apfc電感采用磁粉心的設(shè)計(jì)

1、APFC電感采用磁粉心的設(shè)計(jì)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(dòng)態(tài)線性。用來(lái)制作APFC電感，只要恰當(dāng)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(guān)鍵詞：飽和直流偏磁磁心損耗動(dòng)態(tài)線性Keywds:Saturation，DCbias，Celoss，Motionlinearity.磁粉心的飽和磁通密度高達(dá)10T（10000Gs）左右，在強(qiáng)磁場(chǎng)條件下，即工作在大電流時(shí)，磁心不

3、易飽和。制作APFC電感，不用開(kāi)氣隙，不會(huì)對(duì)電路產(chǎn)生電磁干擾（EMI）。而且由于其直流偏磁動(dòng)態(tài)線性相當(dāng)好，通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算可以精確地控制在額定電流時(shí)的電感值。恰當(dāng)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(jié)果。常見(jiàn)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(guó)內(nèi)習(xí)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(jiàn)表1。前3種為美國(guó)阿諾集團(tuán)（ARNOLD）產(chǎn)品，后1種為

4、臺(tái)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(jià)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(shí)，不得不采用這種較貴的磁心。對(duì)于要求不是特別嚴(yán)格的場(chǎng)合，完全可以經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，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(jié)果。1對(duì)電感設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)的剖析對(duì)于設(shè)計(jì)與制作APFC電感，主要要求其溫升低（即損耗要?。?，另外偏磁影響小，

5、能有效控制電感值在額定電流時(shí)不低于臨界電感值。為了設(shè)計(jì)出性能價(jià)格比滿意的APFC電感，有必要對(duì)電感設(shè)計(jì)的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行充分的剖析。有些參數(shù)是與磁心規(guī)格尺寸有關(guān)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(chǎng)強(qiáng)度系數(shù)。磁心大，le就大，此值就小。乘上NI就是磁場(chǎng)強(qiáng)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(shí)，大磁心就比小磁心不容易飽和。還有一個(gè)參數(shù)：線圈匝數(shù)N

6、。匝數(shù)多電感值就大。lN為每匝導(dǎo)線平均長(zhǎng)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(dǎo)率之間有這樣的關(guān)系：AL=μe4πAele。電感系數(shù)與匝數(shù)和電感量之間的關(guān)系為：L=N2AL。控制磁心飽和比較簡(jiǎn)單，就是選用尺寸大的磁心；采用磁導(dǎo)率低的材料。從圖1～圖4可以看出，低磁導(dǎo)率的曲線，隨磁場(chǎng)強(qiáng)度增大而下降的趨勢(shì)，比較平穩(wěn)緩慢(注：原稿縱坐標(biāo)稱“百分磁導(dǎo)率”，這里用相對(duì)磁導(dǎo)率μr表示）。圖2HI

7、—FLUX相對(duì)磁導(dǎo)率（μr）—直流磁場(chǎng)強(qiáng)度（H）特性曲線圖3SUPPER—MSS相對(duì)磁導(dǎo)率（μr）—直流磁場(chǎng)強(qiáng)度（H）特性曲線圖4相對(duì)初始磁導(dǎo)率（μr）—直流磁場(chǎng)強(qiáng)度（H）關(guān)系曲線同磁心損耗有關(guān)的參數(shù)比較多，給我們提供了調(diào)整余地。有兩個(gè)公式：Pce=kfmBn和Bac=(L△I102)2AeN。前一公式說(shuō)明磁心損耗正比于頻率和磁通密度。頻率一定時(shí)，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(shí)，增大分母值，即增大Ae或N，或增