【原创】CRM模式PFC设计之二——铁硅铝电感的设计

在第一部分已经算出了包括BOOST电感最小值在内的所有主要参数。<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

下面说说用铁硅铝CORE设计CRM BOOST电感

先根据经验找一个铁硅铝的CORE，

CS203125,其参数如下：

<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />AL=68nH/N² ,u=125, Le=5.09CM, AW=1.14cm², OD=21.1mm,ID=12.07mm<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

因CORE的AL值误差范围为±8%，最小ALmin=68*（1-0.08）=62.56nH/N²

得电感匝数N=SQRT(Lmin*10⁶/ALmin)=SQRT(0.252*10⁶/62.56)=63.5Ts,取64Ts

计算NI=N*Iinrms-pk=64*3.617=231.5

查CS203125 CORE的NI与AL的曲线图，231.5已经超出曲线图，说明此CORE偏小。<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

再选一规格稍大的CORE CS229125,其参数如下：

<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />AL=90nH/N² ,u=125, Le=5.67CM, AW=1.41cm², OD=23.62mm,ID=13.39mm<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

最小ALmin=90*（1-0.08）=82.8nH/N²

得电感匝数N=SQRT(Lmin*10⁶/ALmin)=SQRT(0.252*10⁶/82.8)=55.2Ts,取55.5Ts

计算NI=N*Iinrms-pk=55.5*3.617=200.7

查CS229125 CORE的NI与AL的曲线图, NI值200.7对应的AL为41 nH/N²<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

此时对应初始磁导率AL的百分比B=41/90=45.6%

得实际最小升压电感量L =Lmin/B=0.252/0.456=555uH

下面计算绕线：<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

采用单股铜线，取其电流密度为4A/m²,

则所以的铜线直径d=SQRT(Iinrms-pk/(4*3.14))*2=SQRT(3.617/(4*3.14))*2=0.638mm,采用标准线径0.65mm

2UEW漆包线的绝缘层厚度为<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />0.15mm

则铜线外径为D=0.65+0.15*2=0.68mm

计算CORE第一层可容纳圈数Nm=(3.14*(ID-D/2)/D)-1=59.3Ts

因绕线不平整，实际第一层可容纳圈数Nm1=Nm*0.95=59.3*59.3=56.3Ts

得出，对于N=55.5Ts采用CS229125的Core刚好绕满一层。

到此设计采用铁硅铝设计CRM BOOST 电感全部完成。

考虑到100K的工作频率的趋肤效应，建议采用多股漆包线取代单股漆包线并饶。其相关换算在此省略。

在临界模式下，该计算的变化磁感应强度是多少？再该变化磁感应强度下的铁损大概又是多少？望楼主能给出计算/设计过程及具体结果！！ 上面全部都有讲呀。

我发表一下自己的观点————铁硅铝不适合用在CRM模式！

我发表该观点的理由是，如果B值取的太高损耗会非常大！这里的B值貌似取在了0.456T，若折算为交流量大概就是0.228T。

大家可以参考一下MAGNETICS的铁硅铝损耗曲线（这家公司做铁硅铝磁的材性能在国际上具有领先地位）

体积为1.877cm^3则铁损大概为9W，我个人感觉太大了！

我不确定你的这个交流量是这么来的

下面是这个铁硅铝的CORE的损耗曲线图，你可以看看，与你的差别很大。

当然的确一般很少见用铁硅铝做CRM PFC的，但多是出于成本考虑。

那你的变化磁感应强度取得多少？我上面的是以B/2近似得出的结果，波形为三角波。一般的损耗曲线是以正玄波测试的，但三角波的损耗曲线与它的差值不会太大。

1000高斯以上的曲线都没了，估读损耗难度比较大！

磁场强度大约在100 Oe左右。

Gs和Oe是不同的东西，不要搞混淆了。

我没搞混，看损耗主要看变化的磁感应强度（Gs、T）而不是磁场强度（Oe、A/m）。

u—Ho曲线只是用来观察AL变化比例的，与损耗没关系！！

Gs和Oe我分的清！

我觉得用铁氧体其实材料成本其实要低一些，且制作成本也低（有骨架，可以直接用绕线机，不像磁环要穿线）。

版主可以把价格和制作成本列一下，以便更好的做比价。

这样的帖子好啊

呵呵

收藏先

成本是一方面铁硅铝原料成本低但是制作成本较高，

另一方便是铁粉芯的制作特性所决定，其磁芯内掺有金属粉末导致其铁芯损耗比铁氧体大很多，所以一般对于铁粉芯要看磁芯的铁损，对于铁氧体是看绕线的铜损，而对于DCM和CRM一般不会使用铁硅铝因为其电流的交流成分很大会造成铁损很大

同意你的观点，铁硅铝适合的是CCM

铜线直径怎么算来的，怎么算的不对啊 司令，你这个线径算的有问题，应该是1mm的样子。

请教一下，按楼主所说取55.5Ts，在NI为0时，电感感量为 55.5^2*90*(1-0.08)=0.255mH；在额定电流时，感量则变为 55.5^2*41=0.126mH。

不知道这个555uH 在哪里用得到？

则所以的铜线直径d=SQRT(Iinrms-pk/(4*3.14))*2=SQRT(3.617/(4*3.14))*2=0.638mm

请问，算出来的值好像不是0.638，请问是不是0.28开根号再乘以2？

有个地方没看明白的，你说的55.5TS，用这环，计算后才200多的感量，跟你再次验算后的555uH，相差很远啊 你好，我看完了这个设计过程，你到最后还是55.5Ts，那么对应的L=280uH，那么你校正后的实际电感量550uH有什么作用？ 还是我对你上面的设计过程理解错误 版主，这里为什么是Lmin/B呢？

看到此贴受益匪浅，小弟有两个疑问。

磁环随着NI的增加AL是降低的，升压电感在实际设计中是怎么计算？

是L =Lmin/B=0.252/0.456=555uH？还是Lmin=0.252？

我也有同样的疑惑，求解答！

看到此贴受益匪浅，小弟有两个疑问。

磁环随着NI的增加AL是降低的，升压电感在实际设计中是怎么计算？

是L =Lmin/B=0.252/0.456=555uH？还是Lmin=0.252？

占个前面的位置 哈哈 又出新帖子了

是啊，新帖不断，再顶！！

顶起！

楼主，我对你的景仰如涛涛江水，连绵不绝！

学习了

TO 楼主，JACK版主，能否提供这份磁芯的资料~~~谢谢

是啊！

H(磁场强度)等于0.4*pi*N*I/le，跟NI和磁路长度有关，B(磁通密度)等于E*10^8/(4.44*N*Ae*F),跟电压E，N, 截面积，频率有关

我这有浙江科达磁电的全套电子版说明书，里面有损耗曲线，直流偏置图，等各种材质的，有需求的可以加我QQ：122696114。

好的磁芯一定要搭上好的MOSFET,才能体现出整体的效果出来，相同规格的NOSFET, Qg*Rds(on)谁更小，谁的性能就越好!要找好的MOSFET,或者大功率的升压IC或者大功率的LED路灯驱动IC,请找我13927409969 太好的帖子了，正在找这方面的资料 学习了 mark xia 学习了，尽管还有一些同样的困惑！不过还是学了不少呵！！！ 分析的都有道理。做个记号，关注。 好详细

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