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开关电源怎么计算磁芯

xiaofei
开关电源
2025-03-13 04:41:41
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接下来为大家讲解开关电源怎么计算磁芯，以及开关电源的计算涉及的相关信息，愿对你有所帮助。

简述信息一览：

1、磁芯饱和什意思
2、什么是磁芯的AL值?AL值与磁导率成什么关系?
3、反激式开关电源变压器怎么设计
4、开关电源高频变压器设计方法
5、开关电源拓扑结构,这篇讲全了!(建议收藏)
6、半桥式开关电源变压器参数计算

磁芯饱和什意思

1、磁饱和是指铁磁性物质或亚铁磁性物质处于磁极化强度或磁化强度不随磁场强度的增加而显著增大的状态；也就是说当进入磁饱和，当初级电流增大的时候，磁芯内场强不在增加，所以也无法让增加的那部分能量通过磁转换到次级。而无法转化的那部分能量必然要在变压器消耗掉，所以会严重发热，直至损坏。

2、磁饱和是一种磁性材料的物理特性，磁饱和产生后，在有些场合是有害的，但有些场合有时有益的。比方磁饱和稳压器，就是利用铁心的磁饱和特性达到稳定电压的目的的。电源变压器，如果加上的电压大大超过额定电压，则电流剧增，变压器很快就会发热烧毁。

（图片来源网络，侵删）

3、电感磁芯的饱和度是电感领域中的一个重要概念。它指的是电感随通过电流增加而其电感量减少的现象。具体而言，随着电流的增大，电感的电感量会随之减少。当电流大到电感无法承受，即达到“饱和电流”时，电感就会失效。电感的软饱和特性在实际转换电路中尤为重要。

什么是磁芯的AL值?AL值与磁导率成什么关系?

磁芯导磁率和体积的关系体积越大磁力越大。磁芯的有效磁导率电感AL值关系L=AL乘N2Ue，磁导率表征磁介质磁性的物理量，表示在空间或在磁芯空间中的线圈流过电流后，产生磁通的阻力或是其在磁场中导通磁力线的能力。

与磁材磁导率，规格尺寸相关。我只知道Mn-Zn材料磁芯的单圈电感计算公式。

（图片来源网络，侵删）

AL= 感应系数 H-DC=直流磁化力 I= 通过电流（A）l= 磁路长度（cm）l及AL值大小，可参照Microl对照表。

电感的基本单位为：亨（H），换算单位有：1H=1000mH，1H=1000000uH，电阻的单位是欧姆，用符号“Ω”表示，电容的单位是法，换算：1F=1000000uF， 1uF=1000nF=1000000pF。

k*μ0*μs*N2*S）/l，其中，μ0为真空磁导率=4π*10（-7）。（10的负七次方），μs为线圈内部磁芯的相对磁导率，空心线圈时μs=1，N2为线圈圈数的平方，S线圈的截面积，单位为平方米，l线圈的长度，单位为米，k系数，取决于线圈的半径（R）与长度（l）的比值。

具有高的表面阻抗、MPP CORES铁镍钼金属磁粉芯 MPP 是由81%Ni、2%Mo及Fe粉构成。主要特点是：饱和磁感应强度值在7500Gs左右；磁导率范围大，从14～550；在粉末磁芯中具有最低的损耗；温度稳定性极佳，广泛用于太空设备、露天设备等；磁致伸缩系数接近零，在不同的频率下工作时无噪声产生。

反激式开关电源变压器怎么设计

反激式开关电源变压器的开发关键在于确保在合理的工作点上运行，以减小发热并减少器件磨损。选择工作点时，需将最低的交流输入电压与最大的输出功率相匹配。

设定原边感应电压（VOR），它影响占空比。选择VOR后，理解原边电流波形，包括开关管打开和关闭时的电流变化。计算原边电流波形参数，包括平均值电流（Iav）和峰值电流（Ip），通过设定KRP来调整波形特性，有效值与占空比D密切相关。

通过UC3842芯片，设计一个12V5A的反激开关电源，旨在80%的效率下进行教学和实验。反激式开关电源有其优点，如电路简单、成本低、误差低，常见于家电产品中，且体积紧凑。设计过程与参数主要步骤包括单相桥式整流滤波电路的设计，其中选择电解电容为180uf/450V，以满足滤波需求。

