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POCO 磁芯选型软件帮助

日期:2016-10-10 来源:铂科新材料

软件适用范围:PFC电感、储能滤波电感、电抗器制作选型

一、概述
     一直以来,磁性材料的计算和理论相当复杂,而磁性材料电子元件在电路中却占有相当的比重。磁性材料的熟悉程度很大程度上会影响整个的电路的设计。所以工程师在设计电路用到磁性元器件时候不得不格外花时间来研究磁性材料的特性,解决磁芯选型的问题。为了让电子开发工程师从繁琐的材料特性研究中解放出来,把更多的精力投入到功能性开发上,我们特地开发了这款软件。
磁性材料种类繁多,这里应用到的磁材只是一小部分,主要介绍金属磁粉芯的元器件选型上。
如果您对磁粉芯的性能不够熟悉,本软件将让您轻松解决选型问题。
本帮助文档主要针对滤波电感、储能电感、PFC电感、电抗器选型。

二、磁芯元件编号说明
NPF     106       060
材质   磁芯外径   磁导率

*零件系列编号

磁芯元件的料号由三部分组成,材质、外径尺寸(英制)、导磁率。
(1)磁芯系列说明
NPH系列  = 超低损耗的铁硅
NPF系列  = 铁硅
NPS系列  = 铁硅铝
PPI系列  = 性价比高的铁硅
(2)磁芯外径
磁芯外径尺寸,按英寸制(1英寸=25.4毫米),磁芯的外径尺寸可以是0.14英寸到3.063英寸, 如果没有您需要的尺寸,请联系我们。
(3)导磁率
导磁率有的地方又叫磁导率,各种磁芯系列对应导磁率见上表。

举例说明:
     NPF106060即外径是1.06英寸,导磁率为60的铁硅磁芯;NPS184090即外径是1.84英寸,导磁率为90的铁硅铝磁芯。

三、软件功能
     目前软件版本支持两大功能,一是电感计算;二是电路拓扑电感量计算。

1、电感计算
(1)根据电流、频率、绕线圈数确定电感量大小
     点击“电感计算工具”菜单,“电感综合计算(L)”,如图(一)所示,

 
     当点击“环形磁芯感量计算”后,将打开“环形磁芯电感计算”对话框,如图(二)所示。

     在这个窗口界面中,磁芯料号文本框里可以输入您搜索的部分磁芯料号,例如您输入NPF,在列表中就只会列出NPF系列的磁芯,如果您输入090,列表中将列出包含090字样的所有料号。
根据您搜索的料号,或直接拖动下拉列表,选择您需要计算的磁芯,在窗口右边会显示选择的磁芯的涂层后的外径、内径、高度、电感系数、有效磁路长度信息。
输入实际的电流(电流可分为“平均电流”、“峰值电流”、“纹波电流”)、频率、线径(默认为1,可下拉选择其他)、铜线根数、绕线圈数、磁芯个数,然后点击“计算”按钮,在右边的计算结果中将显示出在当前电流下达到的电感量。如果您输入的电流为0,则计算出来的是静态电感量(用电桥测量出的感值都是静态感量)。

技巧:电感量计算工具也可以用来辅助选型使用,当选择了某款磁芯的时候,可以在这里计算当减少或增加适当圈数时候的感量。对于磁芯的个数,您也可以自行输入磁芯的个数,计算多个磁芯叠用的时候达到的电感量。

 (2)根据电流、电感量直接选择可以使用的磁芯
     点击“电感计算工具”菜单,“磁芯简单选型(C)”,如图(三)所示,

     当点击“磁芯简单选型”后,将打开“环形磁芯电感计算”对话框,如图(四)所示,

     在这个对话框中,第一个需要输入的内容是:电流(电流可分为“平均电流”、“峰值电流”)。注意,这里的单位是安培(A),输入的是实际的电流;
第二个需要输入的是您实际需要的“电感量”,电感量可分为“当前电流下的感量”、“初始感量”,单位是微亨(μH);
第三个磁芯的个数默认为1,可不修改或者选择多个磁芯叠用。
     然后点击下面“选型”按钮,在计算结果的列表中,就会列出能达到您的要求的磁芯料号。确定之后,可点击“申请样品”按钮,即可。
在此选型计算中,线径的选择是按8安培每平方毫米(A/mm2)的电流密度来确定的,
     绕线是按窗口面积的55%来估算的。在预计是否能绕下的情况下,请根据您实际需要的线径来估算,绕线圈数不变。
     选型中都会有不止一个磁芯料号能达到性能要求,计算结果中会列出很多个能达到您要求的磁芯,甚至列表中有很多个可供选择,一般选型遵循以下原则:
     ①选择便宜材质磁芯(NPS价格 < PPF价格 <NPF价格 < PPM价格)
      ②选择小尺寸的磁芯
     ③确定磁芯能否绕下计算出来的圈数的铜线
     ④没有磁芯到达预期性能,选用多个磁芯

