我们在设计开关电源时,尤其隔离类型电源不可避免的需要设计电感或者是变压器,选型种类繁多,本文就列举了常用的变压器(电感)磁芯骨架类型,以及介绍相关选型关键点,以便工程师对磁性器件的选型。
首先列举一下各种磁芯形状的类型:
罐型磁芯
RM型磁芯
E型磁芯
EC型磁芯
ETD型磁芯
EER型磁芯
PQ型磁芯
EP型磁芯
环型磁芯
各种形状参数对比表:
罐型磁芯
骨架和绕组几乎全部被磁芯包裹起来,致使它对 EMI 的屏蔽效果非常好;罐型磁芯尺寸 均符合 IEC 标准,在制造的时候互换性非常好;可提供简单型骨架(无插针的)和 PCB 板安装骨架(有插针);由于罐型形状的设计,致使与其它类型同等尺寸的磁芯相比费 用更高;由于它的形状不利于散热,因此不适于应用于大功率变压器电感器。
RM 型磁芯
与罐型相比,切掉了罐型的两个对称的侧面,这重设计更有利于散热和大尺寸的引线引 出;与罐形相比,节约了大约 40%的安装的空间;骨架有无针型的和插针型的;可以采 用一对夹子进行安装;RM 型磁芯可以作成扁平形状(适合现在的平面变压器或者是直接 把磁芯装配到已经设计好绕组的印制板电路上);虽然屏蔽效果不如罐型的好,但是仍 然不错。
E 型磁芯
与罐型磁芯相比,E 型磁芯的费用要低的多,再加上绕制和组装都比较简单,这种磁芯形 状现在应用最广,但是它的缺点是不能提供自我屏蔽;E 型磁芯可以进行不同方向的安 装,也可以几付叠加应用更大的功率;这种磁芯可以作成扁平形状(是现在平面变压器很流行的磁芯形状);也可以提供无针和插针型骨架;由于其散热非常好、可以叠加使 用,一般大功率电感器和变压器都使用这种形状的磁芯。
EC、ETD 和 EER 型磁芯
这些类型的磁心结构介于 E 型和罐型之间。和 E 型磁芯一样,他们能提供足够的空间供 大截面的引线引出(适合现在开关电源低压大电流的趋势);这些形状的磁心散热也非 常好;有于中心柱为圆柱形,与相同截面的长方体相比,单匝的绕组的长度缩短了 11%,这样致使铜损也降低了 11%,同时使的磁心能提供一个更高的输出功率;同时中心 柱为圆柱形,与长方体中心柱相比,也避免了由于长方体棱角在绕制时破坏绕组线材绝 缘的隐患。
PQ 型磁心
PQ 型磁心专门为开关电源用电感器和变压器设计。PQ 形状的设计优化了磁心体积、表面 积和绕组绕制面积之间的比率;这种设计,使的使用最小的磁心提供最大的电感量和最 大化的绕制面积成为可能;这种设计,使得在最小的变压器体积和重量下,获得最大的 输出功率,并且占用最小的 PCB 安装空间;可以使用一付夹子进行安装固定;这种有效 的设计也使的磁心的磁路截面积更加统一,因此这种磁心结构也使得比其它的磁心结构 设计有更少的工作热点。
EP 型磁心
EP 型磁心的圆形中心柱立体形结构,除了与 PCB 板接触的末端外,完全的把绕组包裹了 起来,屏蔽非常好;这种独特的形状最小化了在两片磁心装配时接触面形成的气隙的影 响,并且提供了一个更大的体积和总的空间利用率的比例。
环形磁心
对于制造商来说,环型磁心是最经济的,在与其可比较的各种磁心中,它的花费是最低 的;由于使用骨架,附加的和组装的费用等于零;适合时可以使用绕线机进行绕制;它 的屏蔽也是非常不错的。