開關(guān)電源設計第三版257頁
BOOST設計實例:
輸入電壓100V
輸出電壓200V
開關(guān)頻率50KHZ
平均負載電流Idc=10A
紋波電流DIL=15%=1.5A
溫度不超過40℃
占空比計算D=(Vo-Vi)/Vo= (200-100)/200=0.5
周期計算T=1/50khz=20us
開通時間Ton=T×D=20us×0.5=10us=dt
(1)電感計算:
通常VL=ldi/dt
V=LdIL/ dt 所以L=V×dt/dIL=100×10/1.5=666UH=0.666MH
(2)磁芯儲能計算 W儲能的能量單位MJ L電感量MH I為A
W=1/2LI2 W=1/2×0.666×102=33.33mj
(3)以溫升為參數(shù)計算磁芯尺寸選擇。
根據(jù)259頁圖7.37坐標。30℃和31MJ的交叉點得到磁芯面積AP=14CM④
根據(jù)表7.12E形鐵粉芯磁芯(美國微金屬公司)
磁芯面積AP=14CM④對應的磁芯為E220
(4)計算初級匝數(shù)
查表E220 A∫為初始導磁率240×10-⑨
L=N2A∫ 所以N=√ ̄L/A∫=1000×√ ̄0.666/240=53匝
(5)磁芯損耗計算
Bac為磁通交流擺幅 V為L兩端的電壓100V 開通時間Ton為10us N=53匝 Ae=360mm2(這里表格是3.6)計算公式缺是360
Bac=Vton/NAe Bac=100(10)/53 (360)=0.0524T=524G
提示:由于交流狀態(tài)引起的磁通變化以平均磁通為中心。這里由直流輸出電流決定本例為10A。(BUCK和BOOST為扼流圈含有直流成分)。
查261頁圖7.39鐵粉芯材料損耗曲線圖在水平坐標軸上找到524G 50KHZ的損耗為600mW/cm3 由于是單端場合損耗為1半即300mW/cm3
總損耗為47.7×300×10﹣3=13.4W
(6)線徑
由259頁表7.12得知E220磁芯窗口面積為4.09cm2窗口有效面積為60%=2.45cm2
Acu/n=2.45/53=0.0462cm2
由220頁表7.9得知#11AWG線最接近其電阻為4.13豪歐/m
由于交流應力大應考慮集膚效應,通常采用多股細線并繞到同樣的銅面積而不采用一根大線并且#11號線很難繞制。
(7)銅損
由259頁表7,12得知E220磁芯每匝繞組平均長度為11.5因此繞組長度為
N×MLT=53×11.5=610CM 6.095×0.00413=0.025歐
因此銅損為I2Rcu=102×0.025=2.5W
結(jié)論;正如我們所料13.4W的磁芯損耗超過2.5W的銅損很多。很明顯這不是最佳設計。它們的發(fā)熱量不等。
遇到這種情況,有下面幾個解決方法:
①:磁芯損耗和銅損近似相等時最佳。
②:更好的方法是采用磁導率較低的材料以降低磁芯損耗。當然導磁率低了線圈匝數(shù)就多了銅損增加,磁損減少。
也不知道字體怎么調(diào)整,想調(diào)大點。沒看見選項。
重新計算新匝數(shù)
使用#8材料設計 計算N=69匝。Bac=400G 磁芯損耗為4.53W。銅損為4.4W
可以認為這是效率最佳設計。