(1) 升压电感的设计
升压电感的值决定转换器开关频率的大小，它主要由最小开关频率和输出功率决定。设开关管在一个周期里的导通时间为on t ，关断时间为off t ，则：
VAC
I L V I L t Lpk inpk Lpk on ??=???=2)sin()sin(θθ (2.32) )
sin(2)sin(θθ??-??=VAC V I L t out Lpk off (2.33) 式中，θ为交流输入电压的瞬时相位。
由式（2.33）可知，在交流输入电压的一个周期内，开关管的导通时间与电压的瞬时相位无关。由on t 和off t ，可得开关周期： []
)sin(22)
sin(22)sin(2)sin(2122θθθθ??-????=??-????=??
??????-+???=+=VAC V VAC P V L VAC V VAC V I L VAC V VAC I L t t T out in out out out Lpk out Lpk off on s (2.34) 故变换器的开关频率为： []
in
out out sw sw P V L VAC V VAC T f ?????-?==2)sin(212θ (2.35) 所以，当1)sin(=θ时，开关频率最小；当0)sin(=θ时，开关频率最大。 故升压电感大小为： []
in
out sw out P V f VAC V VAC L ????-?=min 222 (2.36) 由式（2.35）可知，最小开关频率出现在交流输入电压最大或最小时，分别计算它们对应的电感值： uH H VAC L 35.336400
220300002)2652400(265)(2max =????-?= (2.37) uH H VAC L 89.382400
220300002)852400(85)(2min =????-?= (2.38) 比较两个值，取uH L 310=。当V a c V in 85=时，由式（2.36）可得
k H z
k H z f sw 207.33min >=，从而可以避免音频噪声。 根据近似的面积乘积（AP ）法来估算升压电感磁芯尺寸的大小，其中面积
乘积经验公式为：
341max max )10
(?????=?=w FL p w e k J B I I L A A AP 4cm (2.39) 式中，e A 为磁芯有效截面积；w A 为磁芯窗口截面积；FL I 为满载电流有效值；p I 为最大峰值电流；max B 为磁芯的饱和磁感应强度；max J 为最大电流密度；w K 1为线圈窗口利用率，即总的铜面积与窗口面积w A 之比。
高频开关电源变压器中的铁氧体应该具有以下特性：高饱和磁通密度，在工作频率范围内较低的磁芯损耗，较低的温度系数和较高的居里温度。PQ 磁芯具有优化的体积与线圈面积和表面面积的比率，可以最小化的磁芯尺寸和线圈面积得到最大的电感。综合考虑电路的工作频率和磁芯的性价比，选用PC40材质的PQ3230磁芯，磁芯有效截面积200.161mm A e =，线圈窗口面积260.149mm A w =。
由安培环路定律，得
00L H H HL NI +==δδ (2.40)
式中，δH 为气隙磁场强度；δ为气隙长度；0H 为磁芯磁场强度；0L 为磁芯磁路长度。
由于空气磁导率远小于磁芯磁导率，所以式（2.40）可近似为：
δμδδ?=?≈?=?0max
B H L H I N (2.41)
电感的计算公式为：
δ
μe A N L ??=02 (2.42) 从式（2.42）中解出δ代入式（2.41）可得电感线圈的匝数：
max
B A I L N e pk ??= (2.43) 计算得69.49=N ，取50匝。
(2) 辅助绕组设计
在L6562为控制器的PFC 方案中，辅助绕组主要有两个作用：一是提供零电流检测信号，二是给L6562芯片供电。L6562零电流检测电路的门限电压为
2.1V ，且当交流输入瞬时电压最高时，辅助绕组输出电压最低，故： 匝2.48.374400501.21.2(max)=-?=-?>V
V V V V N V N inpk O p aux (2.44) 式中，p N 为升压电感的原边匝数，(max)inpk V 为最大交流输入电压（265V AC ）的峰值电压。从上式计算可得，匝2.4≥aux N ，实际取6=aux N 。
(3) 功率开关管的选择
功率开关管的选取主要考虑开关管自身的源漏极导通电阻)(on DS R ，因为)(on DS R 决定功率开关管导通损耗的大小。对于工作在临界导通模式的L6562，开关损耗发生在功率开关管关断的时刻。针对PFC 应用，开关管的耐压由输出电压和过压允许值决定，其承受的最大电压在其关断时刻出现，约为额定直流输出电压值。确定开关管耐压规格时，应留出20%的电压裕量，所以本设计中开关管源漏极承受电压：
V
V V out DSS 4804001.22.1=?=?≥
(2.40)
流过开关管的最大平均电流： out
in Lpk Qrms V V I I ??-?=π92461(min)(max)
(2.41)
式中，(min)in V 为交流输入电压的最小值。 由式（2.21）可知，A I Lpk 03.8=，并且V V in 85(min)=，V V out 400=；代入式
