磁芯参数参看

z变压器基础知识

1、变压器组成：

原边（初级primary side ） 绕组

副边绕组（次级secondary side ）

原边电感（励磁电感）‐‐magnetizing

inductance

漏感‐‐‐leakage inductance

副边开路或者短路测量原边

电感分别得励磁电感和漏感

匝数比：K=Np/Ns=V1/V2

2、变压器的构成以及作用：

1）电气隔离

2）储能

3）变压

4）变流

●高频变压器设计程序：

1.磁芯材料

2.磁芯结构

3.磁芯参数

4.线圈参数

5.组装结构

6.温升校核

1.磁芯材料

软磁铁氧体由于自身的特点在开关电源中应用很广泛。 其优点是电阻率高、交流涡流损耗小，价格便宜，易加 工成各种形状的磁芯。缺点是工作磁通密度低，磁导率 不高，磁致伸缩大，对温度变化比较敏感。选择哪一类 软磁铁氧体材料更能全面满足高频变压器的设计要求， 进行认真考虑，才可以使设计出来的变压器达到比较理 想的性能价格比。

2.磁芯结构

选择磁芯结构时考虑的因数有：降低漏磁和漏感， 增加线圈散热面积，有利于屏蔽，线圈绕线容易，装配 接线方便等。

漏磁和漏感与磁芯结构有直接关系。如果磁芯不需 要气隙，则尽可能采用封闭的环形和方框型结构磁芯。

3.磁芯参数： 磁芯参数设计中，要特别注意工作磁通密度不只是受磁化曲线限制，还要受损耗的限制，同时还与功率传送的工作方式有关。 磁通单方向变化时：ΔB=Bs‐Br，既受饱和磁通密度限制，又更主要是受损耗限制，（损耗引起温升，温升又会影响磁通密度）。工作磁通密度Bm=0.6～0.7ΔB 开气隙可以降低Br,以增大磁通密度变化值ΔB，开气隙后，励磁电流有所增加，但是可以减小磁芯体积。对于磁通双向工作而言： 最大的工作磁通密度Bm，ΔB=2Bm。在双方向变化工作模式时，还要注意由于各种原因造成励磁的正负变化的伏秒面积不相等，而出现直流偏磁问题。可以在磁芯中加一个小气隙，或者在电路设计时加隔直流电容。

4.线圈参数：

线圈参数包括：匝数，导线截面（直径），导线形式，绕组排列和绝缘安排。

导线截面（直径）决定于绕组的电流密度。通常取J为2.5～4A/mm2。导线直径的选择还要考虑趋肤效应。如必要，还要经过变压器温升校核后进行必要的调整。

4.线圈参数：

一般用的绕组排列方式：原绕组靠近磁芯，副绕组反馈绕组逐渐向外排列。下面推荐两种绕组排列形式：

1）如果原绕组电压高（例如220V），副绕组电压低，可以采用副绕组靠近磁芯，接着绕反馈绕组，原绕组在最外层的绕组排列形式，这样有利于原绕组对磁芯的绝缘安排；

2）如果要增加原副绕组之间的耦合，可以采用一半原绕组靠近磁芯，接着绕反馈绕组和副绕组，最外层再绕一半原绕组的排列形式，这样有利于减小漏感。

5.组装结构：

高频电源变压器组装结构分为卧式和立式两种。如果选用平面磁芯、片式磁芯和薄膜磁芯，都采用卧式组装结构。 6.温升校核：

温升校核可以通过计算和样品测试进行。实验温升低于允许温升15度以上，适当增加电流密度和减小导线截面，如果超过允许温升，适当减小电流密度和增加导线截面，如增加直径，窗口绕不下，要

加大磁芯，增加磁芯的散热面积。 功率变压器根据拓扑结构分为三大类： （1）反激式变压器； （2）正激式变压器；

（3）推挽式变压器（全桥/半桥变换器中的变压器） 磁芯结构适合的拓扑结构形式如下页表所

磁芯材料的选择应注意的问题：

1、 软磁铁氧体，由于具有价格低、适应性能和高频性能好等特点，而

被广泛应用于开关电源中。

2、软磁铁氧体，常用的分为锰锌铁氧体和镍锌铁氧体两大系列，锰锌铁氧体的组成部分是Fe2O3，MnCO3，ZnO ，它主要应用在1MHz 以下的各类滤波器、电感器、变压器等，用途广泛。而镍锌铁氧体的组成部分是Fe2O3，NiO ，ZnO 等，主要用于1MHz 以上的各种调感绕组、抗干扰磁珠、共用天线匹配器等。

3、在开关电源中应用最为广泛的是锰锌铁氧体磁心，而且视其用途不同，材料选择也不相同。用于电源输入滤波器部分的磁心多为高导磁率磁心，其材料牌号多为R4K ～R10K ，即相对磁导率为4000～10000左右的铁氧体磁心，而用于主变压器、输出滤波器等多为高饱和磁通密度的磁性材料，其Bs 为0.5T （即5000GS ）左右。 2、 开关电源用铁氧体磁性材应满足以下要求：

