磁芯的案例
干貨｜圖解多種磁芯優(yōu)缺點
T型高導磁芯
特點：輸出電流大，損耗小，耐電壓，電感高，價格低。但繞線成本高，很難大批量生產(chǎn)。
用途：扼流線圈，EMI/RFI濾波，音頻變壓器，廣泛應用于各類節(jié)能燈，音響，控制電路及其它電子設備。
盤點：30種磁芯結(jié)構(gòu)圖匯總！
RM型功率磁芯
蔽效果好，抗干擾能力強，漏磁小，分布電容低，骨架備有多路引腳，可設計多路輸出變 壓器，可高密度安裝。但散熱較差，安規(guī)成本較高。
用途：輔助功率變壓器、驅(qū)動變壓器、寬帶變壓器、載波濾波器、高穩(wěn)定性濾波器。主要應用于載波通訊、網(wǎng)絡、數(shù)字、電視、電子儀器等領域。
PM功率磁芯
特點：漏磁小，損耗低，功率大，分布電容小。
用途：主變壓器,推動變壓器。主要應用于超聲波清洗，激光設備等領域。
LM型功率磁芯
LP/LPI功率磁芯
SEP/EPI型功率磁芯
U型功率磁芯
高 導 型
U型高導磁芯
特點：具有阻抗偏差小，輸出電流大，感量高，可抑制高次諧波等特點。
用途：濾波共模變壓器。廣泛應用于彩電，計算機，顯示器等電子設備。
ET/FT型高導磁芯
EE/EEL/EF型高導磁芯
特點：引線空間大，繞制接線方便。適用范圍廣、工作頻率高、工作電壓范圍寬、熱穩(wěn)定性能好。
展開 發(fā)射和接收極線圈與磁芯的組合結(jié)構(gòu)電磁仿真 ￥800
發(fā)射和接收極線圈是一種用于無線通信和無線能量傳輸?shù)难b置，通常與磁芯結(jié)合使用。發(fā)射極線圈是一個線圈，通過通電產(chǎn)生交變電流，從而在周圍產(chǎn)生一個隨時間變化的磁場。這個磁場與接收極線圈中的磁芯產(chǎn)生相互耦合，從而傳輸電能或信號。接收極線圈通常也是一個線圈，通過與發(fā)射極線圈的磁場耦合，感應到隨時間變化的磁場，并將其轉(zhuǎn)換為電能或信號。磁芯是發(fā)射和接收極線圈中的一個重要組成部分。磁芯通常由磁性材料制成，如鐵氧體或釹鐵硼等。磁芯的作用是增加磁場的強度和聚焦磁場，從而提高發(fā)射和接收的效率。發(fā)射和接收極線圈通常放置在空間中的一定距離，并通過磁場的相互作用來進行無線能量傳輸或信號傳輸。發(fā)射極線圈通過傳輸電能的方式，將能量傳輸?shù)浇邮諛O線圈中，通過感應電磁感應原理將磁場能量轉(zhuǎn)換為電能。接收極線圈將接收到的電能用于供電或?qū)⑿盘栟D(zhuǎn)換為相應的輸入。
本案例基于COMSOL軟件的電磁場模塊，建立了線圈和磁芯的組合結(jié)構(gòu)模型，并數(shù)值仿真得到結(jié)構(gòu)的磁場分布變化，模型及仿真結(jié)果如圖所示：
感興趣的朋友，可以下載模型源文件！
展開 盤點 | 10個電源設計中最常用的公式！
1
0
磁芯損耗
磁芯損耗取決于工作頻率、工作磁感應強度、電路工作狀態(tài)和所選用的磁芯材料的性能。對于雙極性開關變壓器，磁芯損耗Pc：
式中：Pb為在工作頻率、工作磁感應強度下單位質(zhì)量的磁芯損耗(W/kg); Gc為磁芯質(zhì)量(Kg)。
對于單極性開關變壓器，由于磁芯工作于磁滯回線的半?yún)^(qū)，所以磁芯損耗約為雙極性開關變壓器的一半。變壓器總損耗為總銅耗與磁芯損耗之和。
*本文系網(wǎng)絡轉(zhuǎn)載，版權(quán)歸原作者所有，如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除
-END-
展開 
【知識分享】關于“電感”，你應該知道的知識點
4.2 原則二：電感損耗導致的溫升在允許的范圍內(nèi)（考慮使用壽命）
電感主要由磁芯、線圈組成，所以其溫度要求也由這兩方面的限制構(gòu)成。
磁芯（Core）：