（2.41）求得：A I Qrms 83.2=。根据以上计算，选用IR 公司的IRF840，其导通电阻Ω=85.0)(on DS R ，源漏极耐压V V DS 500=，额定电流A I D 8=，符合要求。
导线线径与电流规格表 绝缘导线(铝芯/铜芯)载流量的估算方法 以下是绝缘导 线(铝芯/铜芯)载流量的估算 方法,这是电工基础,今天把这些知识教给大家,以便计算车上的导线允许通过的电流.(偶原在省供电局从事电能计量工作) 铝芯绝缘导线载流量与截面的倍数关系 导线截面(平方毫米) 1 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 载流量(A 安培) 9 14 23 32 48 60 90 100 123 150 210 238 300 载流是截面倍数 9 8 7 6 5 4 3.5 3 2.5 估算口诀：二点五下乘以九，往上减一顺号走。三十五乘三点五，双双成组减点五。(看不懂没关系,多数情况只要查上表就行了)。条件有变加折算，高温九折铜升级。穿管根数二三四，八七六折满载流。 说明：(1)本节口诀对各种绝缘线(橡皮和塑料绝缘线)的载流量(安全电流)不是直接指出，而是“截面乘上一定的倍数”来表示，通过心算而得。由表5 3可以看出：倍数随截面的增大而减小。“二点五下乘以九，往上减一顺号走”说的是2．5mm’及以下的各种截面铝芯绝缘线，其载流量约为截面数的9倍。如2．5mm’导线，载流量为2．5×9＝22．5(A)。从4mm’及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排，倍数逐次减l ，即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。“三十五乘三点五，双双成组减点五”，说的是35mm”的导线载流量为截面数的3．5倍，即35×3．5＝122．5(A)。从50mm’及以上的导线，其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组，倍数依次减0．5。 表格为导线在不同温度下的线径与电流规格表。 （请注意：线材规格请依下列表格，方能正常使用）
磁环外径 D 36.0mm 磁环内径 d 22.5mm 磁环高度 h 11.0mm 磁环导磁截面积 A 74.3mm^274.3mm^2磁环有效磁路长 l 90.2mm 90.2mm 磁环芯材磁导率 u 125125相对磁导率线圈匝数 N 88.0匝88.0匝↓↓环状线圈电感值 L 1000.92uH 1001uH 磁环电感饱 和磁通计算 ↓电感电流 I 10.00A 15319高斯1.532特斯拉 磁场强度H 9.75A/m 线径Φ1mm 股数n 1每匝线圈长度MLT 42.6mm 电阻mohm 108.59mohm 铜线总长度C 4.69m 蓝色字体为输入参数粉色字体为计算值磁环电感及饱和磁通计算 相对磁导率μr：26,40,60,75,90,125 750.6897966 磁通密度B l s N L μ2=)ln()(d D d D l -=πl iN B 0μμ=l iN H =
计算值 MPP铁镍钼合金,主要用于大电流功率电感, 抗偏流特性好,频率特性也比较好. Sendust合金(铁硅铝磁芯),是一种低损耗和相对高饱和度1.05T的材料，所 以非常适用于功率因数校正电路，以及单向驱动器应用，由于接近零磁 致伸缩，铁硅铝是消除在线噪音滤波器和电感器中的可听频率噪声的最 佳选择。 适当的成本,较低的损耗,高饱和度,接近零的磁致伸缩,无热老化 现象,软饱和,铁硅铝应用包括功率因数校正扼流圈,升压/降压稳压器,直流 输出电感器和回扫变压器.
铁镍(hi-flux),高磁通粉末磁芯是分布式气隙环形磁芯,有50%的镍和50%的铁合金粉末制成,其偏置性能在 所有粉末磁芯材料中最高 .高磁通磁芯所具备的优点,非常适用于高功率,高直流偏置以及高电源频率下的高交流偏差等的应用.与7,500高斯的标准钼坡莫合金MPP磁芯或4.500高斯的铁氧体相比,高磁通磁芯具有15,000高斯的饱和磁通密度.高磁通粉末磁芯的磁芯损耗显著低于铁粉磁芯的磁芯损耗.在大多数应用中,高磁通磁芯的尺寸可能都比铁粉芯的还要小. 高磁通磁粉芯主要应用在如开关调节电感器,在线噪音滤波器,回扫变压器,功率因数校正和脉冲变压器等。
