式:J=Kj*Apyy=-0.12(参看:粉末铁心结构常数, y= - 0.12)计算:J= 590*0.0521^-0.12= 841.01A/cm2P10.05420.000411Ap =cm4Ap =2*0.000411*10^40.4*0.45*590IDODH⑸计算需要的导线: 5-1 导线截面积:计算式:Idc+ΔI/2J计算:20+4/2841.01= 0.0262cm2 5-2 导线选择:线径:Φ d= 1.80mm[Φ d=1.825mm ]截面积:Awb = 0.0254cm2= 2.5434mm2种类:PEW电阻:Ω /m= 0.007007[Max]带绝缘外径:1.914mm带绝缘截面积:Aw = 0.0288cm2每米概算重量:22.9 g/m⑹可绕匝数: 6-1 铁心有效窗口面积:计算式:Wa-eff= Wa*S3 [ S3=0.75典型数据]计算:Wa-eff= 0.4654*0.75= 0.3491cm2 6-2 可绕匝数:计算式:N= Wa-eff*S2 / Aw ( 匝) [ S2=0.6 典型数据]计算:N= 0.3491*0.6 / 0.0288= 7.28Ts⑺实际绕线匝数:计算式:Ncoil= (Lo / AL)0.5计算:Ncoil= (1.7*10-9 /( 33*10^-12))0.5= 7.18Ts取整:N= 7.0Ts⑻初始电感量验算:Lo = N2*AL= 7*7*33 = 1.62μH⑼绕组电阻的计算: 9-1 绕组的平均匝长:MLT= 3.14*((Ac/Ht+Φ d/2)*ATAN(Ac/Ht2)+Ht*ATAN(Ht2/Ac))= 2.156cm ...

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