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开关电流滤波电感器的设计

资料介绍
开关电流滤波电感器的设计开关电流滤波电感器的设计
2006-04-06 开关电源中的电感器(高频输出滤波)一般工作在连续状态下,本文就设计 过程中的经验与体会总结出来,以形成比较标准的设计步骤,为以后的设计计算 提供有利的设计平台。本文重点在于标准化高频滤波电感器的制作设计步骤,对 于电感量如何计算得来,请参阅相关的文献,这里不做讨论;对于工作在非连续 状态下的电感器(如大功率电路中的 Boost 升压电感器)也不在这里不做讨论, 具体的情况参阅后续的总结性材料。

Step 1:根据电路拓扑结构确定电路参数
(最坏情况下的)最大纹波电流 DI pp ,最 电感量 L ,满载直流电感电流 I FL , 大峰值短路限制电流 I SP ,最大允许损耗 PA(max) 和最高温升 DTmax 。 Buck类最大纹波出现在最高 U i 情况下, 而Boost类是在最低 U i 时。 Buck类满 载电感电流等于负载电流。

Step 2:根据工作频率和使用场合选择磁芯材料
参阅附录A。

Step 3:决定磁芯工作的最大磁通密度和最大磁通摆幅(受饱和或损 耗限制)
如果电感工作在电流连续模式,在电流最大峰值短路电流 I SP 时,磁芯最大 磁感应 Bmax 不应当超过BS(一般功率铁氧体在100℃时为0.3T(3000Gs))。因为 磁芯有气隙,气隙对磁芯B-H曲线有明显的影响,在饱和之前基本上是线性的。 如果磁芯受饱和限制,最大磁通摆幅 DBmax 由下式计算: DBmax = Bmax DI pp I SP (1)

将得到的 DBmax 值除以2,将峰峰制值( DBmax )变换成峰值( DBmax /2 ),到损耗 曲线图(图1)“磁通密度”(实际峰值磁通密度)坐标,垂直向上交到纹波频 率曲线,水平引向到纵坐标,求得磁芯的比损耗 PL 。如果比损耗大大小于 100mW / cm 3 ,磁芯肯定受饱……
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开关电流滤波电感器的设计
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