电感的主要参数 1）??μi(导磁率)(Permeability)---这是铁芯的一个重要参数，对于一个带铁芯的电感，铁芯的导磁率越高，电感值会越高。 2）???? L(电感值)(Inductance)---L=(4πμiN2A/l)*10-9(H)，N-线圈圈数，A-磁路截面积，l-磁路平均长度。电感值与铁芯的μi值成正比，与线圈圈数的平方成正比，与测试频率有关(电感值随测试频率的变化关系常用电感的频率曲线来表示)，与环境温度有关，客户通常对电感值的要求是在某一特定频率下合于某一范围。电感值通常是不用计算得出的(因为就算你算得吐血也未必算得准，磁环的可以算得大概准确)，而是用仪器测出的。目录上通常是标示L值的公差范围。 3） Q(品质因素)---客户通常对Q值的要求是越高越好， Q=2πfLe/Re (Re是有效电阻，是消耗能量的部份， 有效电阻由DCR、表面效应、铁损所贡献) (Le是真实电感扣除分布电容影响后的值)，电子工 程施希望所选定的频率讯号通过，而且更希望所通 过的讯号损失越少越好，故他们希望Q值越高越好。 Q值也是随测试频率而变化的，(Q值随测试频率的 变化关系常用Q值的频率曲线来表示)。目录上通常 以其最小值为标注。 4）DCR(直流电阻)(Direct Current Resistance)---电感在直流电流下测量得之电阻，客户通常对DCR值的要求是越小越好。目录上通常以其最大值为标注。 5） SRF(自共振频率)(Self-Resonant Frequency) ---电感的真实电感与电感的分布电容产生共振 时的频率，客户通常对SRF值的要求是越大 越好。目录上通常以其最小值为标注。 自共振频时电感的表现就像电阻，即 (真实)电感值的感抗(2πfL)与分布电容的容抗 (-1/2πfC d )相互抵消，即2πfL-1/2πfC d =0， 所以自共振频率f=1/2π√LC d 。自共振频时电感的Le(有效电感值)为0，所以此时的Q值为0。
导线线径与电流规格表 表格为导线在不同温度下的线径与电流规格表 注意：线材规格请依下列表格，方能正常使用） 载流量 （A 安培 ） 9 14 23 32 48 60 90 100 123 150 210 238 300 估算口诀：二点五下乘以九，往上减一顺号走。三十五乘三点五，双双成组减点五。 （看 不懂没关系 ,多数情况只要查上表就行了 ）。条件有变加折算，高温九折铜升级。穿管根数二 三四，八七六折满载流。 说明： （1） 本节口诀对各种绝缘线 （橡皮和塑料绝缘线 ）的载流量 （安 全电流 ）不是直接指出，而是 “截面乘上一定的倍数”来表示，通过心算而得。由表 5 3 可以 看出：倍数随截面的增大而减小。“二点五下乘以九，往上减一顺号走”说的是 2． 5mm ' 及以下的各种截面铝芯绝缘线 ，其载流量约为截面数的 9倍。如 2．5mm '导线，载流量为 2． 5×9＝22．5（A ） 。从 4mm '及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排，倍 数逐次减 l ，即 4×8、6×7、 10×6、16×5、25×4。“三十五乘三点五，双双成组减点五”，说 的是 35mm ” 的导线载流量为截面数的 3．5 倍，即 35×3．5＝122．5（A ） 。从 50mm '及以上 的导线，其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组，倍数依次减 0． 5。 即 50、70mm '导线的载流量为截面数的 3 倍；95、120mm ” 导线载流量是其截面积数的 2．5 倍， 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 的估算方法 以 下是绝缘导 线 （铝芯/铜芯） 载流量的估算 方法 ,这是电工 基础 ,今天把这 些知识教给大 家,以便计算车 上的导线允许 通过的电 流.（偶原在省 供电局从事电 能 计量工作 ） 铝 芯绝缘导线 载 流量与截面 的倍数关系 导线截面 （平方 毫米） 1 1.5 请 绝缘导线 （ 铝芯 /铜芯 ）载流量 载流是截面倍数 9 8 7 6 5 4 3.5 3 2.5
阻抗(ohm) = 2 * 3.14159 * F(工作频率) * 电感量(mH)， 设定需用360ohm 阻抗，因此： 电感量(mH) = 阻抗(ohm) ÷ (2*3.14159) ÷ F (工作频率) = 360 ÷ (2*3.14159) ÷ 7.06 = 8.116mH 据此可以算出绕线圈数： 圈数= [电感量* { ( 18*圈直径(吋)) + ( 40 * 圈长(吋))}] ÷圈直径(吋) 圈数= [8.116 * {(18*2.047) + (40*3.74)}] ÷ 2.047 = 19 圈 空心电感计算公式 空心电感计算公式：L(mH)=(0.08D.D.N.N)/(3D+9W+10H) D------线圈直径 N------线圈匝数 d-----线径 H----线圈高度 W----线圈宽度 单位分别为毫米和mH。。 空心线圈电感量计算公式: l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44) 线圈电感量l单位: 微亨 线圈直径D单位: cm 线圈匝数N单位: 匝 线圈长度L单位: cm
频率电感电容计算公式: l=25330.3/[(f0*f0)*c] 工作频率: f0 单位:MHZ 本题f0=125KHZ=0.125 谐振电容: c 单位:PF 本题建义c=500...1000pf 可自行先决定,或由Q值决定 谐振电感: l 单位: 微亨 线圈电感的计算公式 1.针对环行CORE，有以下公式可利用: (IRON) L=N2．AL L= 电感值（H) H-DC=0.4πNI / l N= 线圈匝数(圈) 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。 例如: 以T50-52材，线圈5圈半，其L值为T50-52(表示OD为0.5英吋)，经查表其AL值约为33nH L=33．(5.5)2=998.25nH≈1μH 当流过10A电流时，其L值变化可由l=3.74(查表) H-DC=0.4πNI / l = 0.4×3.14×5.5×10 / 3.74 = 18.47 （查表后） 即可了解L值下降程度(μi%) 2.介绍一个经验公式 L=(k*μ0*μs*N2*S)/l 其中 μ0 为真空磁导率=4π*10(-7)。（10的负七次方）
