剛開始做大功率電源，遇到問題求助：
輸入：直流20V～40V
輸出：直流44V～54V
輸出電流：10A
效率：80%
選擇電路結構：Boost，非隔離，100V功率MOSFET做開關管
輸出最大功率：Po=54V*10A=540W
輸入最大功率：Pin=Po/0.8=675W
若為CCM或臨界模式，最大占空比：Dmax=1-Vin(min)/Vo(max)=1-20/54=0.63
接下來，該如何計算電感量，如何利用AP法選擇磁芯，計算線圈匝數，氣隙長度等參數? 多謝
輸入直流20V～40V 輸出直流44V～54V Boost電路求助
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既然沒有高手指導，我來試著幫你算一算。僅供參考 ~ 爆炸不關我的事 
輸入：直流20V～40V輸出：直流44V～54V輸出電流：10A最低輸入電壓 Vi = 20V ； 最高輸出電壓 Vo = 54V假設MOSFET 導通時 Vds = 1V ； 輸出的整流管壓降 Vf = 1V（Vi - Vds）/ （Vo+ Vf）= 1/ (1-D) ；D 為占空比 ； 得到 D = 0.655電感上的平均電流為 ILa ； ILa x （1-D）= Io ；得到 ILa = 10A / (1-0.655) = 29A假設效率為85%； 則電感上電流 IL = 29A / 0.85 = 34A取紋波電流峰峰值△IL = 0.2 IL = 0.2 x 34A = 6.8A △IL = （Vi - Vds）x Ton / L ； (L 為電感量) ； 得到 L = 19V x 13.1us / 6.8A = 36.6uH考慮選用 Cool Mu 的 254 鐵硅鋁磁環 ； Ae = 110mm由公式 N = I x L / (Ae x Bm) ；Bm 取 3500 Gauss ； 得到 N = 32.5 T由公式 L = Al x N2； 得到 Al = 35 nH/T2；查表可知 對應的材料為 26u最后確定為 Cool Mu 的 254 - 26 鐵硅鋁磁環 ；
輸入：直流20V～40V輸出：直流44V～54V輸出電流：10A最低輸入電壓 Vi = 20V ； 最高輸出電壓 Vo = 54V假設MOSFET 導通時 Vds = 1V ； 輸出的整流管壓降 Vf = 1V（Vi - Vds）/ （Vo+ Vf）= 1/ (1-D) ；D 為占空比 ； 得到 D = 0.655電感上的平均電流為 ILa ； ILa x （1-D）= Io ；得到 ILa = 10A / (1-0.655) = 29A假設效率為85%； 則電感上電流 IL = 29A / 0.85 = 34A取紋波電流峰峰值△IL = 0.2 IL = 0.2 x 34A = 6.8A △IL = （Vi - Vds）x Ton / L ； (L 為電感量) ； 得到 L = 19V x 13.1us / 6.8A = 36.6uH考慮選用 Cool Mu 的 254 鐵硅鋁磁環 ； Ae = 110mm由公式 N = I x L / (Ae x Bm) ；Bm 取 3500 Gauss ； 得到 N = 32.5 T由公式 L = Al x N2； 得到 Al = 35 nH/T2；查表可知 對應的材料為 26u最后確定為 Cool Mu 的 254 - 26 鐵硅鋁磁環 ； 0
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@mko145