（1）具有较高的饱和磁通密度

Bs 和较低的剩余磁通密度Br 磁通密度Bs 的高低，对于变压器和绕制结果有一定影响。从 3、 理论上讲，Bs 高，变压器绕组匝数可以减小，铜损也随之减小

在实际应用中，开关电源高频变换器的电路形式很多，对于变 压器而言，其工作形式可分为两大类：

4、 1）双极性：电路为半桥、全桥、推挽等。变压器一次绕组里正负半

周励磁电流大小相等，方向相反，因此对于变压器磁心里的磁通变化，也是对称的上下移动，B 的最大变化范围为△B=2Bm ，磁心中的直流分量基本抵消。

2）单极性：电路为单端正激、单端反激等，变压器一次绕组在1个周期内加上1个单向的方波脉冲电压（单端反激式如此）。变压器磁心单向励磁，磁通密度在最大值Bm 到剩余磁通密度Br 之间变化，这时的△B=Bm －Br ，若减小Br ，增大饱和磁通密度Bs ，可以提高△B ，降低匝数，减小铜耗。

变压器或者电感根据在拓扑结构中的工作方式分为三大类：1、直流滤波电感工作状态，电感磁芯只工作在一个象限。属于这类工作状态的电感有Boost 电感、Buck 电感、Buck/boost 电感、正激以及所有推挽拓扑变换器输出滤波电感、单端反激变换器变压器； 2、正激变换器中的变压器，磁芯也只工作在一个象限，但变压器要进行磁复位。

3、 推挽拓扑中的变压器，磁芯是双向交变磁化，属于这类的变换器有推挽变换器、半桥和全桥变换器、交流滤波电感等。 2）在高频下具有较低的功率损耗

铁氧体的功率损耗，不仅影响电源输出效率，同时会导致磁心发热，波形畸变等不良后果。

变压器的发热问题，在实际应用中极为普遍，它主要是由变压器的铜损和磁心损耗引起的。如果在设计变压器时，Bm 选择过低，绕组匝数过多，就会导致绕组发热，并同时向磁心传输热量，使磁心发热。反之，若磁心发热为主体，也会导致绕组发热。

选择铁氧体材料时，要求功率损耗随温度的变化呈负温度系数关系。这是因为，假如磁心损耗为发热主体，使变压器温度上升，而温度上升又导致磁心损耗进一步增大，从而形成恶性循环，最终将使功率管和变压器及其他一些元件烧毁。因此国内外在研制功率铁氧体时，必须解决磁性材料本身功率损耗负温度系数问题，这也是电源用磁性材料的一个显著特点，日本TDK 公司的PC40及国产的R2KB 3）适中的磁导率

相对磁导率究竟选取多少合适呢？这要根据实际线路的开关频率来决定，一般相对磁导率为2000的材料，其适用频率在300kHz 以下，有时也可以高些，但最高不能高于500kHz 。对于高于这一频段的材料，应选择磁导率偏低一点的磁性材料，一般为1300左右。

（4）较高的居里温度

居里温度是表示磁性材料失去磁特性的温度，一般材料的居里温度在200℃以上，但是变压器的实际工作温度不应高于80℃，这是因为在100℃以上时，其饱和磁通密度Bs 已跌至常温时的70％。因此过高的工作温度会使磁心的饱和磁通密度跌落的更严重。再者，当高于100℃时，其功耗已经呈正温度系数，会导致恶性循环。对于R2KB2材料，其允许功耗对应的温度已经达到110℃，居里温度高达240℃，满足高温使用要求 ●变压器的设计原则及方法

设计变压器主要有很两种方法：面积积AP 法 AP ：磁芯截面积Ae 与线圈有效窗口面积Aw 的乘积。

PT ‐变压器的计算功率

Ae ‐磁芯有效截面积 Aw ‐磁芯窗口面积

Ko ‐磁芯窗口利用系数，典型值为0.4 Kf ‐波形系数，方波为4，正弦波为4.44 Bw ‐磁芯的工作磁感强度 Fs ‐开关工作频率

Kj ‐电流密度系数，取395A/cm 2 X ‐磁芯结构系数，P107表3‐8

按照功率变压器的设计方法，用面积积AP 法设计变压器的一般步

骤：

1 .选择磁芯材料，计算变压器的视在功率；

2. 确定磁芯截面尺寸AP ，根据AP 值选择磁芯尺寸；

3. 计算原副边电感量及匝数；

4. 计算空气隙的长度；

5. 根据电流密度和原副边有效值电流求线径；

6. 求铜损和铁损是否满足要求（比如：允许损耗和温升） 电源的基本参数如右： 选择反激拓扑。

1. 选择磁芯材料，确定变压器的视在功率P T ；

考虑成本因数在此选择PC40材质，查PC40资料得 B s =0.39T B r =0.06T

为了防止磁芯的瞬间出现饱和，预留一定裕量，取 Bm= ΔB max *0.6=0.198T 取0.2T

变压器视在功率P

：对于反激拓扑来说，

根据上图，选择大于计算AP 值的磁芯EE3528，相关参数是： Ae:84.8mm 2 AP ：1.3398cm 4 Wa ：158mm 2 AL ：2600nH/H 2

反为了适应突变的负载电流，把电源设计在临界模式： 临界电流I 0B =0.8×I 0=2.4A 3. 计算原、副边电感量及匝数

原、副边峰值电流

max 0.390.060.33s r B B B T T T

Δ=?=?=

原、副边及辅助绕组的匝数

可能要用气隙磁通边缘效应校正匝数

5.原、副边及辅助绕组的线径有两种方法：1、求裸线面积； 2、求导线直径 （J 电流密度取4A/mm 2)