电感的主要参数 1）μi(导磁率)(Permeability)---这是铁芯的一个重要参数，对于一个带铁芯的电感，铁芯的导磁率越高，电感值会越高。 2）L(电感值)(Inductance)---L=(4πμiN2A/l)*10-9 (H)，N-线圈圈数，A-磁路截面积，l-磁路平均长度。电感值与铁芯的μi值成正比，与线圈圈数的平方成正比，与测试频率有关(电感值随测试频率的变化关系常用电感的频率曲线来表示)，与环境温度有关，客户通常对电感值的要求是在某一特定频率下合于某一范围。电感值通常是不用计算得出的(因为就算你算得吐血也未必算得准，磁环的可以算得大概准确)，而是用仪器测出的。目录上通常是标示L值的公差范围。 3） Q(品质因素)---客户通常对Q值的要求是越高越好， Q=2πfLe/Re (Re是有效电阻，是消耗能量的部份， 有效电阻由DCR、表面效应、铁损所贡献) (Le是真实电感扣除分布电容影响后的值)，电子工 程施希望所选定的频率讯号通过，而且更希望所通 过的讯号损失越少越好，故他们希望Q值越高越好。 Q值也是随测试频率而变化的，(Q值随测试频率的 变化关系常用Q值的频率曲线来表示)。目录上通常 以其最小值为标注。 4）DCR(直流电阻)(Direct Current Resistance)---电感在直流电流下测量得之电阻，客户通常对DCR值的要求是越小越好。目录上通常以其最大值为标注。 5） SRF(自共振频率)(Self-Resonant Frequency) ---电感的真实电感与电感的分布电容产生共振 时的频率，客户通常对SRF值的要求是越大 越好。目录上通常以其最小值为标注。 自共振频时电感的表现就像电阻，即 (真实)电感值的感抗(2πfL)与分布电容的容抗 (-1/2πfC d )相互抵消，即2πfL-1/2πfC d =0， 所以自共振频率f=1/2π√LC d 。自共振频时电感的Le(有效电感值)为0，所以此时的Q值为0。
BOOST电路的电感、电容计算 升压电路的电感、电容计算 已知参数: 输入电压:12V --- Vi 输出电压:18V ---Vo 输出电流:1A --- Io 输出纹波:36mV --- Vpp 工作频率:100KHz --- f 其他参数: 电感:L 占空比:D 初始电流:I1 峰值电流:I2 线圈电流:Irms 输出电容:C 电流的变化:deltaI 整流管压降:Vd ***************************************************** 1:占空比 稳定工作时,每个开关周期导通期间电感电流的增加等于关断期间电感电流的减少,即Vi*D/(f*L)=(Vo+Vd-Vi)*(1-D)/(f*L),整理后有 D=(Vo+Vd-Vi)/(Vo+Vd),参数带入,D=0.572 2:电感量 先求每个开关周期内电感初始电流等于输出电流时的对应电感的电感量,其值为Vi*(1-D)/(f*2*Io),参数带入,Lx=38.5uH, deltaI=Vi*D/(L*f),参数带入,deltaI=1.1A 当电感的电感量小于此值Lx时,输出纹波随电感量的增加变化较明显,
当电感的电感量大于此值Lx时,输出纹波随电感量的增加几乎不再变小,由于增加电感量可以减小磁滞损耗,另外考虑输入波动等其他方面 影响取L=60uH, deltaI=Vi*D/(L*f),参数带入,deltaI=0.72A, I1=Io/(1-D)-(1/2)*deltaI, I2= Io/(1-D)+(1/2)*deltaI, 参数带入,I1=1.2A,I2=1.92A 3:输出电容: 此例中输出电容选择位陶瓷电容,故ESR可以忽略 C=Io*D/(f*Vpp),参数带入, C=99.5uF,3个33uF/25V陶瓷电容并联 4:磁环及线径: 查找磁环手册选择对应峰值电流I2=1.92A时磁环不饱和的适合磁环Irms^2=(1/3)*(I1^2+I2^2-I1*I2),参数带入,irms=1.6A 按此电流有效值及工作频率选择线径
磁路及电感计算
