磁环电感的设计计算VIP专享

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 ...