磁芯的選型(自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)--工程實(shí)踐必備)

1、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)作業(yè)1. 忽略定子電阻的影響,討論定子電壓空間矢量與定子磁鏈的關(guān)系。當(dāng)三相電壓、為正弦對(duì)稱(chēng)時(shí)，寫(xiě)出電壓空間矢量與定子磁鏈的表達(dá)式，畫(huà)出各自的運(yùn)動(dòng)軌跡。2. 兩電平PWM逆變器主回路的輸出電壓矢量是有有限的，若期望輸出電壓矢量的幅值小于，空間角度任意，如何用有限的PWM逆變器輸出電壓矢量來(lái)逼近期望的?3. 按磁動(dòng)勢(shì)等效、功率相等的原則，三相坐標(biāo)系變換到兩相靜止坐標(biāo)系的變換矩陣為現(xiàn)有三相正弦對(duì)稱(chēng)電流，求變換后兩相靜止坐標(biāo)系中的電流和，分析兩相電流的基本特征與三相電流的關(guān)系。4. 籠型異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)為：額定功率，額定電壓，額定電流，額定轉(zhuǎn)速，額定頻率，定子繞組Y聯(lián)結(jié)。由實(shí)驗(yàn)測(cè)得定子電

2、阻，轉(zhuǎn)子電阻，定子自感，轉(zhuǎn)子自感，定、轉(zhuǎn)子互感，轉(zhuǎn)子參數(shù)已折合到定子側(cè)，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行在額定工作狀態(tài)，試求轉(zhuǎn)子磁鏈和按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的定子電流兩個(gè)分量、。提示：（不需抄題）1-3題為簡(jiǎn)答題；4題中需用到的主要公式為：額定轉(zhuǎn)差率額定轉(zhuǎn)差 電流矢量幅值按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的動(dòng)態(tài)模型其中穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，故現(xiàn)代控制理論實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)實(shí)驗(yàn)設(shè)備PC計(jì)算機(jī)1臺(tái)（要求P4-1.8G以上），MATLAB6.X軟件1套。實(shí)驗(yàn)1 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)陣和狀態(tài)空間表達(dá)式的轉(zhuǎn)換 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 學(xué)習(xí)多變量系統(tǒng)狀態(tài)空間表達(dá)式的建立方法、了解系統(tǒng)狀態(tài)空間表達(dá)式與傳遞函數(shù)相互轉(zhuǎn)換的方法；2 通過(guò)編程、上機(jī)調(diào)試，掌握多變量系統(tǒng)狀態(tài)空間

3、表達(dá)式與傳遞函數(shù)相互轉(zhuǎn)換方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1 設(shè)系統(tǒng)的模型如式(1.1)示。 (1.1)其中A為n×n維系數(shù)矩陣、B為n×m維輸入矩陣 C為p×n維輸出矩陣，D為傳遞陣，一般情況下為0，只有n和m維數(shù)相同時(shí)，D=1。系統(tǒng)的傳遞函數(shù)陣和狀態(tài)空間表達(dá)式之間的關(guān)系如式(1.2)示。 (1.2)式(1.2)中，表示傳遞函數(shù)陣的分子陣，其維數(shù)是p×m；表示傳遞函數(shù)陣的按s降冪排列的分母。2 實(shí)驗(yàn)步驟 根據(jù)所給系統(tǒng)的傳遞函數(shù)或（A、B、C陣），依據(jù)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)陣和狀態(tài)空間表達(dá)式之間的關(guān)系如式(1.2)，采用MATLA的file.m編程。注意：ss2tf和tf2ss是

4、互為逆轉(zhuǎn)換的指令； 在MATLA界面下調(diào)試程序，并檢查是否運(yùn)行正確。 例1.1 已知SISO系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式為(1.3)，求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。 (1.3)程序:%首先給A、B、C陣賦值；A=0 1 0;0 0 1;-4 -3 -2;B=1;3;-6;C=1 0 0;D=0;%狀態(tài)空間表達(dá)式轉(zhuǎn)換成傳遞函數(shù)陣的格式為num,den=ss2tf(a,b,c,d,u)num,den=ss2tf(A,B,C,D,1) 程序運(yùn)行結(jié)果:num = 0 1.0000 5.0000 3.0000den = 1.0000 2.0000 3.0000 4.0000從程序運(yùn)行結(jié)果得到:系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為: . (1.