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第三章 磁路和电感计算 不管是一个空心螺管线圈，还是带气隙的磁芯线圈，通电流后磁力线分布在它周围的整个空间。对于静止或低频电磁场问题，可以根据电磁理论应用有限元分析软件进行求解，获得精确的结果，但是不能提供简单的、指导性的和直观的物理概念。在开关电源中，为了用较小的磁化电流产生足够大的磁通(或磁通密度)，或在较小的体积中存储较多的能量，经常采用一定形状规格的软磁材料磁芯作为磁通的通路。因磁芯的磁导率比周围空气或其他非磁性物质磁导率大得多，把磁场限制在结构磁系统之内，即磁结构内磁场很强，外面很弱，磁通的绝大部分经过磁芯而形成一个固定的通路。在这种情况下，工程上常常忽略次要因素，只考虑导磁体内磁场或同时考虑较强的外部磁场，使得分析计算简化。通常引入磁路的概念，就可以将复杂的场的分析简化为我们熟知的路的计算。 3.1 磁路的概念 从磁场基本原理知道，磁力线或磁通总是闭合的。磁通和电路中电流一样，总是在低磁阻的通路流通，高磁阻通路磁通较少。 所谓磁路指凡是磁通(或磁力线)经过的闭合路径称为磁路。 3.2 磁路的欧姆定律 以图3.1(a)为例，在一环形磁芯磁导率为μ的磁芯上，环的截面积A ，平均磁路长度为l ，绕有N 匝线圈。在线圈中通入电流I ，在磁芯建立磁通，同时假定环的内径与外径相差很小，环的截面上磁通是均匀的。根据式(1.7)，考虑到式(1.1)和(1.3)有 F NI Hl Bl A l R m =====μφμφ (3.1) 或 φ=F /R m (3.2) 式中F =NI 是磁动势；而 R m =l A μ (3.3) R m —称为磁路的磁阻，与电阻的表达式相似，正比于路 的长度l ，反比于截面积A 和材料的磁导率μ；其倒数称为磁导 G m m R A l == 1 μ (3.3a) 式(3.1)即为磁路的欧姆定律。在形式上与电路欧姆定律相似，两者对应关系如表3.1所示。 磁阻的单位在SI 制中为安/韦，或1/亨；在CGS 制中为安/麦。磁导的单位是磁阻单位的倒数。同理，在磁阻两端的磁位差称为磁压降U m ，即 U m =φR m =BA ×l S μ=Hl (安匝) (3.4) 引入磁路以后，磁路的计算服从于电路的克希荷夫两个基本定律。根据磁路克希菏夫 表3.1 磁电模拟对应关系 磁 路 电 路 磁动势F 电动势 E 磁通φ 电流I 磁通密度B 电流密度J 磁阻R m =l /μA 电阻R =l/γA 磁导G m =μA/l 电导G =γA/l 磁压降U m =Hl 电压U=IR
在开关电源电路设计或电路试验过程中，经常要对线圈或导线的电感以及线圈的匝数进行计算，以便对电路参数进行调整和改进。下面仅列出多种线圈电感量的计算方法以供参考，其推导过程这里不准备详细介绍。 在进行电路计算的时候，一般都采用SI 国际单位制，即导磁率采用相对导磁率与真空导磁率的乘积，即：μ=μrμ0，其中相对导磁率μr 是一个没有单位的系数，μ0真空导磁率的单位为H/m 。 几种典型电感 1、圆截面直导线的电感 其中： L ：圆截面直导线的电感[H] l ：导线长度[m] r ：导线半径[m] μ0：真空导磁率，μ0=4π10-7[H/m] 【说明】这是在l>>r 的条件下的计算公式。当圆截面直导线的外部有磁珠时，简称磁珠，磁珠的电感是圆截面直导线的电感的μr 倍，μr 是磁芯的相对导磁率，μr=μ/μ0，μ为磁芯的导磁率，也称绝对导磁率，μr 是一个无单位的常数，它很容易通过实际测量来求得。 大比特电子变压器论坛 h t t p ://b b s .b i g -b i t .c o m
同轴电缆线如图2-33所示，其电感为： 其中：L ：同轴电缆的电感[H]l ：同轴电缆线的长度[m]r1：同轴电缆内导体外径[m]r2：同轴电缆外导体内径[m]μ0：真空导磁率，μ0=4π10-7[H/m] 【说明】该公式忽略同轴电缆外导体的厚度。 大比特电子变压器论坛 h t t p ://b b s .b i g -b i t .c o m
其中：L ：输电线的电感[H]l ：输电线的长度[m]D ：输电线间的距离[m]r ：输电线的半径[m]μ0：真空导磁率，μ0=4π10-7[H/m] 【说明】该公式的应用条件是：l>>D ，D >>r 。 大比特电子变压器论坛 h t t p ://b b s .b i g -b i t .c o m
电子镇流器中电感线圈参数的选择与计算 摘要：本文首先介绍了磁性材料的特性，然后根据它的特性，讨论电子镇流器中电感线圈参数的选择与计算方法，包括选用磁芯尺寸、气隙大小、线圈圈数和漆包线线径等。 关键词：锰锌铁氧体初始磁导率磁通密度饱和磁通密度功率损耗居里温度气隙 考虑到一些工程技术人员对磁性材料及所涉及的计算公式不够熟悉，为便于展开讨论，本文从基础知识讲起，首先介绍在电子镇流器中常用的锰锌铁氧体磁性材料的一般特性和磁路的基本计算公式，然后，在此基础上，再讨论电感线圈计算中有关问题，包括磁芯尺寸、气隙大小、磁芯中的磁感应强度、磁芯损耗以及线圈的圈数和线径的计算等。这些内容对于从事电子镇流器设计的人员无疑是很有用的。 一．锰锌铁氧体磁性材料的一般特性 表征磁性材料的磁性参数有以下数种： 1.初始磁导率μi 初始磁导率是基本磁化曲线上起始点的磁感应强度B与磁场强度H之比。任何一种磁性材料的初始磁导率可以按以下方法求得：用该材料做成截面积为A（cm2)的圆环，平均直径为D（cm)，在圆环上均匀分布绕线N匝，在LCR电桥（例如TH2811C数字LCR电桥）上，测出其电感为L（H），则可按下述计算公式求出其磁导率 式中，Le、Ae分别代表磁芯磁路的有效长度及有效面积，如式（1）除以真空磁导率μ0（μ0=4π×10-7（H/m）），则得到相对初始磁导率，它可以表示为： 式（1）、（2）中，L的单位为亨（H），D、有效长度Le的单位为cm，A、有效面积Ae的单位为cm 2。如D、A分别换用mm、 mm2为单位，则式（2）中最后一项应换成1010。公式（2）由于除以μ0，所以是无量纲的，一般在磁性材料的工厂手册中给出的初始磁导率，就是按式（2）求得的。