用两根直径为0.18mm 线并绕，或者用AWG #28单股线

6. 计算铜损P cu

和铁损P fe （变压器总损耗P loss )

a)

d)计算单位面积损耗值Φ=P loss/As

若Φ值引起的温升小于25度，设计通过。

7. 计算B w

工作磁通密度Bw应该在设计指标要求之内，Bw

电源磁芯尺寸功率参数.doc

电源磁芯尺寸功率参数

常用电源磁芯参数 MnZn 功率铁氧体 EPC 功率磁芯 特点：具有热阻小、衰耗小、功率大、工作频率宽、重量 轻、结构合理、易表面贴装、屏蔽效果好等优点，但散热 性能稍差。 用途：广泛应用于体积小而功率大且有屏蔽和电磁兼容要 求的变压器，如精密仪器、程控交换机模块电源、导航设 备等。 EPC型功率磁芯尺寸规格 磁芯型号Type 尺寸Dimensions(mm) A B C D Emin F G Hmin EPC10/8 10.20±0.20 4.05±0.30 3.40±0.20 5.00±0.20 7.60 2.65±0.20 1.90±0.20 5.30 EPC13/13 13.30±0.30 6.60±0.30 4.60±0.20 5.60±0.20 10.50 4.50±0.30 2.05±0.20 8.30 EPC17/17 17.60±0.50 8.55±0.30 6.00±0.30 7.70±0.30 14.30 6.05±0.30 2.80±0.20 11.50 EPC19/20 19.60±0.50 9.75±0.30 6.00±0.30 8.50±0.30 15.80 7.25±0.30 2.50±0.20 13.10 EPC25/25 25.10±0.50 12.50±0.30 8.00±0.30 11.50±0.30 20.65 9.00±0.30 4.00±0.20 17.00 EPC27/32 27.10±0.50 16.00±0.30 8.00±0.30 13.00±0.30 21.60 12.00±0.30 4.00±0.20 18.50 EPC30/35 30.10±0.50 17.50±0.30 8.00±0.30 15.00±0.30 23.60 13.00±0.30 4.00±0.20 19.50 EPC39/39 39.00±0.50 19.60±0.30 15.60±0.30 18.00±0.30 30.70 14.00±0.30 10.00±0.30 24.50 EPC42/44 42.40±1.00 22.00±0.30 15.00±0.40 17.00±0.30 33.50 16.00±0.30 7.40±0.30 26.50

磁芯参数参看

z变压器基础知识 1、变压器组成： 原边（初级primary side ） 绕组 副边绕组（次级secondary side ） 原边电感（励磁电感）‐‐magnetizing inductance 漏感‐‐‐leakage inductance 副边开路或者短路测量原边 电感分别得励磁电感和漏感 匝数比：K=Np/Ns=V1/V2 2、变压器的构成以及作用： 1）电气隔离 2）储能 3）变压 4）变流 ●高频变压器设计程序： 1.磁芯材料 2.磁芯结构 3.磁芯参数 4.线圈参数 5.组装结构 6.温升校核 1.磁芯材料 软磁铁氧体由于自身的特点在开关电源中应用很广泛。 其优点是电阻率高、交流涡流损耗小，价格便宜，易加 工成各种形状的磁芯。缺点是工作磁通密度低，磁导率 不高，磁致伸缩大，对温度变化比较敏感。选择哪一类 软磁铁氧体材料更能全面满足高频变压器的设计要求， 进行认真考虑，才可以使设计出来的变压器达到比较理 想的性能价格比。 2.磁芯结构 选择磁芯结构时考虑的因数有：降低漏磁和漏感， 增加线圈散热面积，有利于屏蔽，线圈绕线容易，装配 接线方便等。 漏磁和漏感与磁芯结构有直接关系。如果磁芯不需 要气隙，则尽可能采用封闭的环形和方框型结构磁芯。 3.磁芯参数： 磁芯参数设计中，要特别注意工作磁通密度不只是受磁化曲线限制，还要受损耗的限制，同时还与功率传送的工作方式有关。 磁通单方向变化时：ΔB=Bs‐Br，既受饱和磁通密度限制，又更主要是受损耗限制，（损耗引起温升，温升又会影响磁通密度）。工作磁通密度Bm=0.6～0.7ΔB 开气隙可以降低Br,以增大磁通密度变化值ΔB，开气隙后，励磁电流有所增加，但是可以减小磁芯体积。对于磁通双向工作而言： 最大的工作磁通密度Bm，ΔB=2Bm。在双方向变化工作模式时，还要注意由于各种原因造成励磁的正负变化的伏秒面积不相等，而出现直流偏磁问题。可以在磁芯中加一个小气隙，或者在电路设计时加隔直流电容。 4.线圈参数： 线圈参数包括：匝数，导线截面（直径），导线形式，绕组排列和绝缘安排。 导线截面（直径）决定于绕组的电流密度。通常取J为2.5～4A/mm2。导线直径的选择还要考虑趋肤效应。如必要，还要经过变压器温升校核后进行必要的调整。 4.线圈参数： 一般用的绕组排列方式：原绕组靠近磁芯，副绕组反馈绕组逐渐向外排列。下面推荐两种绕组排列形式： 1）如果原绕组电压高（例如220V），副绕组电压低，可以采用副绕组靠近磁芯，接着绕反馈绕组，原绕组在最外层的绕组排列形式，这样有利于原绕组对磁芯的绝缘安排； 2）如果要增加原副绕组之间的耦合，可以采用一半原绕组靠近磁芯，接着绕反馈绕组和副绕组，最外层再绕一半原绕组的排列形式，这样有利于减小漏感。 5.组装结构：