     技巧:磁芯的个数默认为1,当您不知道需要多少个磁芯的时候,先按1个磁芯来选择,在选择磁芯过程中,如果可供选择的磁芯没有,或能供选择的磁芯尺寸太大,您这时候就得考虑多个磁芯叠用了,逐步增加磁芯的个数,直到选出适合的磁芯为止。磁芯的个数列表中可供选择的只有1-6个,当需要更多个数磁芯的时候,可以自己输入磁芯的个数,直到找到合适的磁芯为止。 

 2、电路拓扑电感量计算(T)

 

     根据典型PFC电路图,可由功率、电压、频率计算PFC电路参数,点击“电路拓扑电感量计算菜单,“PFC电感量计算(P,如图(六)所示,

     在图(六)此对话框中,需要输入PFC电路参数,功率、正弦输入电压、输出电压、开关频率、转换频率默认为0.98、纹波率为0.2,均可根据需要改变,然后点击“计算”按钮,即可得出PFC电路参数结果。

     (2)根据典型BOOST电路图,亦可由功率、电压、频率计算BOOST电路参数,点击“电路拓扑电感量计算”菜单,“BOOST电感感量计算(B)”,如图(七)所示,

     在图(七)此对话框中,需要输入BOOST电路参数,功率、输入电压、输出电压、开关频率、纹波率为0.2,可根据需要改变,然后点击“计算”按钮,即可得出BOOST电路参数结果。

     (3)根据典型BUCK电路图,亦可由电流、电压、频率计算BUCK电路参数,点击“电路拓扑电感量计算”菜单,“BUCK电感感量计算(U)”,如图(八)所示,

     在图(八)此对话框中,需要输入BUCK电路参数,输出电流、输入电压、输出电压、开关频率、纹波率为0.2,可根据需要改变,然后点击“计算”按钮,即可得出BUCK电路参数结果。

     (4)根据典型BUCK-BOOST电路图,亦可由功率、电压、频率计算BUCK-BOOST电路参数,点击“电路拓扑电感量计算”菜单,“BUCK-BOOST电感感量计算(K)”,如图(九)所示,

     在图(九)此对话框中,需要输入BUCK-BOOST电路参数,功率、输入电压、输出电压、开关频率、纹波率为0.2,可根据需要改变,然后点击“计算”按钮,即可得出BUCK-BOOST电路参数结果。

     (5)根据典型逆变LC电路图,亦可由功率、电压、频率计算逆变LC电路参数,点击“电路拓扑电感量计算”菜单,“逆变LC电感感量计算(N)”,如图(十)所示,

     在图(十)此对话框中,需要输入逆变LC电路参数,功率、输入电压、输出电压、开关频率、纹波率为0.2,可根据需要改变,然后点击“计算”按钮,即可得出逆变LC电路参数结果。

     (6)根据典型全桥电路图,亦可由输出电压、频率、额定电流、计算全桥电路参数,点击“电路拓扑电感量计算”菜单,“全桥电感感量计算(H)”,如图(十一)所示,

     在图(十一)此对话框中,需要输入全桥电路参数,输出电压、开关频率、输出额定电流、占空比D、纹波率为0.2,均可根据需要改变,然后点击“计算”按钮,即可得出全桥电路参数结果。

     (7)根据典型正激电路TOP电路图,亦可由电压、频率、电流、占空比计算正激电路TOP电路参数,点击“电路拓扑电感量计算”菜单,“正激电感感量计算(J)”,如图(十二)所示,

     在图(十二)此对话框中,需要输入正激电路参数,输出电压、开关频率、输出额定电流Lout、占空比D0.4、纹波率为0.2,可根据需要改变,然后点击“计算”按钮,即可得出正激电路参数结果。

     (8)根据典型推挽电路图,亦可由电压、频率、电流、占空比计算推挽电路参数,点击“电路拓扑电感量计算”菜单,“推挽电感感量计算(W)”,如图(十三)所示,

     在图(十三)此对话框中,需要输入推挽电路参数,输出电压、开关频率、输出额定电流Lout、占空比D0.4、纹波率为0.2,可根据需要改变,然后点击“计算”按钮,即可得出推挽电路参数结果。

 

 

 

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