5、4) 例1.2 從系統(tǒng)的傳遞函數(shù)(1.4)式求狀態(tài)空間表達(dá)式。程序:num =0 1 5 3; %在給num賦值時(shí)，在系數(shù)前補(bǔ)0，使num和den賦值的個(gè)數(shù)相同；den =1 2 3 4;A,B,C,D=tf2ss(num,den)程序運(yùn)行結(jié)果:A = -2 -3 -4 1 0 0 0 1 0B = 1 0 0C = 1 5 3D =0由于一個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式并不唯一, 例1.2程序運(yùn)行結(jié)果雖然不等于式(1.3)中的A、B、C陣，但該結(jié)果與式(1.3)是等效的。不防對(duì)上述結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。 例1.3 對(duì)上述結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證編程%將例1.2上述結(jié)果賦值給A、B、C、D陣；A =-2 -3 -4;1

6、0 0; 0 1 0;B =1;0;0;C =1 5 3;D=0；num,den=ss2tf(A，B，C，D,1)程序運(yùn)行結(jié)果與例1.1完全相同。實(shí)驗(yàn)要求 在運(yùn)行以上例程序的基礎(chǔ)上，應(yīng)用MATLAB對(duì)(1.5)系統(tǒng)仿照例1.2編程，求系統(tǒng)的A、B、C、陣；然后再仿照例1.3進(jìn)行驗(yàn)證。并寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 (1.5)提示：num =0 0 1 2；0 1 5 3； 實(shí)驗(yàn)2 狀態(tài)空間控制模型系統(tǒng)仿真及狀態(tài)方程求解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、 熟悉線(xiàn)性定常離散與連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)空間控制模型的各種表示方法。2、 熟悉系統(tǒng)模型之間的轉(zhuǎn)換功能。3、 利用MATLAB對(duì)線(xiàn)性定常系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、給定系統(tǒng)，求系統(tǒng)的零

7、極點(diǎn)增益模型和狀態(tài)空間模型，并求其單位脈沖響應(yīng)及單位階躍響應(yīng)。num=1 2 1 3;den=1 0.5 2 1;sys=tf(num,den);sys1=tf2zp(sys);sys2=tf2ss(sys);impulse(sys2);step(sys2)sys=tf(num,den) Transfer function: s3 + 2 s2 + s + 3-s3 + 0.5 s2 + 2 s + 1sys1=tf2zp(num,den)sys1 = -2.1746 0.0873 + 1.1713i 0.0873 - 1.1713ia,b,c,d=tf2ss(num,den)a = -0.5

8、000 -2.0000 -1.0000 1.0000 0 0 0 1.0000 0b = 1 0 0c = 1.5000 -1.0000 2.0000d = 1單位脈沖響應(yīng)： 圖1.1 系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)單位階躍響應(yīng)： 圖1.2 系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)2、 已知離散系統(tǒng)狀態(tài)空間方程：采樣周期。在域和連續(xù)域?qū)ο到y(tǒng)性能進(jìn)行仿真、分析。g = -1 -3 -2 0 2 0 0 1 2>> h = 2 1 -1>> c = 1 0 0>> d=0>> u=1;>> dstep(g,h,c,d,u) Z域性能仿真圖形： 圖1.3 離散系統(tǒng)的階躍響應(yīng)

9、sysd=ss(g,h,c,d,0.05) a = x1 x2 x3 x1 -1 -3 -2 x2 0 2 0 x3 0 1 2 b = x1 2 x2 1 x3 -1 c = x1 x2 x3 y1 1 0 0 d = u1 y1 0 Sampling time: 0.05Discrete-time model.>> sysc=d2c(sysd,'zoh')a = x1 x2 x3 x4 x1 -9.467e-008 -17.45 -9.242 -62.83 x2 4.281e-015 13.86 3.115e-015 2.733e-015 x3 -1.41e-0