磁芯参数对照表

Dimensions (mm) Ap Ae Aw A L Le Ve Wt P CL 100kHz 200mT Pt(100kH z) A * B * C ( cm 4 ) ( mm 2 )( mm 2 )( nH/N 2 ) ( mm ) ( mm 3 ) ( g ) @100℃(W)(Watts)幅寬PIN 形狀EC353C8535.3*17.3*9.5 1.374184.30163.002100.0077.406530.0038.00 21.58H EC413C8541.6*19.5*11.6 2.5894121.00214.002700.0089.3010800.0060.0024.58H EC523C8552.2*24.2*13.4 5.5980180.00311.003600.00105.0018800.00112.0028.312H EC703C8571.7*34.5*16.417.8281279.00639.003900.00144.00 40100.00254.0041.412/34H EE05PC40 5.25*2.65*1.950.0013 2.63 5.00285.0012.6033.100.160.02 1.1 2.76-8H EE6.3PC40 6.1*2.85*7.950.0015 3.31 4.46405.0012.2040.400.240.02 2.76H EE8PC408.3*4.0*3.60.00917.0013.05590.0019.47139.000.700.06 1.9 4.786H EE10/11PC4010.2* 5.5*4.750.028712.1023.70850.002 6.60302.00 1.500.16 6.68V EE13PC4013.0*6.0*6.150.05701 7.1033.351130.0030.20517.00 2.700.2357.410V EE16PC4016*7.2*4.80.076519.2039.851140.0035.00672.00 3.300.31 8.56-10V H EE19PC401 9.1*7.95*5.00.124323.0054.041250.0039.40900.00 4.800.4296-8V H EE19/16PC4019.29*8.1*4.750.119122.4053.151350.0039.10882.00 4.800.4196-8V H EE20/20/5PC4020.15*10*5.10.157231.0050.701460.0043.001340.007.500.51EE22PC4022*9.35*5.750.159041.0038.792180.0039.401610.008.800.618.45 8 V EE2329S PC4023*14.7*60.436835.80122.001250.0064.902320.0012.00 1.16EE25/19PC4025.4*9.46*6.290.312840.0078.202000.0048.701940.009.100.9EE25.4PC4025.4*9.66*6.350.317340.3078.732000.0048.701963.0010.000.9EE2825PC4028*12.75*10.60.852586.9098.103300.0057.705010.0026.00 2.519.610V EE30PC4030*13.15*10.70.7995109.0073.354690.0057.706310.0032.00 2.913.710-12V EE30/30/7PC4030.1*15*7.050.745559.70124.872100.0066.904000.0022.00 1.51EE3528PC4034.6*14.3*9.3 1.339884.80158.002600.0069.705910.0029.00 2.9615.712V EE40PC4040*17*10.7 2.2000127.00173.234150.0077.009810.0050.00 4.217.3 12 V EE4133PC4041.5*17*12.7 2.8260157.00180.004200.0079.0012470.0064.00 6.25EE42/21/15PC4042*21.2*15 4.9484178.00278.003800.0097.9019510.0088.008.8EE42/21/20PC4042*21.2*20 6.4625235.00275.005000.0097.8023000.00116.0011.6EE47/39PC4047.12*19.63*15.62 4.7529242.00196.406660.0090.6021930.00108.009.7EE50PC4050*21.3*14.6 5.7343226.00253.736110.0095.8021600.00116.009.421.312V EE55/55/21PC4055.15*27.5*20.713.6764354.00386.347100.00123.0043700.00234.0011.0(150MT)EE57/47PC4056.57*23.6*18.89.7132344.00282.368530.00102.0035100.00190.008.5EE60PC4060*22.3*15.69.8558247.00399.025670.00110.0027100.00135.0012.523.812V EE50.3PC4050.3*25.6*6.1 1.8447120.85152.642900.00104.9012676.0068.00 5.8328.2512H EE62.3/62/6PC4062.3*31*6.1 3.0330153.01198.223100.00125.7419240.00102.008.8533.85 12 H EE65/32/27 PC40 65.15*32.5*27 30.7625 535.00 575.008000.00147.00 78700.00 399.00 5.9(100MT) TYPE EC CORE TYPE EE CORE TYPE MATERIAL 可配合BOBBIN CORE參數對照表

磁芯参数表

常用磁芯参数表 【EER磁芯】 ■ 用途：高频开关电源变压器、匹配变压器、扼流变压器等。 【EE磁芯】 ■ 用途：电源转换用变压器及扼流圈、通讯及其他电子设备变压器、滤波器、电感器及扼流圈、脉冲变压器等。

【ETD磁芯】 ■ 用途：电源转换用变压器及扼流圈、通讯及其他电子设备变压器、滤波器。 【EI 磁芯】 ■ 用途：高频开关电源变压器、功率变压器、整流变压器、电压互感器等。 【ET 磁芯】 ■ 用途：滤波变压器 【EFD 磁芯】 ■ 用途：高频开关电源变压器器、整流变压器、开关变压器等。

【UF 磁芯】 ■ 用途：整流变压器、脉冲变压器、扼流变压器、电源变压器等。 【PQ 磁芯】 ■ 用途高频开关电源变压器、整流变压器等。 【RM 磁芯】 ■ 用途：高频开关电源变压器、整流变压器、屏蔽变压器、脉冲变压器、脉冲功率变压器、扼流变压器、滤波变压器。 【EP 磁芯】 ■ 用途：功率变压器、宽频变压器、屏蔽变压器、脉冲变压器等。