儲能電感的磁芯有鐵粉芯、鐵硅鋁粉芯、鐵氧體等構(gòu)成，目前使用最多的是鐵粉芯。鐵粉芯存在高溫老化導致失效的問題，其失效機理可解釋如下：鐵粉芯是由鐵磁性粉粒與絕緣介質(zhì)混合壓制而成，絕緣介質(zhì)通常是高分子聚合物－樹脂類構(gòu)成，其在高溫下絕緣性能會慢慢劣化，鐵磁材料間的電阻會越來越小，從而磁芯的渦流損耗越來越大，大的損耗導致更高的溫升，這樣便形成了正反饋，這稱為熱跑脫效應（Thermal Run away）。鐵粉芯磁芯的壽命便是由熱跑脫效應決定的，其與溫度、工作頻率和磁通密度都有關系。目前公司使用較多的MicroMetals公司的鐵粉芯存在上述問題。但也需提醒的是，如絕緣介質(zhì)無高溫劣化問題，磁芯便不會有熱跑脫效應，這與各公司的使用的材料和工藝有關，并不絕對。
磁芯的溫升與磁芯損耗直接相關，如前所述，磁芯損耗主要由磁滯損耗和渦流損耗構(gòu)成，對于粉芯類磁芯，由于磁材料間絕緣阻抗很大，渦流損耗幾乎可以忽略不計（但熱跑脫效應是由于渦流損耗越來越大引起）。磁滯損耗只與頻率和交流磁通密度（磁滯回線面積）有關，與其直流工作點磁通密度關系不大，以下公式是MicroMetals公司鐵粉芯磁芯損耗計算的經(jīng)驗公式：
其中為開關工作頻率，B（單位Gauss）為一個開關周期內(nèi)交流磁通密度的峰值，其為個開關周期內(nèi)交流磁通密度峰峰值的一半（）。為常數(shù)，與材質(zhì)有關，常用材質(zhì)常數(shù)見下表。
線圈（Coil）：
線圈的損耗是電流在導線電阻上產(chǎn)生的。電感中導線的電流通常包含工頻或直流成分的低頻電流和開關頻率的高頻電流。
展開 干貨 | 電源反激變壓器設計過程詳解
磁芯型號：查EPC磁芯系列—EPC19，磁芯參數(shù)為：
磁芯有效截面積:
Ae=
22.7
mm2
磁芯窗口面積:
Aw=
50
mm2
磁路長度:
Le=
0.461
mm
無氣隙電感系數(shù):
Al=
940
nH/T2
磁芯體積:
展開 電子設備運行時，有時聽到"嘰"的噪音是什么引起的？
為此，在功率電感器中，無法完全消除磁致伸縮所導致的磁性體磁芯振動。功率電感器單體振動水平雖小，但當貼裝至基板上時，若其振動與基板的固有振動數(shù)一致，則振動將會被放大，從而會聽到嘯叫。
振動原因2：磁性體磁芯磁化導致相互吸引
磁性體被外部磁場磁化時將會表現(xiàn)出磁鐵性質(zhì)，從而與周圍磁性體相互吸引。圖6所示為全屏蔽型功率電感器示例。此為閉合磁路結(jié)構(gòu)的功率電感器，但鼓芯與屏蔽磁芯(環(huán)形磁芯)間設有間隙，噪音有時會從該處發(fā)出。繞組中流過交流電流時，因產(chǎn)生的磁場而被磁化的鼓芯與屏蔽磁芯將會因磁力而相互吸引，若該振動在人耳可聽頻率范圍內(nèi)時，則會聽到噪音。
鼓芯與屏蔽磁芯之間的間隙通過粘接劑進行封閉，但為了防止因應力產(chǎn)生開裂，因此不會使用較硬的材料，從而無法完全抑制因相互吸引所導致的振動。
圖6 鼓芯與屏蔽磁芯相互吸引導致嘯叫
振動原因3：漏磁通導致繞組振動
不帶有屏蔽磁芯的無屏蔽型功率電感器中，不會因前述鼓芯與屏蔽磁芯磁化導致的相互吸引而產(chǎn)生嘯叫。但在無屏蔽型產(chǎn)品中會發(fā)生其他問題。由于無屏蔽型產(chǎn)品為開放磁路結(jié)構(gòu)，因此漏磁通會對繞粗產(chǎn)生作用。由于繞組中會流過電流，因此根據(jù)佛來明左手定則，力會作用于繞組上。為此，當交流電流流過繞組時，繞組本身會發(fā)生振動，從而產(chǎn)生嘯叫（圖7）。
圖7 磁通導致繞組振動
噪音放大的各種原因
噪音放大原因1：與其他元件接觸
在高密度貼裝有多個電子元件及設備的電源電路基板中，若電感器與其他元件接觸，則電感器的微小振動將會被放大，從而會聽到嘯叫。
展開 Maxwell案例｜開關變壓器計算