电感的主要参数 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
电感的主要参数 1）??μi(导磁率)(Permeability)---这是铁芯的一个重要参数，对于一个带铁芯的电感，铁芯的导磁率越高，电感值会越高。 2）???? L(电感值)(Inductance)---L=(4πμiN2A/l)*10-9 (H)，N-线圈圈数，A-磁路截面积，l-磁路平均长度。电感值与铁芯的μi值成正比，与线圈圈数的平方成正比，与测试频率有关(电感值随测试频率的变化关系常用电感的频率曲线来表示)，与环境温度有关，客户通常对电感值的要求是在某一特定频率下合于某一范围。电感值通常是不用计算得出的(因为就算你算得吐血也未必算得准，磁环的可以算得大概准确)，而是用仪器测出的。目录上通常是标示L值的公差范围。 3） Q(品质因素)---客户通常对Q值的要求是越高越好， Q=2πfLe/Re (Re是有效电阻，是消耗能量的部份， 有效电阻由DCR、表面效应、铁损所贡献) (Le是真实电感扣除分布电容影响后的值)，电子工 程施希望所选定的频率讯号通过，而且更希望所通 过的讯号损失越少越好，故他们希望Q值越高越好。 Q值也是随测试频率而变化的，(Q值随测试频率的 变化关系常用Q值的频率曲线来表示)。目录上通常 以其最小值为标注。 4）DCR(直流电阻)(Direct Current Resistance)---电感在直流电流下测量得之电阻，客户通常对DCR值的要求是越小越好。目录上通常以其最大值为标注。 5） SRF(自共振频率)(Self-Resonant Frequency) ---电感的真实电感与电感的分布电容产生共振 时的频率，客户通常对SRF值的要求是越大 越好。目录上通常以其最小值为标注。 自共振频时电感的表现就像电阻，即 (真实)电感值的感抗(2πfL)与分布电容的容抗
. 磁芯电感的计算公式 阻抗(ohm) = 2 * 3.14159 * F(工作频率) * 电感量(mH)， 设定需用360ohm 阻抗，因此： 电感量(mH) = 阻抗(ohm) ÷ (2*3.14159) ÷ F (工作频率) = 360 ÷ (2*3.14159) ÷ 7.06 = 8.116mH 据此可以算出绕线圈数： 圈数= [电感量* { ( 18*圈直径(吋)) + ( 40 * 圈长(吋))}] ÷圈直径(吋) 圈数 = [8.116 * {(18*2.047) + (40*3.74)}] ÷ 2.047 = 19 圈 空心电感计算公式： L(mH)=(0.08D.D.N.N)/(3D+9W+10H) D------线圈直径 N------线圈匝数 d-----线径 H----线圈高度 W----线圈宽度 单位分别为毫米和mH。。 空心线圈电感量计算公式: l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44) 线圈电感量l单位: 微亨 线圈直径D单位: cm 线圈匝数N单位: 匝 线圈长度L单位: cm 频率电感电容计算公式: l=25330.3/[(f0*f0)*c] 工作频率: f0 单位:MHZ 本题f0=125KHZ=0.125 谐振电容: c 单位:PF 本题建义c=500...1000pf 可自行先决定,或由Q值决定 谐振电感: l 单位: 微亨 线圈电感的计算公式 1.针对环行CORE，有以下公式可利用: (IRON) L=N2．AL L= 电感值（H) H-DC=0.4πNI / l N= 线圈匝数(圈) 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。 例如: 以T50-52材，线圈5圈半，其L值为T50-52(表示OD为0.5英吋)，经查表其AL值约为33nH L=33．(5.5)2=998.25nH≈1μH 当流过10A电流时，其L值变化可由 l=3.74(查表) H-DC=0.4πNI / l = 0.4×3.14×5.5×10 / 3.74 = 18.47 （查表后） 即可了解L值下降程度(μi%) 2.介绍一个经验公式：L=(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。 计算出的电感量的单位为亨利。 k值表 2R/l k 0.1 0.96 0.2 0.92 0.3 0.88 0.4 0.85 0.6 0.79 0.8 0.74 1.0 0.69 1.5 0.6 2.0 0.52 3.0 0.43 4.0 0.37 5.0 0.32 10 0.2 电容（RC电路）：充电Q=Qmax*（1-e^（-t/RC）） 放电Q=Qo*e^（-t/RC） Qo是原始电量 Qmax是充电结束时的电量 t是开始充电到当前的时间 R是电阻阻值 C是电容