【H 磁芯】 ■ 用途：宽带变压器、脉冲变压器、脉冲功率变压器、隔离变压器、滤波变压器、扼流变压器、匹配变压器等。 软磁铁氧体磁芯形状与尺寸标准(一) 软磁铁氧体磁芯形状 软磁铁氧体是软磁铁氧体材料和软磁铁氧体磁芯的总称。软磁铁氧体磁芯是用软磁铁氧体材料制成的元件或零件，或是由软磁铁氧体材料根据不同形式组成的磁路。磁芯的形状基本上由成型（形）模具决定，而成型（形）模具又根据磁芯的形状进行设计与制造。 磁芯按磁力线的路径大致可分两大类；磁芯按具体形状分，有各种各样： 磁芯按磁力线路径分类 磁芯按使用时磁化过程所产生磁力线的路径可分为开路磁芯和闭路磁芯两类。 第一类为开路磁芯。这类磁芯的磁路是开启的（open magnetic circuits），通过磁芯的磁通同时要通过周围空间（气隙）才能形成闭合磁路。开路磁芯的气隙占磁路总长度的相当部分，磁阻很大，磁路中的部分磁通在达到气隙以前就已离开磁芯形成漏磁通。因而，开路磁芯在磁路各个截面上的磁通不相等，这是开路磁芯的特点。由于开路磁芯存在大的气隙，磁路受到退磁场作用，使磁芯的有效磁导率μe比材料的磁导率μi有所降低，降低的程度决定于磁芯的几何形状及尺寸。 开路磁芯有棒形、螺纹形、管形、片形、轴向引线磁芯等等。IEC 1332《软磁铁氧体材料分类》标准中称开路磁芯为OP类磁芯。 第二类磁芯为闭路磁芯。这类磁芯的磁路是闭合的（closed magnetic circuits），或基本上是闭合的。IEC 1332称闭路磁芯为CL类磁芯。磁路完全闭合的磁芯最典型的是环形磁芯。此外，还有双孔磁芯、多孔磁芯等等。

各大厂磁芯材对照表

各大厂材质对照表 SUPPLIERS MATERIALS ACME P4 P5 N2 N4 S3 A05 A07 A10 A12 A15( 开发 中) TDK PC40 PC50 DN40 HP5 H5B2/HS72 H5C2/HS10 H5C4 H5C3 NICERA NC-2H NC-3M NC-4Y NC-5Y NC-7 NC-10H EPCOS N67/N87 N49T57/N30N48 N30 T35/T37 T38 T42 T46 FERROXCUBE 3C85/3C90 3F3 3E28 3B7 3R1 3E4/3C11 3E25/3E27 3E5 3E6 3E7 DMEGC(东磁) DMR40 R5K R7K R10K TDG (天通) TP4 TL5 TL7 TL10 TOKIN B25/BH2 B40 4000H 5000H/5000B 7000H 12001H FDK(FUJI) 6H20 7H10 2H04/H24B 2H06 2H07 2H10 2H15B 2H15 MAGNETICS R K N J W H THOMSON F1 T6/T6A T4A/T4 MMG-NEOSID F5A F9C FT7/F57 F39 TOMITA 2F8/2G82H8 2H5 2F1 2E1/2G1 2E2/2E2B 2H2 2H1 KAWA TETSU MB3 MC1 MA-055 MA-07A MA-100 MA120 MA150 SAMWHA PL-7 PL-F1 SM43T SM-23T HS1 SM-50 SM-70S SM-100 SM-150 STEWARD 36 35 37 40 KRYSTINEL K82 K86 K87 HITACHI SB-9M SB-1M MQ40D GP-5 GP-9 GP-11/MQ10T MT10T MP15T MP10T FAIR-RITE 78 83 75 76 FERRITE INT’TSF-15 FERRONICS B T

磁芯材料分析

磁性材料 一. 磁性材料的基本特性 1. 磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H 作用下，必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B，它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线（M～H或B～H曲线）。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 2. 软磁材料的常用磁性能参数 饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。 剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。 矩形比：Br∕Bs 矫顽力Hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）。 磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关。 初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。 居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。 损耗P：磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝f2 t2 / ，ρ 降低， 磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为： 总功率耗散（mW）/表面积（cm2） 3. 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换 在设计软磁器件时，首先要根据电路的要求确定器件的电压～电流特性。器件的电压～电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。设计者必须熟悉材料的磁化过程并拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。设计软磁器件通常包括三个步骤：正确选用磁性材料；合理确定磁芯的几何形状及尺寸；根据磁性参数要求，模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数。 二、软磁材料的发展及种类 1. 软磁材料的发展 软磁材料在工业中的应用始于19世纪末。随着电力工及电讯技术的兴起，开始使用低碳钢制造电机和变压器，在电话线路中的电感线圈的磁芯中使用了细小的铁粉、氧化铁、细铁丝等。到20世纪初，研制出了硅钢片代替低碳钢，提高了变压器的效率，降低了损耗。直至现在硅钢片在电力工业用软磁材料中仍居首位。到20年代，无线电技术的兴起，促进了高导磁材料的发展，出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等。从40年代到60年代，是科学技术飞速发展的时期，雷达、电视广播、集成电路的发明等，对软磁材料的要求也更高，生产出了软磁合金薄带及软磁铁氧体材料。进入70年代，随着电讯、自动控制、计算机等行业的发展，研制出了磁头用软磁合金，除了传统的晶态软磁合金外，又兴起了另一类材料—非晶态软磁合金。2. 常用软磁磁芯的种类 铁、钴、镍三种铁磁性元素是构成磁性材料的基本组元。 按（主要成分、磁性特点、结构特点）制品形态分类： (1) 粉芯类：磁粉芯，包括：铁粉芯、铁硅铝粉芯、高磁通量粉芯（High Flux）、坡莫合金粉芯（MPP）、铁氧体磁芯