高頻變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈中感應出電壓（或電流）。變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。變壓器的磁芯包括罐型磁芯，RM型磁芯，E型磁芯，EC、ETD和EER型磁芯，PQ型磁芯，EP型磁芯，EP型磁芯，環(huán)形磁芯等磁芯。開關變壓器是其中用于開關電源電路用，起到切換變流用，相當于開關功能。
1 問題說明
本教程只說明在開關變壓器工作于某個工作頻率，通過Maxwell確認變壓器鐵芯尺寸、材料、繞組參數(shù)等，通過場結(jié)果確認在工作頻率下是否滿足工作要求，例如變比、損耗、噪聲等參數(shù)。
所用計算開關變壓器模型如下圖所示，PQ型鐵芯，環(huán)型繞組和絕緣層組成；其中鐵芯尺寸長寬14mm*7mm，工作頻率為0.1MHz，通過Maxwell計算得到變壓器變比、電感 、損耗等參數(shù)、電場、磁場分布圖。最終仿真模型如下圖所示。
2 設置和解決方案
2.1 啟動Ansys Electronics Desktop
1.新建工程文件Project。
2.在主菜單Project下選擇Insert Maxwell 3D Design，插入新Maxwell設計模塊。
3.整個Project顯示界面。
2.2 設置模擬參數(shù)
先根據(jù)計算的特點選擇求解器類型，開關變壓器一般選擇Eddy Current渦流求解器 。
1.通過打開主菜單Maxwell下Solution Type選擇。
2.3 生成模型
按前文說明的，需要把變壓器鐵芯、繞組等建立出來。
展開 認識變壓器，我們再從電磁原理開始！
變壓器和電感都是磁芯上繞著線圈，似乎都是都能稱為電感，那么我們怎樣去認識變壓器和電感，或者我們先從認識變壓器隱藏的電感——激磁或勵磁電感，然后我們再分析變壓器扮演的角色以及它的用處，總而言之，我們應該重新認識一下變壓器，消除我們的迷惑。
（1）概述：變壓器是具有兩組或者兩組以上的線圈繞組構(gòu)成的耦合電感（但它不以儲能為目的，而是扮演傳輸能量的角色，接著往后看），既然是以耦合方式工作的器件，高導磁磁芯是建立強耦合的必要條件，初級完成電生磁，磁場順著高導磁芯進行"傳輸"，次級完成磁生電，從而給實際電路負載提供能量，經(jīng)過這么一個轉(zhuǎn)換過程達到能量傳輸?shù)耐瑫r也完成了初次級的電氣隔離，下面是常見變壓器的繞組形式，兩"||"表示的是磁芯。
立式變壓器
臥式變壓器
（2）變壓器的空載狀態(tài)，當次級不加任何負載，即斷開次級與負載連接
只要涉及到電磁，你不可避免地要應用到法拉第電磁感應定律，在變壓器初級加上一個電壓u1，根據(jù)電磁感應定律，初級線圈感應電壓如下表達式，即感應電動勢e1等于輸入電壓u1：
①
引起初級線圈的電流i1，產(chǎn)生磁芯中的磁通φ1，電流i1稱為勵磁或激磁電流，意為產(chǎn)生磁場的激勵源，磁通φ1也稱為主磁通。
展開 干貨 | 盤點開關電源中的緩沖吸收電路
以Ls2為例，5u表示磁路截面積5mm2，大致相當于1顆PC40材質(zhì)4*4*2的小磁芯。
飽和電感特性：
熱特性
飽和電感是功率器件，通過進入和退出飽和過程的磁滯損耗（而不是渦流損耗或者銅損）吸收電流尖峰能量，主要熱功率來自于磁芯。這一方面要求磁芯應該是高頻材料，另一方面要求磁芯溫度在任何情況下不得超過居里溫度。這意味著飽和電感的磁芯應該具有最有利的散熱特性和結(jié)構(gòu)，即：更高的居里溫度、更高的導熱系數(shù)、更大的散熱面積、更短的熱傳導路徑。
飽和特性
顯然飽和電感一般不必考慮使用氣隙或者不易飽和的低導磁率材料。
初始電感等效特性