既然沒有高手指導，我來試著幫你算一算。僅供參考~ 爆炸不關我的事[圖片]輸入：直流20V～40V輸出：直流44V～54V輸出電流：10A最低輸入電壓Vi=20V； 最高輸出電壓Vo=54V假設MOSFET導通時Vds=1V；輸出的整流管壓降Vf=1V（Vi-Vds）/（Vo+ Vf）=1/(1-D)；D為占空比；得到D=0.655電感上的平均電流為ILa；ILa x（1-D）=Io；得到ILa=10A/(1-0.655)=29A假設效率為85%；則電感上電流IL=29A/0.85=34A取紋波電流峰峰值△IL=0.2IL=0.2x34A=6.8A △IL =（Vi-Vds）xTon/L ；(L為電感量)；得到L=19Vx13.1us/6.8A=36.6uH考慮選用CoolMu的254鐵硅鋁磁環；Ae=110mm由公式N=IxL/(AexBm)；Bm取3500Gauss；得到N=32.5T由公式L=AlxN2；得到Al=35nH/T2；查表可知對應的材料為26u最后確定為CoolMu的254-26鐵硅鋁磁環；
謝謝大俠幫忙，我再看看資料，有問題再請教
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@mko145
既然沒有高手指導，我來試著幫你算一算。僅供參考~ 爆炸不關我的事[圖片]輸入：直流20V～40V輸出：直流44V～54V輸出電流：10A最低輸入電壓Vi=20V； 最高輸出電壓Vo=54V假設MOSFET導通時Vds=1V；輸出的整流管壓降Vf=1V（Vi-Vds）/（Vo+ Vf）=1/(1-D)；D為占空比；得到D=0.655電感上的平均電流為ILa；ILa x（1-D）=Io；得到ILa=10A/(1-0.655)=29A假設效率為85%；則電感上電流IL=29A/0.85=34A取紋波電流峰峰值△IL=0.2IL=0.2x34A=6.8A △IL =（Vi-Vds）xTon/L ；(L為電感量)；得到L=19Vx13.1us/6.8A=36.6uH考慮選用CoolMu的254鐵硅鋁磁環；Ae=110mm由公式N=IxL/(AexBm)；Bm取3500Gauss；得到N=32.5T由公式L=AlxN2；得到Al=35nH/T2；查表可知對應的材料為26u最后確定為CoolMu的254-26鐵硅鋁磁環；
請問大俠，boost電源，開關頻率50KHz，需要考慮趨膚效應，用多股線并繞嗎？
如上計算出來的電感量，一般需要留一定的設計裕量嗎？留多少設計裕量合適? 謝謝了
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@mko145
趨膚效應還是要考慮的，網上有計算公式。不過繞電感通常不用很多股線并繞。如果你用我上面講的磁芯，可以考慮用AWG17或18的線，雙線并繞。差不多剛好繞滿一層。先試試看電感不用再留余量了。感量的誤差一般是5%，問題不大。只是稍微影響一點紋波電流的大小。不會導致飽和什么的~
請問大俠，計算導線截面時用的電流密度是多少？我的計算如下：
導線截面：SL=IL/Jm=34A/(6A/mm^2)=5.67mm^2
如果用雙線并繞，由5.67/2=2.835mm^2，要用AWG#13號線并繞33匝。
如上計算是否有誤??？
另外，如果想用體積小一點的磁芯，但開關頻率50KHz不變，有沒有辦法？
是否可以用磁導率高一點的磁芯？ 謝謝了
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@starlight
請問大俠，計算導線截面時用的電流密度是多少？我的計算如下：導線截面：SL=IL/Jm=34A/(6A/mm^2)=5.67mm^2如果用雙線并繞，由5.67/2=2.835mm^2，要用AWG#13號線并繞33匝。如上計算是否有誤啊？另外，如果想用體積小一點的磁芯，但開關頻率50KHz不變，有沒有辦法？是否可以用磁導率高一點的磁芯？謝謝了
你說的對，銅線是不太夠。書上通常講的3-6A是指變壓器的繞組銅線。這個值不是絕對的，也有書上說可以多到 8-12A（忘了是哪本書）。主要看散熱情況。相對于變壓器，電感的散熱要好得多，線也可以用細一些。我之前的線徑是根據磁芯的尺寸選取的 -- 正好繞滿一層。確實不一定夠。你可以試試看，加粗一些，或者加多一兩條并繞，但不建議用太粗的線。實際做的時候要根據溫升和散熱情況進行調整。另外，電感的繞線層數不易太多，當然最好是一層。我手上有個日本cosel的電源（見下圖）。上面的30A電感是用AWG17 x 3 并繞的（正好繞滿一層）。