10、14 10 13.86 -1.396e-014 x4 62.83 48.87 41.89 9.467e-008 b = u1 x1 1.035 x2 13.86 x3 -17.73 x4 -66.32 c = x1 x2 x3 x4 y1 1 0 0 0d = u1 y1 0step(sysc) ；連續(xù)域仿真曲線(xiàn)： 圖1.4 離散系統(tǒng)轉(zhuǎn)連續(xù)系統(tǒng)后的階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)要求1、進(jìn)行模型間的相互轉(zhuǎn)換。2、繪出系統(tǒng)單位階躍及脈沖曲線(xiàn)。實(shí)驗(yàn)3 能控能觀判據(jù)及穩(wěn)定性判據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、利用MATLAB分析線(xiàn)性定常及離散系統(tǒng)的可控性與可觀性。2、利用MATLAB進(jìn)行線(xiàn)性定常及離散系統(tǒng)的李雅普諾夫穩(wěn)定性判據(jù)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

11、 1、已知系統(tǒng)狀態(tài)空間方程：（1） （2）（3）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行可控性、可觀性分析。以第一題為例：（1）a=-1 -2 2;0 -1 1;1 0 -1a = -1 -2 2 0 -1 1 1 0 -1>> b=2 0 1'b = 2 0 1>> c=1 2 0c = 1 2 0>> Qc=ctrb(a,b)Qc = 2 0 0 0 1 0 1 1 -1rank(Qc)ans = 3，系統(tǒng)滿(mǎn)秩，故系統(tǒng)能控。rank(obsv(a,c)ans = 3，系統(tǒng)滿(mǎn)秩，故系統(tǒng)能觀。（2）、（3）兩題計(jì)算方法相同。2、已知系統(tǒng)狀態(tài)空間方程描述如下：，試判定其穩(wěn)定性，并繪

12、制出時(shí)間響應(yīng)曲線(xiàn)來(lái)驗(yàn)證上述判斷。A=-10 -35 -50 -24;1 0 0 0;0 1 0 0;0 0 1 0;B=1;0;0;0;C=1 7 24 24;D=0;z,p,k=ss2zp(A,B,C,D,1);Flagz=0;n=length(A);for i=1:nif real(p(i)>0Flagz=1;endenddisp('系統(tǒng)的零極點(diǎn)模型為');z,p,k系統(tǒng)的零極點(diǎn)模型為z = -2.7306 + 2.8531i -2.7306 - 2.8531i -1.5388 p = -4.0000 -3.0000 -2.0000 -1.0000k = 1.0000

13、if Flagz=1disp('系統(tǒng)不穩(wěn)定');else disp('系統(tǒng)是穩(wěn)定的');end運(yùn)行結(jié)果為:系統(tǒng)是穩(wěn)定的step(A,B,C,D); 圖2.1 系統(tǒng)的階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)要求1、 判斷系統(tǒng)的可控性，求解系統(tǒng)的變換矩陣Qc。（可選一個(gè)習(xí)題）2、 判斷系統(tǒng)可觀測(cè)性，求解系統(tǒng)的變換矩陣Qo。3、 判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性，繪制時(shí)間響應(yīng)曲線(xiàn)。實(shí)驗(yàn)4 狀態(tài)反饋及狀態(tài)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、 熟悉狀態(tài)反饋矩陣的求法。2、 熟悉狀態(tài)觀測(cè)器設(shè)計(jì)方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、 某控制系統(tǒng)的狀態(tài)方程描述如下：通過(guò)狀態(tài)反饋使系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)配置在P=-30，-1.2,-2.44i位置上,求出狀態(tài)反

14、饋陣K,并繪制出配置后系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)曲線(xiàn)。 >> A=-10 -35 -50 -24;1 0 0 0;0 1 0 0;0 0 1 0;>> B=1;0;0;0;C=1 7 24 24;D=0;>> disp('原極點(diǎn)的極點(diǎn)為');p=eig(A)'>> disp('極點(diǎn)配置后的閉還系統(tǒng)為')極點(diǎn)配置后的閉還系統(tǒng)為>> sysnew=ss(A-B*K,B,C,D)>> step(sysnew/dcgain(sysnew)運(yùn)算結(jié)果為：原極點(diǎn)的極點(diǎn)為p = -4.0000 -3.0000

