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Iron Power磁损模型比较

Iron Power磁损模型比较
Iron Powder因为其高饱和磁密与低磁导常用于Boost PFC和Inverter电路中,通常我们应用Steinmetz公式计算其磁芯损耗:
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1057913454.jpg?x-oss-process=image/watermark,g_center,image_YXJ0aWNsZS9wdWJsaWMvd2F0ZXJtYXJrLnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3Jlc2l6ZSxQXzQwCg,t_20');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
但是,利用Steinmetz公式计算其磁芯损耗只是在较小的磁密和频率范围内有较高精度,如果频率、磁密变化较大,则需重新获得三个常数,以得到较精确的解.如下,在10K上下需要两个公式来表示:
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1057915039.jpg?x-oss-process=image/watermark,g_center,image_YXJ0aWNsZS9wdWJsaWMvd2F0ZXJtYXJrLnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3Jlc2l6ZSxQXzQwCg,t_20');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
由于磁芯损耗包含磁滞损耗和涡流损耗,涡流损耗是磁密平方和频率平方的函数,而磁滞损耗与磁密及磁芯材质有关.
Bozorth指出磁滞损耗在较低频率下是B的3次方的函数,在较高频率下是B的1.6次方的函数,中频时B的指数在1.6和3之间变化.B的指数值的变化与磁畴在外部磁场作用下的响应有关.外部场强低时,磁畴移动很小,但随着场强的增加,磁畴运动加剧,直到饱和时,磁偶极子被外场强迫为同方向.
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1057914099.jpg?x-oss-process=image/watermark,g_center,image_YXJ0aWNsZS9wdWJsaWMvd2F0ZXJtYXJrLnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3Jlc2l6ZSxQXzQwCg,t_20');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
上图是磁滞损耗Vs磁密的测试图,通过它,可以得到如下式所示的磁滞损耗公式:
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1057914294.jpg?x-oss-process=image/watermark,g_center,image_YXJ0aWNsZS9wdWJsaWMvd2F0ZXJtYXJrLnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3Jlc2l6ZSxQXzQwCg,t_20');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
而涡流损耗可表示为:
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1057914811.jpg?x-oss-process=image/watermark,g_center,image_YXJ0aWNsZS9wdWJsaWMvd2F0ZXJtYXJrLnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3Jlc2l6ZSxQXzQwCg,t_20');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
整个磁芯损耗就可以表示为:
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1057914896.jpg?x-oss-process=image/watermark,g_center,image_YXJ0aWNsZS9wdWJsaWMvd2F0ZXJtYXJrLnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3Jlc2l6ZSxQXzQwCg,t_20');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
其指数根据测试结果作了一定修改!
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1057915237.jpg?x-oss-process=image/watermark,g_center,image_YXJ0aWNsZS9wdWJsaWMvd2F0ZXJtYXJrLnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3Jlc2l6ZSxQXzQwCg,t_20');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
上图是两咱模型的比较,Bozorth模型还是准一些.
切记!目前Bozorth模型给出的数据还仅适用于MicroMetals的Iron Power,不要乱用!而且,当自己需要通过实验确定损耗公式时,Steinmetz公式要简单一些,毕竟只有三个参数,而且作一下对数变换后作运算很方便!
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雪铁龙
LV.6
2
2003-07-14 12:24
针对PFC电感的磁损计算
前面探讨了计算磁芯损耗的Steinmetz和Bozorth模型.但在实际使用中,磁性元件大都受PWM或PFM激励,其脉宽及频率可能不断变化,这给用上述两模型计算带来一定困扰.
对于PFC电感,为了实现较高的PF,电感必将按照某种模型激励,并且这种激励不是恒频和恒脉宽的.
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1058155222.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
对上图所示的最简单的AC2DC Boost电路,通过一系列运算并归化,可得不同相角下磁密与最大磁密之比值在不同输入电压峰值时的公式如下:
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1058155526.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
当Vi=Vo/2时,B有最大值Bmax,此时损耗也最大.
不同输入电压峰值下,平均损耗与最大损耗之关系如下:三条曲线表示在Steinmetz公式中不同B的指数对应的曲线
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1058156028.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
如此,查曲线可得在不同输入电压下的PFC电感损耗值.

上述方法为Micrometals给出的计算方法.在实际使用中,它仅适用于图1所示的Boost结构,而对三相整流等其它应用就不大适合了,而且查表也太麻烦.
在实际使用中,完全可按Steinmetz公式或Bozorth模型(如果用Micrometals磁芯的话),利用PFC原理,自己构造出一系列的PWM或PFM波作为激励,采用积分方法,计算各个Cycle的损耗之和.
在使用这种方法时,需要注意的是,PWM或PFM的频率并不是公式中所用到的频率,二者之间需作变换(将电流上升和下降时间分别按两个方波频率计算,具体方法可参考相应论文).并对脉宽进行一些约束.
