变压器铁氧体磁心PQ系列：型号选择与热损耗特性分析

变压器铁氧体磁心PQ系列：型号选择与热损耗特性分析

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/twicave/article/details/143483909

本文主要介绍了Mn-Zn开关电源用铁氧体磁心PQ系列的型号选择、参数特性以及热损耗特性。文章详细讨论了不同材质（PC47、PC90、PC95）在不同工作条件下的损耗特性，并提供了具体的尺寸规格和损耗数据表。此外，还分析了PC95材质的磁导率特性、温度特性、磁场强度与饱和磁通的关系，以及不同频率信号下的铁损特性。

1. 可能选择的型号和参数

1. PQ系列的这种铁氧体结构设计是TDK首创的。
2. 优势是，相对E, EER磁芯，安装面积更小
3. 材质选择

• PC47
• PC90
• PC95

4. 尺寸

• PQ20/16 最小
• PQ50/50 最大

2. 特性

2.1 温升与损耗基本是线性的（PC47材质）

这个测量值取了器件中点处，内部。。
似乎配图也意味着这个PQ20/16Z-12器件，自然散热下的最高损耗2W
参考设计总功耗77W，效率=97.4%

2.2 PC95 相对PC47的电磁损耗特性(相同的机械尺寸)

1. PC95 100KHz 200mT工作环境下，铁损：

• 25度：1.14W
• 80度：0.96W
• 120度 1.14W

2. PC47 100KHz 200mT工作环境下，铁损

• 100度：0.98W

3. PC90

• 100度：1.10

2.3 不同尺寸PQ系列标准件，不同功率下，磁芯损耗表

厂商参数，未经实际验证，测得可能是未加散热器条件下，支持的最大转换功率和对应铁损，工作频率100KHz.

3. PC95的材质特性

摘自TDK《Material characteristics》，May2022版

1. 磁导率特性直到1MHz可以认为都是平坦的

空气是1， PC95在1K到100K处，磁导率几乎不变。注意这是双对数曲线。这说明了在1M处磁导率的上升也是很平坦的。下面讨论铁损时会再次提及。

2. 温度特性显现了那个居里温度200+

3. 磁场强度 - 与饱和磁通

材料最初的磁场强度对相对磁通量的增加是线性响应的。场强超过350mT，就只能靠增大铁心截面积来继续增大所需要的磁通了。

导线本身产生的感应磁场的强度与电流成正比。H = I*ratio.

4. 各种频率信号下的铁损

这幅图是单对数曲线,我不知道意味着什么.我只能看出.电流增大1倍引发的温升似乎相当于频率增加1倍引发的温升. 我无法看出单对数曲线的斜率意味着什么....我也不清楚单对数曲线里不同间距的曲线,它的物理意义...这么简单,但是我不知道....然后我知道我能通过有限的步骤解开它.

4. Core loss曲线读图

4.1 半对数曲线的物理意义

明确一点，如果一个物理量在半对数曲线的对数轴Y，线性增加，意味着什么？它意味着，相对这个物理量的初始值，和X轴的某种变化，它实际在以指数次幂的方式在增加。斜率表征了指数的大小。因为指数取log后，指数部分会变成一个系数，然后原本的指数级的增长，在半对数坐标系，会转换为类似斜率的东西。就是上面显示的。

也就是上图实际在表征铁损与磁感应强度的关系是：

Pe = k^mT + b0

它还可以写成：

Pe = 512W时，100KHz处的铁损，我们是知道的：5.98W(60度和80度几乎相同)

换算为纵轴立方米材质的损耗，7.12/17300*e-9 = 4.1156e5 = 411.56kW.

然后此时的mT是多少呢？200mT

再看50Hz处的铁损:

纵轴是：1.1kW

所以：

1.07 = k*50+ b

2.61(log(411.56kW)) = k*200 + b

所以 k = 0.01 b = 0.6

100kHz处：半对数方程：Pe = 0.01*Bm+0.6

200kHz处：半对数方程：Pe = 0.01*Bm+1.087

刚发现一件事，那张图的横坐标也不是均匀的。。。。200~300mT的间距被强行拉近以达到线性化的目的。。。。