15、-2.0000 -1.0000>> P=-30;-1.2;-2.4+sqrt(-16);-2.4-sqrt(-16);>> K=place(A,B,P)K = 26.0000 172.5200 801.7120 759.3600>> disp('配置后系統(tǒng)的極點(diǎn)為')配置后系統(tǒng)的極點(diǎn)為>> p=eig(A-B*K)'p = -30.0000 -2.4000 - 4.0000i -2.4000 + 4.0000i -1.2000 a = x1 x2 x3 x4 x1 -36 -207.5 -851.7 -783.4 x2 1

16、 0 0 0 x3 0 1 0 0 x4 0 0 1 0 b = u1 x1 1 x2 0 x3 0 x4 0 c = x1 x2 x3 x4 y1 1 7 24 24 d = u1 y1 0 Continuous-time model. 圖3.1 極點(diǎn)配置后系統(tǒng)的階躍響應(yīng)2、 考慮下面的狀態(tài)方程模型： 要求選出合適的參數(shù)狀態(tài)觀測(cè)器(設(shè)觀測(cè)器極點(diǎn)為op=-100;-102;-103)。程序如下： A=0 1 0;980 0 -2.8;0 0 -100;B=0;0 ;100;C=1 0 0;D=0;op=-100;-102;-103;sysold=ss(A,B,C,D);disp('原系

17、統(tǒng)的閉還極點(diǎn)為');p=eig(A)n=length(A);Q=zeros(n);Q(1,:)=C;for i=2:n Q(i,:)=Q(i-1,:)*A; end m=rank(Q); if m=n H=place(A',C',op')' else disp('系統(tǒng)不是狀態(tài)完全可觀測(cè)') end disp('狀態(tài)觀測(cè)器模型'); est=estim(sysold,H); disp('配置后觀測(cè)器的極點(diǎn)為');p=eig(est)運(yùn)行結(jié)果： 原系統(tǒng)的閉還極點(diǎn)為p = 31.3050 -31.3050 -10

18、0.0000狀態(tài)觀測(cè)器模型配置后觀測(cè)器的極點(diǎn)為p = -103.0000 -102.0000 -100.0000實(shí)驗(yàn)要求1、 求出系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型；（可選一個(gè)習(xí)題）2、依據(jù)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的要求，確定所希望的閉環(huán)極點(diǎn)P；3、利用上面的極點(diǎn)配置算法求系統(tǒng)的狀態(tài)反饋矩陣K；4、檢驗(yàn)配置后的系統(tǒng)性能。磁芯材料的選取一、各種磁芯的磁導(dǎo)率參數(shù)對(duì)比鐵粉芯磁環(huán)（2材/紅灰環(huán)） -2材的磁導(dǎo)率比其他沒(méi)有附加空隙損耗的材料更能降低操作時(shí)的AC通量密度 鐵粉芯磁環(huán)（8材/黃紅環(huán)） -8材在高偏流的情況下，磁芯損耗低，并且線(xiàn)性良好，是良好的高頻材料，也是最貴的材料 鐵粉芯磁環(huán)（18材/綠紅環(huán)） -18材跟材料-8一樣

19、，磁芯損耗低，但磁導(dǎo)率較高而成本較低，有良好的DC飽和特性 鐵粉芯磁環(huán)（26材/黃白環(huán)） -26材最為通行的材料，是一種成本效益最高的一般用途材料，適合功率轉(zhuǎn)換和線(xiàn)路濾波等各種廣泛用途。 鐵粉芯磁環(huán)（33材/灰黃環(huán)） -33材是一種可代替材料-8但不昂貴的選擇，適用于高頻率時(shí)磁芯損耗不重要的情況，高偏流時(shí)線(xiàn)性良好。 鐵粉芯磁環(huán)（40材/綠黃環(huán)） -40材是最便宜的材料，其特性與最通用的材料-26頗相似，普遍應(yīng)用于較大的尺寸 鐵粉芯磁環(huán)（52材/藍(lán)綠環(huán)） -52材在高頻率下磁芯損耗較低，而磁導(dǎo)率與材料-26相同，在新型的高頻抗流器上應(yīng)用廣泛。 材質(zhì)性能 MATERIAL PROPETIES 材質(zhì)