本人使用此方法编制了相应软件,可实现PFC电感铜铁损计算及参数最优化.其结果受Tek TDS5000示波器中的功率测试软件及Micrometals所示方法校核证明有效.
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雪铁龙
LV.6
3
2003-07-14 12:25
PFC电感损耗计算
前面探讨了计算磁芯损耗的Steinmetz和Bozorth模型.但在实际使用中,磁性元件大都受PWM或PFM激励,其脉宽及频率可能不断变化,这给用上述两模型计算带来一定困扰.
对于PFC电感,为了实现较高的PF,电感必将按照某种模型激励,并且这种激励不是恒频和恒脉宽的.
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1058155222.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
对上图所示的最简单的AC2DC Boost电路,通过一系列运算并归化,可得不同相角下磁密与最大磁密之比值在不同输入电压峰值时的公式如下:
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1058155526.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
当Vi=Vo/2时,B有最大值Bmax,此时损耗也最大.
不同输入电压峰值下,平均损耗与最大损耗之关系如下:三条曲线表示在Steinmetz公式中不同B的指数对应的曲线
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1058156028.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
如此,查曲线可得在不同输入电压下的PFC电感损耗值.

上述方法为Micrometals给出的计算方法.在实际使用中,它仅适用于图1所示的Boost结构,而对三相整流等其它应用就不大适合了,而且查表也太麻烦.
在实际使用中,完全可按Steinmetz公式或Bozorth模型(如果用Micrometals磁芯的话),利用PFC原理,自己构造出一系列的PWM或PFM波作为激励,采用积分方法,计算各个Cycle的损耗之和.
在使用这种方法时,需要注意的是,PWM或PFM的频率并不是公式中所用到的频率,二者之间需作变换(将电流上升和下降时间分别按两个方波频率计算,具体方法可参考相应论文).并对脉宽进行一些约束.
本人使用此方法编制了相应软件,可实现PFC电感铜铁损计算及参数最优化.其结果受Tek TDS5000示波器中的功率测试软件及Micrometals所示方法校核证明有效.
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arlink
LV.4
4
2003-07-14 12:25
PFC电感损耗计算
前面探讨了计算磁芯损耗的Steinmetz和Bozorth模型.但在实际使用中,磁性元件大都受PWM或PFM激励,其脉宽及频率可能不断变化,这给用上述两模型计算带来一定困扰.
对于PFC电感,为了实现较高的PF,电感必将按照某种模型激励,并且这种激励不是恒频和恒脉宽的.
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1058155222.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
对上图所示的最简单的AC2DC Boost电路,通过一系列运算并归化,可得不同相角下磁密与最大磁密之比值在不同输入电压峰值时的公式如下:
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1058155526.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
当Vi=Vo/2时,B有最大值Bmax,此时损耗也最大.
不同输入电压峰值下,平均损耗与最大损耗之关系如下:三条曲线表示在Steinmetz公式中不同B的指数对应的曲线
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1058156028.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
如此,查曲线可得在不同输入电压下的PFC电感损耗值.

上述方法为Micrometals给出的计算方法.在实际使用中,它仅适用于图1所示的Boost结构,而对三相整流等其它应用就不大适合了,而且查表也太麻烦.
在实际使用中,完全可按Steinmetz公式或Bozorth模型(如果用Micrometals磁芯的话),利用PFC原理,自己构造出一系列的PWM或PFM波作为激励,采用积分方法,计算各个Cycle的损耗之和.
在使用这种方法时,需要注意的是,PWM或PFM的频率并不是公式中所用到的频率,二者之间需作变换(将电流上升和下降时间分别按两个方波频率计算,具体方法可参考相应论文).并对脉宽进行一些约束.
本人使用此方法编制了相应软件,可实现PFC电感铜铁损计算及参数最优化.其结果受Tek TDS5000示波器中的功率测试软件及Micrometals所示方法校核证明有效.
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雪铁龙
LV.6
5
2003-07-14 12:28
@arlink
PFC电感损耗计算前面探讨了计算磁芯损耗的Steinmetz和Bozorth模型.但在实际使用中,磁性元件大都受PWM或PFM激励,其脉宽及频率可能不断变化,这给用上述两模型计算带来一定困扰.对于PFC电感,为了实现较高的PF,电感必将按照某种模型激励,并且这种激励不是恒频和恒脉宽的.[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1058155222.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">对上图所示的最简单的AC2DCBoost电路,通过一系列运算并归化,可得不同相角下磁密与最大磁密之比值在不同输入电压峰值时的公式如下:[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1058155526.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">当Vi=Vo/2时,B有最大值Bmax,此时损耗也最大.不同输入电压峰值下,平均损耗与最大损耗之关系如下:三条曲线表示在Steinmetz公式中不同B的指数对应的曲线[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1058156028.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">如此,查曲线可得在不同输入电压下的PFC电感损耗值.上述方法为Micrometals给出的计算方法.在实际使用中,它仅适用于图1所示的Boost结构,而对三相整流等其它应用就不大适合了,而且查表也太麻烦.在实际使用中,完全可按Steinmetz公式或Bozorth模型(如果用Micrometals磁芯的话),利用PFC原理,自己构造出一系列的PWM或PFM波作为激励,采用积分方法,计算各个Cycle的损耗之和.在使用这种方法时,需要注意的是,PWM或PFM的频率并不是公式中所用到的频率,二者之间需作变换(将电流上升和下降时间分别按两个方波频率计算,具体方法可参考相应论文).并对脉宽进行一些约束.本人使用此方法编制了相应软件,可实现PFC电感铜铁损计算及参数最优化.其结果受TekTDS5000示波器中的功率测试软件及Micrometals所示方法校核证明有效.