如果選用小一些，磁導率高的磁芯，可以做到同樣的電感。但Bm會增大，鐵損增加。不想鐵損增加太多，則需要相應加多圈數（可參考上面計算圈數的公式）?？傊?，電感會更加熱，也需要更粗的銅線。當然，也更難繞。圈數多了散熱也會變差，導致溫升更高。到底可以用多大的磁芯，多粗的銅線，要看電感的溫升。也就是說需要試 ~ 此外，實際做出來的東西和我們的設計還會有出入。一切應以實驗數據為準。
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@mko145
你說的對，銅線是不太夠。書上通常講的3-6A是指變壓器的繞組銅線。這個值不是絕對的，也有書上說可以多到8-12A（忘了是哪本書）。主要看散熱情況。相對于變壓器，電感的散熱要好得多，線也可以用細一些。我之前的線徑是根據磁芯的尺寸選取的--正好繞滿一層。確實不一定夠。你可以試試看，加粗一些，或者加多一兩條并繞，但不建議用太粗的線。實際做的時候要根據溫升和散熱情況進行調整。另外，電感的繞線層數不易太多，當然最好是一層。我手上有個日本cosel的電源（見下圖）。上面的30A電感是用AWG17x3并繞的（正好繞滿一層）。如果選用小一些，磁導率高的磁芯，可以做到同樣的電感。但Bm會增大，鐵損增加。不想鐵損增加太多，則需要相應加多圈數（可參考上面計算圈數的公式）?？傊?，電感會更加熱，也需要更粗的銅線。當然，也更難繞。圈數多了散熱也會變差，導致溫升更高。到底可以用多大的磁芯，多粗的銅線，要看電感的溫升。也就是說需要試~ 此外，實際做出來的東西和我們的設計還會有出入。一切應以實驗數據為準。[圖片]
謝謝大俠幫忙。
我今天下載了一些美磁的技術資料，按照那份資料提供的方法計算如下：
計算出感量L=36.6uH以后，因為LI^2=36.6*(10^-3)mH*(34A)^2=42.3mHA^2
查Kool Mu 環型和跑道型 磁芯LI^2選型圖，水平軸上的數值選定42.3mHA^2。
按照對應的縱向坐標，選擇0077721A7磁芯。
查看0077721A7磁芯的參數，電感因子AL=49nH/T^2 ±8%，該磁芯的最小AL值為
AL(min)=49*0.92=45.1nH/T^2，由公式L=AL*N^2，算出來N=29匝。
計算滿載時，確定直流偏置水平：H=N*I/Le=29*34/12.7=77.6AT/cm。
當直流偏置為77.6AT/cm時，磁導率為初始磁導率的67% 。
調整后的匝數為29/0.67=44匝。
重新計算直流偏置水平：H=N*I/Le=44*34/12.7=118AT/cm。
從磁導率-直流偏置曲線看出，對應初始磁導率的57% 。
計算出有效AL=AL(min)*0.57=45.1nH/T^2 * 0.57=25.7nH/T^2 。
磁芯匝數為44匝，直流偏置水平為118AT/cm，對應最小電感值為
L=AL(min)*0.001*0.57*44*44=49.7uH。在滿載直流偏置條件下，
可達到期望的最小36.6uH電感值。
計算導線截面積：S=I/Jm=34A/(10A/mm^2)=3.4mm^2
可考慮用AWG#16號線雙線并繞44匝。
本意是要減小磁芯體積，同時想要理解選磁芯的方法，這樣的計算方法磁芯體積更大了。
如上計算是否有誤？計算出來的參數與大俠的不同，為什么？請指教，謝謝
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@mko145
你說的對，銅線是不太夠。書上通常講的3-6A是指變壓器的繞組銅線。這個值不是絕對的，也有書上說可以多到8-12A（忘了是哪本書）。主要看散熱情況。相對于變壓器，電感的散熱要好得多，線也可以用細一些。我之前的線徑是根據磁芯的尺寸選取的--正好繞滿一層。確實不一定夠。你可以試試看，加粗一些，或者加多一兩條并繞，但不建議用太粗的線。實際做的時候要根據溫升和散熱情況進行調整。另外，電感的繞線層數不易太多，當然最好是一層。我手上有個日本cosel的電源（見下圖）。上面的30A電感是用AWG17x3并繞的（正好繞滿一層）。如果選用小一些，磁導率高的磁芯，可以做到同樣的電感。但Bm會增大，鐵損增加。不想鐵損增加太多，則需要相應加多圈數（可參考上面計算圈數的公式）。總之，電感會更加熱，也需要更粗的銅線。當然，也更難繞。圈數多了散熱也會變差，導致溫升更高。到底可以用多大的磁芯，多粗的銅線，要看電感的溫升。也就是說需要試~ 此外，實際做出來的東西和我們的設計還會有出入。一切應以實驗數據為準。[圖片]