磁芯各参数详解

一、磁芯初始磁导率 磁感应强度与磁场强度的比值称为磁导率。 初始磁导率高：相同圈数感值大，反之亦然； 初始磁导率高：相同电流下容易饱和，反之亦然； 初始磁导率高：低频特性好，高频差，反之亦然； 初始磁导率高：相同产品价格高，反之亦然； 1、磁导率的测试仪器功能 磁导率的测量是间接测量，测出磁心上绕组线圈的电感量，再用公式计算出磁心材料的磁导率。所以，磁导率的测试仪器就是电感测试仪。在此强调指出，有些简易的电感测试仪器，测试频率不能调，而且测试电压也不能调。例如某些电桥，测试频率为100Hz 或1kHz，测试电压为0.3V，给出的这个0.3V并不是电感线圈两端的电压，而是信号发生器产生的电压。至于被测线圈两端的电压是个未知数。如果用高档的仪器测量电感，例如Agilent 4284A精密LCR测试仪，不但测试频率可调，而且被测电感线圈两端的电压及磁化电流都是可调的。了解测试仪器的这些功能，对磁导率的正确测量是大有帮助的。 2、材料磁导率的测量方法和原理 说起磁导率μ的测量，似乎非常简单，在材料样环上随便绕几匝线圈，测其电感，

找个公式一算就完了。其实不然，对同一只样环，用不同仪器，绕不同匝数，加不同电压或者用不同频率都可能测出差别甚远的磁导率来。造成测试结果差别极大的原因，并非每个测试人员都有精力搞得清楚。本文主要讨论测试匝数及计算公式不同对磁导率测量的影响。 2.1 计算公式的影响 大家知道，测量磁导率μ的方法一般是在样环上绕N匝线圈测其电感L，因为可推得L的表达式为： L=μ0 μN 2A/l （1） 所以，由（1）式导出磁导率的计算公式为： μ=Ll/μ0N 2A（2）式中：l为磁心的磁路长度，A为磁心的横截面积。 对于具有矩形截面的环型磁芯，如果把它的平均磁路长度l=π（D+d）/2就当作磁心的磁路长度l，把截面积A=h（D-d）/2，μ0=4π×10-7都代入（2）式得 二、饱和磁通密度 1.什么是磁通：磁场中垂直通过某一截面的磁感应线总数，称为磁通量（简称磁通） 2.什么是磁通密度：单位面积垂直通过的磁感应线的总数（磁通量）称为磁通密度，磁通密度即磁感应强度。

常用铁氧体磁芯规格

常用铁氧体磁芯规格、型号与技术参数 功率铁氧体磁芯 EI EE EE PQ EC EI60 EE80 EE35 PQ50/50 EC90 EI50 EE72 EE30 PQ40/40 EC70 EI40 EE70 EE25 PQ35/35 EC52 EI35 EE60 EE19 PQ32/30 ECI70 EI33 EE55 EE16 PQ32/20 EER49/54 EI30 EE50 EE13 PQ26/25 EER49/43 EI28 EE49 EE10 PQ26/20 EER49/38 EI25 EE42 — PQ20/20 EER42/43 EI22 EE42/20 — PQ20/16 EER42/45 EI19 — — — EER40/45 EI16 — — UF102 EER28L 常用功率铁氧体材料牌号技术参数 项目 条件 单位 PC30 PC40 2500B B25 3C8 N27 μi — — 2500 2300 2500 2300 2000 2000 Bms H=1200A/m mT 510 510 490 510 450 510 Br H=800A/m mT 117 95 100 130 — — Hc — A/m 12 14.3 15.9 15.9 18.8 20 Tc — ℃ >230 >215 >230 >220 >200 >220 P 200mT23℃ 25KHz60℃ 100℃ KW/m3 130 600 95 600 900 48 KW/m3 90 — 70 — — — KW/m3 100 — 75 — — — 100mT60℃ 100KHz100℃KW/m3 — 450 — 450 — — KW/m3 — 410 — 410 — — 公司 — — TDK TDK TOKIN TOKIN FERROCXLUB E SIEMENS