少了一条曲线,加上
与公式相关的曲线:
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1058156900.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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arlink
LV.4
6
2003-07-14 12:30
@arlink
PFC电感损耗计算前面探讨了计算磁芯损耗的Steinmetz和Bozorth模型.但在实际使用中,磁性元件大都受PWM或PFM激励,其脉宽及频率可能不断变化,这给用上述两模型计算带来一定困扰.对于PFC电感,为了实现较高的PF,电感必将按照某种模型激励,并且这种激励不是恒频和恒脉宽的.[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1058155222.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">对上图所示的最简单的AC2DCBoost电路,通过一系列运算并归化,可得不同相角下磁密与最大磁密之比值在不同输入电压峰值时的公式如下:[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1058155526.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">当Vi=Vo/2时,B有最大值Bmax,此时损耗也最大.不同输入电压峰值下,平均损耗与最大损耗之关系如下:三条曲线表示在Steinmetz公式中不同B的指数对应的曲线[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1058156028.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">如此,查曲线可得在不同输入电压下的PFC电感损耗值.上述方法为Micrometals给出的计算方法.在实际使用中,它仅适用于图1所示的Boost结构,而对三相整流等其它应用就不大适合了,而且查表也太麻烦.在实际使用中,完全可按Steinmetz公式或Bozorth模型(如果用Micrometals磁芯的话),利用PFC原理,自己构造出一系列的PWM或PFM波作为激励,采用积分方法,计算各个Cycle的损耗之和.在使用这种方法时,需要注意的是,PWM或PFM的频率并不是公式中所用到的频率,二者之间需作变换(将电流上升和下降时间分别按两个方波频率计算,具体方法可参考相应论文).并对脉宽进行一些约束.本人使用此方法编制了相应软件,可实现PFC电感铜铁损计算及参数最优化.其结果受TekTDS5000示波器中的功率测试软件及Micrometals所示方法校核证明有效.
少了一条曲线,加上
与公式相关的曲线:
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1058156900.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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2004-11-02 13:08
今天发现了一位隐藏的高手,顶.
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2005-12-27 16:25
@乞力马扎罗的雪
今天发现了一位隐藏的高手,顶.
高手請問:對於反激式電源core磁導率的不同,電感量與匝數都相同的變壓器,是不是會導致core磁導率高的電源在加同樣的負載電流時二次側的vpk_pk比磁導率小的變壓器要高?
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剑心
LV.8
9
2005-12-27 16:43
铁粉芯电感的线性程度怎样?
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2005-12-27 18:43
@剑心
铁粉芯电感的线性程度怎样?
我用的變壓器的CORE是Mz4的材質,在生產線出現1.2%的不良率,芯片OVP點在32V,良品當負載電流3A時才會作OVP保護,不良品1.8A就作了OVP動作,用示波品看反饋電壓,不良器在1.8A時就有了32V反饋電壓,可是用LCR測變壓器又是好的,所以本人懷疑是磁導率的問題,
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jundz
LV.8
11
2005-12-27 22:12
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jacki_wang
LV.11
12
2005-12-27 22:21
@arlink
少了一条曲线,加上与公式相关的曲线:[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1058156900.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
顶一下
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2005-12-28 08:13
@poweroneworld
我用的變壓器的CORE是Mz4的材質,在生產線出現1.2%的不良率,芯片OVP點在32V,良品當負載電流3A時才會作OVP保護,不良品1.8A就作了OVP動作,用示波品看反饋電壓,不良器在1.8A時就有了32V反饋電壓,可是用LCR測變壓器又是好的,所以本人懷疑是磁導率的問題,
換了同樣材質的好磁芯后產品就沒有問題了
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2005-12-28 08:31
@poweroneworld
換了同樣材質的好磁芯后產品就沒有問題了
對於單組輸出的反激式電源產品由於此組是閉環控制,當core的磁導率不同時,產品的主輸出電壓是沒有問題的,但對采用開環控制的輸助輸出會有較大影響,
我以前也遇到過由于core的u值問題造成正激式電源產品的cross有問題,不知我的理解是不是對的,請各位大哥對磁問題作一些深入的探討,讓小弟多學點知識
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transformer1
LV.10
15
2008-01-02 10:12
@jundz
就頂兄弟的貼!!!
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