贵派电器谈电感线圈的小常识(一) 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。 一、电感的分类按电感形式分类：固定电感、可变电感。 按导磁体性质分类：空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。 按工作性质分类：天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。 按绕线结构分类：单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。 二、电感线圈的主要特性参数 1、电感量L 电感量L表示线圈本身固有特性，与电流大小无关。除专门的电感线圈（色码电感）外，电感量一般不专门标注在线圈上，而以特定的名称标注。 2、感抗XL 电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL，单位是欧姆。它与电感量L和交流电频率f的关系为XL=2πf 3、品质因素Q 品质因素Q是表示线圈质量的一个物理量，Q为感抗XL与其等效的电阻的比值，即：Q=XL/R。线圈的Q值愈高，回路的损耗愈小。线圈的Q值与导线的直流电阻，骨架的介质损耗，屏蔽罩或铁芯引起的损耗，高频趋肤效应的影响等因素有关。线圈的Q值通常为几十到几百。 4、分布电容 线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容。分布电容的存在使线圈的Q值减小，稳定性变差，因而线圈的分布电容越小越好。 贵派电器谈电感线圈的小常识(二) 三、常用线圈 1、单层线圈 单层线圈是用绝缘导线一圈挨一圈地绕在纸筒或胶木骨架上。如晶体管收音机中波天线线圈。 2、蜂房式线圈 如果所绕制的线圈，其平面不与旋转面平行，而是相交成一定的角度，这种线圈称为蜂房式线圈。而其旋转一周，导线来回弯折的次数，常称为折点数。蜂房式绕法的优点是体积小，分布电容小，而且电感量大。蜂房式线圈都是利用蜂房绕线机来绕制，折点越多，分布电容越小。 3、铁氧体磁芯和铁粉芯线圈 线圈的电感量大小与有无磁芯有关。在空芯线圈中插入铁氧体磁芯，可增加电感量和提高线圈的品质因素。 4、铜芯线圈 铜芯线圈在超短波范围应用较多，利用旋动铜芯在线圈中的位置来改变电感量，这种调整比较方便、耐用。
十种电感线圈的电感量的计算 在开关电源电路设计或电路试验过程中，经常要对线圈或导线的电感以及线圈的匝数进行计算，以便对电路参数进行调整和改进。下面仅列出多种线圈电感量的计算方法以供参考，其推导过程这里不准备详细介绍。 在进行电路计算的时候，一般都采用SI国际单位制，即导磁率采用相对导磁率与真空导磁率的乘积，即：μ=μrμ0，其中相对导磁率μr是一个没有单位的系数，μ0真空导磁率的单位为H /m。 几种典型电感 1、圆截面直导线的电感 其中： L：圆截面直导线的电感 [H] l：导线长度 [m] r：导线半径 [m] μ0：真空导磁率，μ0=4πx10-7 [H/m] 【说明】这是在 l>> r的条件下的计算公式。当圆截面直导线的外部有磁珠时，简称磁珠，磁珠的电感是圆截面直导线的电感的μr倍，μr是磁芯的相对导磁率，μr=μ/μ0，μ为磁芯的导磁率，也称绝对导磁率，μr是一个无单位的常数，它很容易通过实际测量来求得。
2、同轴电缆线的电感 同轴电缆线如图2-33所示，其电感为： 其中： L：同轴电缆的电感 [H] l：同轴电缆线的长度 [m] r1：同轴电缆内导体外径 [m] r2：同轴电缆外导体内径 [m] μ0：真空导磁率，μ0=4π*10-7 [H/m] 【说明】该公式忽略同轴电缆外导体的厚度。 3、双线制传输线的电感
L：输电线的电感 [H] l：输电线的长度 [m] D：输电线间的距离 [m] r：输电线的半径 [m] μ0：真空导磁率，μ0=4π*10-7 [H/m] 【说明】该公式的应用条件是： l>> D ，D >> r 。 4、两平行直导线之间的互感 两平行直导线如图2-34所示，其互感为： 其中： M：输电线的互感 [H] l ：输电线的长度 [m] D：输电线间的距离 [m] r：输电线的半径 [m] μ0：真空导磁率，μ0=4π*10-7 [H/m] 【说明】该公式的应用条件是：l >> D ，D >> r 。 5、圆环的电感
磁芯电感的计算公式 =2 *3、14159 * F(工作频率) * 电感量(mH)，设定需用360ohm 阻抗，因此：电感量(mH) = 阻抗 (ohm) (2*3、14159) F (工作频率) =360 (2*3、14159) 7、06 =8、116mH据此可以算出绕线圈数：圈数 = [电感量* { (18*圈直径(吋)) + (40 * 圈长(吋))}] 圈直径 (吋)圈数 = [8、116 * {(18*2、047) + (40*3、74)}]2、047 =19 圈空心电感计算公式： L(mH)=(0、08 D、 D、N、N)/(3D+9W+10H)D------线圈直径N------线圈匝数d-----线径H----线圈高度W----线圈宽度单位分别为毫米和mH。。空心线圈电感量计算公式: l=(0、01*D*N*N)/(L/D+0、44) 线圈电感量 l单位: 微亨线圈直径 D单位: cm线圈匝数 N 单位: 匝线圈长度 L单位: cm频率电感电容计算公式: l=253 30、3/[(f0*f0)*c] 工作频率: f0 单位:MHZ 本题 f0=125KHZ=0、125谐振电容: c 单位:PF 本题建义c=500、、、