磁芯规格对照表

Dimensions (mm)Ap Ae Aw A L Le Ve Wt P CL 100kHz 200mT Pt 100kHz 幅寬mm 窗口面积mm 2 PIN A * B * C ( cm 4 ) ( mm 2 )( mm 2 )(nH/N 2) ( mm ) ( mm 3 ) ( g ) @100℃(W) (W) 可配合BOBBIN EC353C8535.3*17.3*9.5 1.374184.30163.002100.077.406530.038.0021.5 8H EC413C8541.6*19.5*11.6 2.5894121.00214.002700.089.3010800.060.0024.58H EC523C8552.2*24.2*13.4 5.5980180.00311.003600.0105.0018800.0112.0028.312H EC703C8571.7*34.5*16.417.8281279.00639.003900.0144.0040100.0254.0041.412/34H EE05PC40 5.25*2.65*1.950.0013 2.63 5.00285.012.6033.10.160.02 1.1 2.76-8H EE6.3PC40 6.1*2.85*7.950.0015 3.31 4.46405.012.2040.40.240.02 2.76H EE8PC408.3*4.0*3.60.00917.0013.05590.019.47139.00.700.06 1.9 4.78 5.36H EE10/11PC4010.2*5.5*4.750.028712.1023.70850.02 6.60302.0 1.500.16 6.612.28V EE13PC4013.0*6.0*6.150.05701 7.1033.351130.030.20517.0 2.700.2357.422.210V EE16PC4016*7.2*4.80.076519.2039.851140.035.00672.0 3.300.31 8.527.36-10V H EE19PC401 9.1*7.95*5.00.124323.0054.041250.039.40900.0 4.800.42933.16-8V H EE19/16PC4019.29*8.1*4.750.119122.4053.151350.039.10882.0 4.800.41933.16-8V H EE20/20/5PC4020.15*10*5.10.119131.0050.701460.043.001340.07.500.51EE22PC4022*9.35*5.750.119141.0038.792180.039.401610.08.800.618.45208 V EE2329S PC4023*14.7*6 0.119135.80122.001250.064.902320.012.00 1.16EE25/19PC4025.4*9.46*6.290.119140.0078.202000.048.701940.09.100.99.842.5EE25.4PC4025.4*9.66*6.350.119140.3078.732000.048.701963.010.000.9EE2825PC4028*12.75*10.60.119186.9098.103300.057.705010.026.00 2.519.639.410V EE30 PC4030*13.15*10.70.1191109.0073.354690.057.706310.032.00 2.913.743.210-12V EE30/30/7PC4030.1*15*7.050.119159.70124.872100.066.904000.022.00 1.51EE3528PC4034.6*14.3*9.30.119184.80158.002600.069.705910.029.00 2.9615.788.712V EE40PC4040*17*10.70.1191127.00173.234150.077.009810.050.00 4.217.3 108 12 V EE4133PC4041.5*17*12.70.1191157.00180.004200.079.0012470.064.00 6.25EE42/21/15PC4042*21.2*150.1191178.00278.003800.097.9019510.088.008.8EE42/21/20PC4042*21.2*20 0.1191235.00275.005000.097.8023000.0116.0011.6EE47/39PC4047.12*19.63*15.620.1191242.00196.406660.090.6021930.0108.009.7EE50 PC4050*21.3*14.60.1191226.00253.736110.095.8021600.0116.009.421.317012V EE55/55/21PC4055.15*27.5*20.70.1191354.00386.347100.0123.0043700.0234.0011.0(150MT) EE57/47PC4056.57*23.6*18.80.1191344.00282.368530.0102.0035100.0190.008.5EE60PC4060*22.3*15.60.1191247.00399.025670.0110.0027100.0135.0012.523.829412V EE50.3 PC4050.3*25.6*6.10.1191120.85152.642900.0104.9012676.068.00 5.8328.2596.0512H EE62.3/62/6PC4062.3*31*6.10.1191153.01198.223100.0125.7419240.0102.008.8533.85115.0912H EE65/32/27 PC40 65.15*32.5*27 0.1191 535.00 575.00 8000.0 147.0078700.0 399.00 5.9(100MT) EC EE CORE参数对照表 形狀 TYPE MATE-RIAL

电感基本知识(定义、分类、原理、性能参数、应用、磁芯等主要材料、检测)

电感基本知识（定义、分类、原理、性能参数、应用、磁芯等主要材料、检测） 一、电感器的定义 1.1 电感的定义： 电感线圈是由导线一圈靠一圈地绕在绝缘管上，导线彼此互相绝缘，而绝缘管可以是空心的，也可以包含铁芯或磁粉芯，简称电感。用L表示，单位有亨利(H)、毫亨利 (mH)、微亨利(uH)，1H=10^3mH=10^6uH。 滤波作用，因为开关电源利用的是PWM都是百K级的频率，而且是开关状态产生高次谐波干扰，高次谐波干扰对电网和电路都是污染，因此要滤掉，利用电感的通低频隔高频和电容的通高频隔低频滤掉高次谐波，因此要在开关电源中串入电感，并上电容，电感等效电阻Rl=2*PI*f*L，电容等效电阻Rc=1/(2*PI*f*C),一般取电感10-50mH(前提是电感不能磁饱和),电容取0.047uF,0.1uF等，假设电感取10mH，电容取0.1uF,则对于1MHz的谐波干扰，电感Rl=2*3.14*1Meg*10mH=62.8Kohm,电容Rc=1/(2*3.14*1Meg*0.1uF)=1.59ohm。显然，高频信号经过电感后会产生很大的压降，通过电容旁路到地，从而滤掉两方面的杂波，一个是来自电源电路，一个是来自电力网。 电感是利用电磁感应的原理进行工作的.当有电流流过一根导线时,就会在这根导线的周围产生一定的电磁场,而这个电磁场的导线本身又会对处在这个电磁场范围内的导线发生感应作用.对产生电磁场的导线本身发生的作用,叫做"自感";对处在这个电磁场范围的其他导线产生的作用,叫做"互感". 电感线圈的电特性和电容器相反,"阻高频,通低频".也就是说高频信号通过电感线圈时会遇到很大的阻力,很难通过;而对低频信号通过它时所呈现的阻力则比较小,即低频信号可以较容易的通过它.电感线圈对直流电的电阻几乎为零. 电阻,电容和电感,他们对于电路中电信号的流动都会呈现一定的阻力,这种阻力我们称之为"阻抗"电感线圈对电流信号所呈现的阻抗利用的是线圈的自感.电感线圈有时我们把它简称为"电感"或"线圈",用字母"L"表示.绕制电感线圈时,所绕的线圈的圈数我们一般把它称为线圈的"匝数". 电感线圈的性能指标主要就是电感量的大小.另外,绕制电感线圈的导线一般来说总具有一定的电阻,通常这个电阻是很小的,可以忽略不记.但当在一些电路中流过的电流很大时线圈的这个很小的电阻就不能忽略了,因为很大的线圈会在这个线圈上消耗功率,引起线圈发热甚至烧坏,所以有些时候还要考虑线圈能承受的电功率 电感是导线内通过交流电流时，在导线的内部及其周围产生交变磁通，导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。 当电感中通过直流电流时，其周围只呈现固定的磁力线，不随时间而变化；可是当在线圈中通过交流电流时，其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。根据法拉弟电磁感应定律－－－磁生电来分析，变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势，此感应电势相当于一