不錯啊
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@starlight
謝謝大俠幫忙。我今天下載了一些美磁的技術資料，按照那份資料提供的方法計算如下：計算出感量L=36.6uH以后，因為LI^2=36.6*(10^-3)mH*(34A)^2=42.3mHA^2查KoolMu環型和跑道型磁芯LI^2選型圖，水平軸上的數值選定42.3mHA^2。按照對應的縱向坐標，選擇0077721A7磁芯。查看0077721A7磁芯的參數，電感因子AL=49nH/T^2±8%，該磁芯的最小AL值為AL(min)=49*0.92=45.1nH/T^2，由公式L=AL*N^2，算出來N=29匝。計算滿載時，確定直流偏置水平：H=N*I/Le=29*34/12.7=77.6AT/cm。當直流偏置為77.6AT/cm時，磁導率為初始磁導率的67%。調整后的匝數為29/0.67=44匝。重新計算直流偏置水平：H=N*I/Le=44*34/12.7=118AT/cm。從磁導率-直流偏置曲線看出，對應初始磁導率的57%。計算出有效AL=AL(min)*0.57=45.1nH/T^2*0.57=25.7nH/T^2。磁芯匝數為44匝，直流偏置水平為118AT/cm，對應最小電感值為L=AL(min)*0.001*0.57*44*44=49.7uH。在滿載直流偏置條件下，可達到期望的最小36.6uH電感值。計算導線截面積：S=I/Jm=34A/(10A/mm^2)=3.4mm^2可考慮用AWG#16號線雙線并繞44匝。本意是要減小磁芯體積，同時想要理解選磁芯的方法，這樣的計算方法磁芯體積更大了。如上計算是否有誤？計算出來的參數與大俠的不同，為什么？請指教，謝謝
的確不錯
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@mko145
你說的對，銅線是不太夠。書上通常講的3-6A是指變壓器的繞組銅線。這個值不是絕對的，也有書上說可以多到8-12A（忘了是哪本書）。主要看散熱情況。相對于變壓器，電感的散熱要好得多，線也可以用細一些。我之前的線徑是根據磁芯的尺寸選取的--正好繞滿一層。確實不一定夠。你可以試試看，加粗一些，或者加多一兩條并繞，但不建議用太粗的線。實際做的時候要根據溫升和散熱情況進行調整。另外，電感的繞線層數不易太多，當然最好是一層。我手上有個日本cosel的電源（見下圖）。上面的30A電感是用AWG17x3并繞的（正好繞滿一層）。如果選用小一些，磁導率高的磁芯，可以做到同樣的電感。但Bm會增大，鐵損增加。不想鐵損增加太多，則需要相應加多圈數（可參考上面計算圈數的公式）。總之，電感會更加熱，也需要更粗的銅線。當然，也更難繞。圈數多了散熱也會變差，導致溫升更高。到底可以用多大的磁芯，多粗的銅線，要看電感的溫升。也就是說需要試~ 此外，實際做出來的東西和我們的設計還會有出入。一切應以實驗數據為準。[圖片]
頂上去，等待解答，謝謝
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@starlight
頂上去，等待解答，謝謝
