磁芯面积计算,滤波电容计算

1． 输出滤波电容计算

输出滤波电容的选择必须满足输出纹波的要求，非理想电容可以等效为电阻R和电感L的串联。当开关频率低于500KHz时L可以被忽略，输出纹波仅由R和C决定。所以输出纹波电压、电流关系为：

UI(ESRXC)

电容C的交流阻抗为：

12fC

XC串联等效电阻ESR决定的纹波分量为：

2U3I 1U3I

ESRXC开关管的工作频率为50KHz，电压纹波要小于输出电压的2%，电流波动要小于输出电流的2%，分别取值为为60mV，60mA。得：

3I3609.55F2fU23.145060103

C输出纹波电压的大小主要由滤波电容的ESR决定，一般情况下会比2/3要大，最有选择330uF的滤波电容。

2． 磁芯面积计算

磁芯的选择对初学者来说很困难，参考资料可以粗略估算出所需磁芯的尺寸，比较常用的是面积乘积法，它是磁芯截面积和线圈有效窗口面积的乘积，下面时面积乘积法的一个粗略计算的公式：

PoAPAeAw()3cm4KBfT

4其中，Ae是磁芯横截面积；Aw是磁芯的窗口面积；Po是输出功率（W）；ΔB是磁通密度变化量（T）；fT变压器工作频率（Hz）；K为0.014（正激变换器，推挽中心抽头），为0.017（全桥，半桥）。

在50KHz的工作频率下，绝大多数磁材料损耗较低，磁芯材料的饱和了磁通密度的选择。铁氧体在100度时饱和磁通密度大在0.3T左右，当磁通密度大于0.2T以后，磁场强度会很明显的增加，磁化电流会迅速增加，线圈损耗增加。为避免在瞬态时磁芯进入饱和，一般选取磁通密度摆幅为0.16T。如果频率超过50KHz，按工作频率在磁芯损耗曲线上按100~200mW/cm3选择磁通密度摆幅ΔB。输出功率应当乘以系数ΔB/0.16。

设计要求输出功率达到90W，磁通密度变化量最大为0.3T，假设电路工作在48KHz的频率下，所需的磁芯面积为：

Po90APAeAw()3()30.3412cm43KBfT0.0140.34810

44我们选择高磁导率，高频率低损耗材料，合金磁粉芯（KS092-125A材质），查资料可

得：

APAeAw0.3881.490.57812cm4

KS092-125A的磁芯面积大于所需磁芯面积，所以它可以满足设计要求，有因为电感系数的计算公式为：

LN2

AL匝数计算得：

NLAL

查资料可知KS092-125A的电感系数AL=105nH/N2，则：

NL19843T-3AL10510