TDK磁芯参数对照表

CORE 參數對照表 Dimensions (mm) Ap Ae Aw A L Le Ve Wt P CL 100kHz 200mT Pt (100kHz)A * B * C ( cm 4 ) ( mm 2 )( mm 2 )( nH/N 2 ) ( mm ) ( mm 3 ) ( g ) @ 100℃ (W) ( Watts ) 幅寬PIN 形狀 TYPE EC CORE EC353C8535.3*17.3*9.5 1.374184.30163.002100.0077.406530.0038.0021.58H EC413C8541.6*19.5*11.6 2.5894121.00214.002700.0089.3010800.0060.0024.58H EC523C8552.2*24.2*1 3.4 5.5980180.00311.003600.00105.0018800.00112.0028.312H EC703C8571.7*3 4.5*16.417.8281279.00639.003900.00 144.0040100.00 254.0041.4 12/34 H TYPE ED CORE ED28TP428*10.4*12.10.723690.0080.4050.30 22.00ED28(TDG)TP428.4*9.8*30 1.6589192.0086.407000.0047.00 4.51110V ED29TP429.8*14.8*11.6 1.350090.00150.0029.50 TYPE EE CORE EE05PC40 5.25*2.65*1.950.0013 2.63 5.00285.0012.6033.100.160.02 1.1 2.76-8H EE6.3PC40 6.1*2.85*7.950.0015 3.31 4.46405.0012.2040.400.240.02 2.76H EE8PC408.3*4.0*3.60.00917.0013.05590.0019.47139.000.700.06 1.9 4.786H EE10/11PC4010.2* 5.5*4.750.028712.1023.70850.002 6.60302.00 1.500.16 6.68V EE13PC4013.0*6.0*6.150.05701 7.1033.351130.0030.20517.00 2.700.2357.410V EE16PC4016*7.2*4.80.076519.2039.851140.0035.00672.00 3.300.31 8.56-10V H EE19PC401 9.1*7.95*5.00.124323.0054.041250.0039.40900.00 4.800.4296-8V H EE19/16PC4019.29*8.1*4.750.119122.4053.151350.0039.10882.00 4.800.4196-8V H EE20/20/5PC4020.15*10*5.10.157231.0050.701460.0043.001340.007.500.51EE22PC4022*9.35*5.750.159041.0038.792180.0039.401610.008.800.618.45 8 V EE2329S PC4023*14.7*6 0.436835.80122.001250.0064.902320.0012.00 1.16EE25/19PC4025.4*9.46*6.290.312840.0078.202000.0048.701940.009.100.9EE25.4PC4025.4*9.66*6.350.317340.3078.732000.0048.701963.0010.000.9EE2825PC4028*12.75*10.60.852586.9098.103300.0057.705010.0026.00 2.519.610V EE30PC4030*13.15*10.70.7995109.0073.354690.0057.706310.0032.00 2.913.710-12V EE30/30/7PC4030.1*15*7.050.745559.70124.872100.0066.904000.0022.00 1.51EE3528PC4034.6*14.3*9.3 1.339884.80158.002600.0069.705910.0029.00 2.9615.712V EE40PC4040*17*10.7 2.2000127.00173.234150.0077.009810.0050.00 4.217.3 12 V EE4133PC4041.5*17*12.7 2.8260157.00180.004200.0079.0012470.0064.00 6.25EE42/21/15PC4042*21.2*15 4.9484178.00278.003800.0097.9019510.0088.008.8EE42/21/20PC4042*21.2*20 6.4625235.00275.005000.009 7.8023000.00116.0011.6EE47/39PC4047.12*19.63*15.62 4.7529242.00196.406660.0090.6021930.0010 8.00 9.7EE50PC4050*21.3*14.6 5.7343226.00253.736110.0095.8021600.00116.009.4 21.312V EE55/55/21PC4055.15*27.5*20.713.6764354.00386.347100.00123.0043700.00234.0011.0(150MT) EE57/47PC4056.57*23.6*18.89.7132344.00282.368530.00102.0035100.00190.008.5EE60PC4060*22.3*15.69.8558247.00399.025670.00110.0027100.00135.0012.523.812V EE50.3PC4050.3*25.6*6.1 1.8447120.85152.642900.00104.9012676.0068.00 5.8328.2512H EE62.3/62/6PC4062.3*31*6.1 3.0330153.01198.223100.00125.7419240.00102.008.8533.8512H EE65/32/27PC4065.15*32.5*2730.7625535.00575.008000.00147.0078700.00399.00 5.9(100MT) TYPE EF CORE EF12.6PC4012.7*6.4*3.60.031113.0023.90810.0029.60385.00 2.000.17 3.510V EF16PC4016.1*8.05*4.50.080020.1039.821100.0037.60754.00 3.900.32EF20PC4020*9.9*5.650.101333.5030.241570.0044.901500.007.400.69EF25PC4025.05*12.55*7.20.237651.8045.872000.0057.802990.0015.00 1.4EF32PC40 32.1*16.1*9.15 0.6515 83.20 78.30 2590.00 74.30 6180.00 32.00 2.9 TYPE MATERIAL 可配合BOBBIN