1000pf 可自行先决定,或由Q值决定谐振电感: l 单位: 微亨线圈电感的计算公式1、针对环行CORE，有以下公式可利用: (IRON)L=N2．AL L= 电感值（H)H-DC=0、4πNI / l N= 线圈匝数(圈)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。例如: 以T50-52材，线圈5圈半，其L值为T50-52(表示OD为0、5英吋)，经查表其AL值约为33nHL=33．(5、5)2=9 98、25nH≈1μH当流过10A电流时，其L值变化可由l=3、74(查表)H-DC=0、4πNI / l = 0、 43、1 45、510 /3、74 = 18、47 （查表后）即可了解L值下降程度(μi%)2、介绍一个经验公式：L=(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=1N2 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。计算出的电感量的单位为亨利。k值表2R/l k0、1 0、9 60、2 0、9 20、3 0、8 80、4 0、8 50、6 0、7
利用磁环设计电感（choke）的简易步骤！ 开关电源中，电感的设计也是一个关键步骤，通常电感采用开气隙的铁氧体或者其它材质的磁环来制作。而利用磁环设计的电感，由于其良好的软饱和特性在开关电源中应用广泛。目前常见的磁环有，铁粉芯，Koolmu，High flux，mpp等材质，后三种是最近出现的。特别Koolmu，是magnetics公司力推用来取代铁粉芯的产品。 现以koolmu为例子来设计一个电感 第一步，选定磁芯： 根据需要的电感量L，和通过电感的最大电流I，算出LI2，根据下图，利用对角曲线和垂直于X轴的直线的交点，找到合适的型号。比如L=1mH,I=1A.则LI2=1，从曲线上看并无合适的型号，那么往大点取，可以取90u范围中的77314。 第二步，计算绕组匝数： 找到77314的电感系数为65nH,那么1mH就需要124匝。 第三步，核算电感量：
对于磁环构成的电感，有一个特点就是磁环的磁导率会随着直流励磁强度明显下降。也就是一个已经设计好的电感，其电感量会随着通过电感的电流增大而减小。 上图为koolmu磁导率和直流励磁强度之间的曲线图。 其中DC magnetizing force=0.4piNI/le 其中le为磁路长度，单位为cm。 比如77314的le=5.67cm 那么DCmf=27.5 oersteds 那么核对上面的曲线，发现当通过1A电流时候，也就是最大励磁的时候，此时u为初始u值得70%，也就是此时实际电感为0.7mH.对于koolmu，最大励磁下u值在初始u值得的0.5~0.8的范围内都是比较合理的。 第四步，决定线径，当然这个根据电流来决定，而电流密度的选择和散热环境有很大关系。 当然，有时一次计算无法决定最佳设计，可以反复计算，找到最佳设计。而更具体的设计方法，可以参考magnetics的官网资料。
输出电容的选择和你的开关频率占空比还有纹波的要求有关，和电感量没有直接关系。也就说没有所谓的搭配关系影响效率和MOS发热。 我感觉你的电感选小了，或者频率选低了。电感选小了电感充电迅速完成，之后管子没有关断导致电感成了直流电阻负载，消耗电能并导致MOS发热。如果频率高的话可以缓解这种状况，但是增加电感量是根本。 再有Mos发热还跟你的开关时间有关系，就是说加在mos管G极的信号是不是很好的方波，因为mos从截至到饱和必须划过放大区，而放大区的结功耗要大的多。所以要求换过放大区的时间越短越好，就要求信号的上升下降沿要足够陡峭。而mos管本G极和与DS之间是由比较的结电容的。所以要求mos前面的电路要有一定的驱动能力。 下面是从网上看到的一个计算用例。你试一下。 已知参数： 输入电压：12V --- Vi 输出电压：18V ---Vo 输出电流：1A --- Io 输出纹波：36mV --- Vpp 工作频率：100KHz --- f ************************************************************************ 1：占空比 稳定工作时，每个开关周期，导通期间电感电流的增加等于关断期间电感电流的减少，即Vi*don/(f*L)=(Vo+Vd-Vi)*(1-don)/(f*L),整理后有 don=(Vo+Vd-Vi)/(Vo+Vd),参数带入，don=0.572 2：电感量 先求每个开关周期内电感初始电流等于输出电流时的对应电感的电感量 其值为Vi*(1-don)/(f*2*Io)，参数带入，Lx=38.5uH, deltaI=Vi*don/(L*f)，参数带入，deltaI=1.1A 当电感的电感量小于此值Lx时，输出纹波随电感量的增加变化较明显，