在其他條件相同情況下，較低導磁率的磁芯配合較多匝數(shù)、與較高導磁率的磁芯配合較少匝數(shù)的飽和電感初始電感相當，緩沖效果大致相當。這意味著直接采用1 匝的穿心電感總是可能的，因為任何多匝的電感總可以找到更高導磁率的磁芯配合1 匝等效之。這還意味著磁芯最高導磁率受到限制，如果一個適合的磁芯配合1 匝的飽和電感，將沒有使用更高導磁率的磁芯配合更少匝數(shù)的可能。
磁芯體積等效特性
在其他條件相同情況下，相同體積的磁芯的飽和電感緩沖效果大致相當。既然如此，磁芯可以按照最有利于散熱的磁路進行設計。比如細長的管狀磁芯比環(huán)狀磁芯、多個小磁芯比集中一個大磁芯、穿心電感比多匝電感顯然具有更大的散熱表面積。
組合特性
有時候，單一材質(zhì)的磁芯并不能達到工程上需要的緩沖效果，采用多種材質(zhì)的磁芯相互配合或許才能能夠滿足工程需要。
展開 干貨｜盤點開關電源中的緩沖吸收電路
以Ls2為例，5u表示磁路截面積5mm2，大致相當于1顆PC40材質(zhì)4*4*2的小磁芯。
飽和電感特性：
熱特性
飽和電感是功率器件，通過進入和退出飽和過程的磁滯損耗（而不是渦流損耗或者銅損）吸收電流尖峰能量，主要熱功率來自于磁芯。這一方面要求磁芯應該是高頻材料，另一方面要求磁芯溫度在任何情況下不得超過居里溫度。這意味著飽和電感的磁芯應該具有最有利的散熱特性和結(jié)構(gòu)，即：更高的居里溫度、更高的導熱系數(shù)、更大的散熱面積、更短的熱傳導路徑。
飽和特性
顯然飽和電感一般不必考慮使用氣隙或者不易飽和的低導磁率材料。
初始電感等效特性
在其他條件相同情況下，較低導磁率的磁芯配合較多匝數(shù)、與較高導磁率的磁芯配合較少匝數(shù)的飽和電感初始電感相當，緩沖效果大致相當。這意味著直接采用1 匝的穿心電感總是可能的，因為任何多匝的電感總可以找到更高導磁率的磁芯配合1 匝等效之。這還意味著磁芯最高導磁率受到限制，如果一個適合的磁芯配合1 匝的飽和電感，將沒有使用更高導磁率的磁芯配合更少匝數(shù)的可能。
磁芯體積等效特性
在其他條件相同情況下，相同體積的磁芯的飽和電感緩沖效果大致相當。既然如此，磁芯可以按照最有利于散熱的磁路進行設計。比如細長的管狀磁芯比環(huán)狀磁芯、多個小磁芯比集中一個大磁芯、穿心電感比多匝電感顯然具有更大的散熱表面積。
展開 
RS瑞森半導體-PCB LAYOUT中ESD的對策與LLC方案關鍵物料選型分享
（五）互感電感T2，該電感磁芯不需要研磨氣間隙，匝數(shù)控制在6圈即可?；ジ须姼凶鳛橐粋€重要元器件，通過其采樣主回路電流波形幅度以及頻率，經(jīng)過負載電阻R8、R11R12后，可轉(zhuǎn)換為電壓信號輸入到芯片內(nèi)部壓控振蕩器，以此來調(diào)節(jié)輸出開關頻率，調(diào)制增益，實現(xiàn)恒流調(diào)節(jié)。
（六）主變壓器T1，有兩種模式存在：①當諧振電感采用獨立的電感時，主變壓器磁芯則不需要研磨氣間隙，但磁芯材質(zhì)需要PC44等級或以上。②變壓器采用分槽式結(jié)構(gòu)，主變壓器與諧振電感集成在一體時，有副磁芯的變壓器結(jié)構(gòu)，副磁芯需要調(diào)整氣間隙，沒有副磁芯的分槽式結(jié)構(gòu)，是通過調(diào)整間距實現(xiàn)漏感做電感，磁芯也不需要氣間隙。
三、瑞森半導體無頻閃驅(qū)動IC產(chǎn)品推薦
運用LAYOUT技巧改善性能，可提升產(chǎn)品性價比，把握關鍵物料選型可降低產(chǎn)品故障率，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，加快產(chǎn)品上線；下圖為大家推薦瑞森高PF無頻閃LLC方案系列產(chǎn)品：
展開 【技巧分享】電感飽和怎么判斷? 看完這幾個小訣竅，秒懂！
計算磁通密度