談不上指教，大家一起學習，共同進步。 我沒有看美磁的技術資料，不知道你具體的計算是不是沒問題。但你的結果應該是接近正確。后來發現美磁的網站上有電感計算的軟件，就偷懶用提供的軟件算了一把。結果如下圖所示 ~ 算出的兩個磁芯一大一個小，但損耗相當。你算得的磁芯大小介乎兩者之間，所以感覺你的計算應該靠譜。由軟件計算結果看到兩種大小磁芯的損耗差不多。差別主要有兩個地方。一是空載電感。磁芯越小空載電感越大，這個好像不是什么大問題。二是電感的溫升。雖然損耗一樣，但磁芯小則溫升高 - 很合理。 具體到你的設計，如果有風扇，那么應該可以用小些的的磁芯。電感的總損耗17W多點，只占到總輸入功率的 3%， 感覺上不算多。
我原先的設計磁芯要再小一點。原因是忽略了電感滿載時磁導率的下降。當時粗略的從特性圖上看磁導率似乎只變化幾個percent，就沒有理它。所以導致誤差很大。
從軟件計算結果看，最小的磁芯外徑是 47mm（比我原先計算的40mm還略大）。你不妨先按這個參數做樣品試試，如果溫度允許再換小的磁芯。當然前提是最好有風扇 ~
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@mko145
談不上指教，大家一起學習，共同進步。我沒有看美磁的技術資料，不知道你具體的計算是不是沒問題。但你的結果應該是接近正確。后來發現美磁的網站上有電感計算的軟件，就偷懶用提供的軟件算了一把。結果如下圖所示~算出的兩個磁芯一大一個小，但損耗相當。你算得的磁芯大小介乎兩者之間，所以感覺你的計算應該靠譜。由軟件計算結果看到兩種大小磁芯的損耗差不多。差別主要有兩個地方。一是空載電感。磁芯越小空載電感越大，這個好像不是什么大問題。二是電感的溫升。雖然損耗一樣，但磁芯小則溫升高-很合理。 具體到你的設計，如果有風扇，那么應該可以用小些的的磁芯。電感的總損耗17W多點，只占到總輸入功率的3%，感覺上不算多。我原先的設計磁芯要再小一點。原因是忽略了電感滿載時磁導率的下降。當時粗略的從特性圖上看磁導率似乎只變化幾個percent，就沒有理它。所以導致誤差很大。從軟件計算結果看，最小的磁芯外徑是47mm（比我原先計算的40mm還略大）。你不妨先按這個參數做樣品試試，如果溫度允許再換小的磁芯。當然前提是最好有風扇~[圖片] [圖片]
謝謝DX幫忙，可否將以上兩個計算結果對應的輸入參數也貼出來，謝謝
特別是左邊的那個，這個軟件有時候很奇怪，我試了多個輸入參數組合，都沒有得出這個結果，~
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@starlight
謝謝大俠幫忙。我今天下載了一些美磁的技術資料，按照那份資料提供的方法計算如下：計算出感量L=36.6uH以后，因為LI^2=36.6*(10^-3)mH*(34A)^2=42.3mHA^2查KoolMu環型和跑道型磁芯LI^2選型圖，水平軸上的數值選定42.3mHA^2。按照對應的縱向坐標，選擇0077721A7磁芯。查看0077721A7磁芯的參數，電感因子AL=49nH/T^2±8%，該磁芯的最小AL值為AL(min)=49*0.92=45.1nH/T^2，由公式L=AL*N^2，算出來N=29匝。計算滿載時，確定直流偏置水平：H=N*I/Le=29*34/12.7=77.6AT/cm。當直流偏置為77.6AT/cm時，磁導率為初始磁導率的67%。調整后的匝數為29/0.67=44匝。重新計算直流偏置水平：H=N*I/Le=44*34/12.7=118AT/cm。從磁導率-直流偏置曲線看出，對應初始磁導率的57%。計算出有效AL=AL(min)*0.57=45.1nH/T^2*0.57=25.7nH/T^2。磁芯匝數為44匝，直流偏置水平為118AT/cm，對應最小電感值為L=AL(min)*0.001*0.57*44*44=49.7uH。在滿載直流偏置條件下，可達到期望的最小36.6uH電感值。計算導線截面積：S=I/Jm=34A/(10A/mm^2)=3.4mm^2可考慮用AWG#16號線雙線并繞44匝。本意是要減小磁芯體積，同時想要理解選磁芯的方法，這樣的計算方法磁芯體積更大了。如上計算是否有誤？計算出來的參數與大俠的不同，為什么？請指教，謝謝
今晚又長見識了
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