设计反激式开关电源变压器的核心在于选择合适的参数，以确保电源在合理的工作点运行，从而减小发热和对器件的磨损。合理设计的变压器能够避免电源性能的大幅下降，例如损耗增加和最大输出功率下降等问题。以下将详细阐述设计反激式变压器的步骤和方法。首先，选定原边感应电压VOR。

开关电源变压器设计常见开关电源变压器的设计有以下四种：电源变压器与一般的器件一样，应急工作时可以将其多个变压器在一定条件下进行串并联使用，如市售的电源变压器是完全可以满足要求。

设计开关电源变压器的方法如下：确定基本规格参数。设计开关电源变压器前，首先要明确其所需承受的功率、电压、电流等基本参数，这将决定变压器的核心规格和结构。确定这些参数时要考虑实际应用场景的需求以及安全裕量。磁芯和绕组的选择。

开关电源高频变压器设计方法

1、开关电源变压器设计常见开关电源变压器的设计有以下四种：电源变压器与一般的器件一样，应急工作时可以将其多个变压器在一定条件下进行串并联使用，如市售的电源变压器是完全可以满足要求。

2、绕制开关变压器最重要的问题是想办法使初、次级线圈紧密地耦合在一起，这样可以减小变压器漏感，因为漏感过大，将会造成较大的尖峰脉冲，从而击穿开关管。因此，在绕制高频变压器线圈时，应尽量使初、次级线圈之间的距离近些。

3、正激和反激的变压器功能是不同的，计算方法也不同。

4、在理想状况下多个变压器的初级输入电压相同时，总输出计算式为：V总＝V初单／（V1次＋V2次＋……Vn次）。3．变压器的初级并联。这种情况是我们生活中常见的实例，多个不同供电的老式彩电中的遥控变压器和主变压器（电源开关变压器）均属于变压器初级的并联。4．变压器的次级并联。

5、使得解决EMC电磁兼容问题难度加大，也就对内部高密度安装电路设计提出了很高的要求，由于同样的原因，高电压、大电流开关使得电源工作损耗增大，限制了AC/DC变换器模块化的进程，因此必须***用电源系统优化设计方法才能使其工作效率达到一定的满意程度。AC/DC变换按电路的接线方式可分为，半波电路、全波电路。

6、当开关管截止时，然后由储能电感进行续流向负载传递。更简单的说开关电源变压器的作用就是把输入的直流电压转换成我们使用中需要的各种低压。电源变压器的设计对于烧坏需要翻新的变压器，只需按照原样重绕即可。对于功率在1000W以下的电源变压器，常***用两种设计方法：计算法和图表法。

开关电源拓扑结构,这篇讲全了!(建议收藏)

特点：变压器耦合，输出可大于或小于输入电压。应用：适用于多种功率范围。此外，还有其他多种开关电源拓扑结构：推挽拓扑：利用变压器效率高，适用于中等功率场合。全桥拓扑：在高功率下常用，能够提供稳定的输出电压和电流。半桥拓扑：性能介于推挽和全桥之间，适用于特定功率范围。

拓扑结构是功率器件和电磁元件在电路中的连接方式。对于开关电源，常见拓扑结构包括Buck（降压）、Boost（升压）、Buck-Boost（降压-升压）、Flyback（反激）、Forward（正激）、Two-Transistor Forward（双晶体管正激）、Push-Pull（推挽）、Half Bridge（半桥）、Full Bridge（全桥）、SEPIC、C’uk等。

具体拓扑结构包括：Buck降压：连续导电、临界导电、不连续导电三种模式。Boost升压：输出电压始终大于输入电压，输入电流连续，输出电流不连续。Buck-Boost降压-升压：根据开关状态，输出电压可增可减。Flyback反激：用于能量转换，初级电感作用显著。

Half-Bridge（半桥）：适用于较高功率变换器的拓扑结构，开关驱动不同相位，进行PWM以调节输出电压。良好的变压器磁芯利用率，全波拓扑结构，输出纹波频率是变压器频率的两倍。施加在FET上的电压与输入电压相等。

拓扑结构对比 **Buck 降压**：将输入电压降至较低水平，是最简单的电路之一。电感/电容滤波器平滑开关后的方波。输出电压总是小于或等于输入电压。输入电流不连续，输出电流平滑。 **Boost 升压**：与降压式相反，将输入电压升至较高水平。