此方法適用于利用磁芯來設計電感的場景。磁芯參數(shù)包括磁路長度le，有效面積Ae等。磁芯的型號還決定了相應的磁材牌號，磁材對磁芯損耗，飽和磁通密度等做了相應規(guī)定。
有了這些材料，我們就能根據(jù)實際設計情況來計算最大磁通密度，公式如下：
實際中可簡化計算，用ui來代替ur；最后與磁材飽和磁通密度相比較，就能判斷設計的電感是否有飽和的風險。
計算最大電感電流
此方法適用于直接利用成品電感來設計電路。
不同的電路拓撲對電感電流計算有不同的公式。
以Buck芯片MP2145為例，可以按照如下公式計算，將計算結(jié)果與電感規(guī)格值相比較就能判斷電感是否會飽和。
通過電感電流波形判斷
此方法也是工程實際中最常見和最實用的的方法。
還是以MP2145為例，使用MPSmart仿真工具進行仿真，從仿真波形可以知道，當電感沒有飽和時，電感電流是一個斜率一定的三角波，當電感飽和時電感電流波形會有一個明顯畸變，這是由于飽和后感量降低造成的。
我們在工程實際中就可以基于此觀察電感電流波形是否存在畸變，來判斷電感是否飽和。
展開 干貨｜電感飽和怎么判斷? 看完秒懂
計算磁通密度
此方法適用于利用磁芯來設計電感的場景。磁芯參數(shù)包括磁路長度le，有效面積Ae等。磁芯的型號還決定了相應的磁材牌號，磁材對磁芯損耗，飽和磁通密度等做了相應規(guī)定。
有了這些材料，我們就能根據(jù)實際設計情況來計算最大磁通密度，公式如下：
實際中可簡化計算，用ui來代替ur；最后與磁材飽和磁通密度相比較，就能判斷設計的電感是否有飽和的風險。
計算最大電感電流
此方法適用于直接利用成品電感來設計電路。
不同的電路拓撲對電感電流計算有不同的公式。
以Buck芯片MP2145為例，可以按照如下公式計算，將計算結(jié)果與電感規(guī)格值相比較就能判斷電感是否會飽和。
通過電感電流波形判斷
此方法也是工程實際中最常見和最實用的的方法。
還是以MP2145為例，使用MPSmart仿真工具進行仿真，從仿真波形可以知道，當電感沒有飽和時，電感電流是一個斜率一定的三角波，當電感飽和時電感電流波形會有一個明顯畸變，這是由于飽和后感量降低造成的。
我們在工程實際中就可以基于此觀察電感電流波形是否存在畸變，來判斷電感是否飽和。
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以Ls2為例，5u表示磁路截面積5mm2，大致相當于1顆PC40材質(zhì)4*4*2的小磁芯。
飽和電感特性：
熱特性
飽和電感是功率器件，通過進入和退出飽和過程的磁滯損耗（而不是渦流損耗或者銅損）吸收電流尖峰能量，主要熱功率來自于磁芯。這一方面要求磁芯應該是高頻材料，另一方面要求磁芯溫度在任何情況下不得超過居里溫度。這意味著飽和電感的磁芯應該具有最有利的散熱特性和結(jié)構(gòu)，即：更高的居里溫度、更高的導熱系數(shù)、更大的散熱面積、更短的熱傳導路徑。
飽和特性
顯然飽和電感一般不必考慮使用氣隙或者不易飽和的低導磁率材料。
初始電感等效特性
在其他條件相同情況下，較低導磁率的磁芯配合較多匝數(shù)、與較高導磁率的磁芯配合較少匝數(shù)的飽和電感初始電感相當，緩沖效果大致相當。這意味著直接采用1 匝的穿心電感總是可能的，因為任何多匝的電感總可以找到更高導磁率的磁芯配合1 匝等效之。這還意味著磁芯最高導磁率受到限制，如果一個適合的磁芯配合1 匝的飽和電感，將沒有使用更高導磁率的磁芯配合更少匝數(shù)的可能。
磁芯體積等效特性
在其他條件相同情況下，相同體積的磁芯的飽和電感緩沖效果大致相當。既然如此，磁芯可以按照最有利于散熱的磁路進行設計。比如細長的管狀磁芯比環(huán)狀磁芯、多個小磁芯比集中一個大磁芯、穿心電感比多匝電感顯然具有更大的散熱表面積。
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