20、編號(hào) 有效磁導(dǎo)率 磁導(dǎo)率溫度系數(shù)（+PP''m/oC) 顏色 -26 75 825 黃/白 -52 75 650 綠/藍(lán) -18 55 385 綠/紅 -40 60 950 綠/黃 -33 33 635 灰/黃 -28 22 415 灰/綠 -38 85 955 黑/灰 -45 100 1040 黑色 -8 35 255 黃/紅 注：有效磁道率僅作參考，磁芯按電感值A(chǔ)L制定。 鐵芯：IRON POWDER CORE，適用于-65oC-+125oC的溫度范圍，當(dāng)鐵芯處于較高的溫度環(huán)境中，會(huì)使電感和品質(zhì)因數(shù)“Q”，永久性降低，IRON CORE磁環(huán)特性的偏差程度取決于時(shí)間、溫度、磁

21、芯大小，頻率和磁通量密度等。 磁性偏差：磁芯是按列出的額定電感AL值，每種材料有效磁道率，僅作參考，AL值偏差為±10%，測(cè)試條件：10KHZ的頻率下環(huán)形鐵芯是均勻分布，單層繞線(xiàn)測(cè)試。 表面涂裝：我司生產(chǎn)IRON POWDER CORE是用環(huán)氧樹(shù)脂絕緣油漆，耐壓600VMIN。二、磁性選型的一點(diǎn)建議：磁芯這個(gè)東西是最麻煩的，偏偏搞充電器還避不開(kāi)。這東西每個(gè)廠(chǎng)家的產(chǎn)品都不一樣，最好是跟廠(chǎng)家聯(lián)系，他們有數(shù)據(jù)手冊(cè)，上面很詳細(xì)，按照手冊(cè)選就行了。導(dǎo)磁率，頻率這些都跟使用的材料有關(guān)，還跟工藝有關(guān)，不是在市場(chǎng)上買(mǎi)來(lái)就隨便用的。三、不同型號(hào)磁芯的磁飽和問(wèn)題： 在網(wǎng)上找到了一本書(shū)開(kāi)關(guān)電源中的磁性原件

22、，大致翻了一下，說(shuō)是BOOST/ BUCK/還有直流濾波功率電感這些屬于1類(lèi)磁性材料，由于工作環(huán)境電流大并且直流成分比較大，因此容易磁飽和，造成電感量急劇下降，要采用導(dǎo)磁率比較低的材料才行（通常導(dǎo)磁率高的材料容易飽和）。 我想可能黑色的那種鐵氧體材料并不適合在BUCK這類(lèi)應(yīng)用，雖然它的導(dǎo)磁率是最高，繞一圈就能到20UH左右，可是在電流稍微大一些的環(huán)境下就會(huì)導(dǎo)致飽和，導(dǎo)致大電流下的電感量急劇下降，自身的損耗也巨大，因此會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱的情況。 可能還是用黃白這類(lèi)的磁性材料比較適合，雖然要多繞好多圈。我在網(wǎng)上找了一圈發(fā)現(xiàn)不少大功率開(kāi)關(guān)電源拆機(jī)的照片中，好像這類(lèi)電感都是用的黃白磁芯，還有用的是黃紅磁芯。提

23、供一個(gè)網(wǎng)站： 剛才去拆了N種牌子的爛電腦主板，發(fā)現(xiàn)上邊為CPU供電的電源部分無(wú)一例外的使用藍(lán)綠環(huán)，看來(lái)這種規(guī)格的適合BUCK電源使用。 鐵粉芯磁環(huán)（52材/藍(lán)綠環(huán)） -52材在高頻率下磁芯損耗較低，而磁導(dǎo)率與材料-26相同，在新型的高頻抗流器上應(yīng)用廣泛。剛才測(cè)試了3種磁心在大電流下的表現(xiàn)，均為300uH左右： 1：灰黑色的磁環(huán)。 磁導(dǎo)率最高，一圈漆包線(xiàn)可獲得幾十微亨的電感量，僅繞11圈就有300uH左右的電感量，作為L(zhǎng)M2575-5.0的電感，數(shù)據(jù)如下： 12V輸入，輸入電流0.5A，輸出5V，電流0.5A，效率(0.5*5)/（0.5*12）=41.7% 實(shí)際表現(xiàn)：電感無(wú)高于室溫的溫度產(chǎn)生，

24、LM2575在15秒內(nèi)發(fā)熱燙手，無(wú)法觸摸。 2：黃白色的磁環(huán)。 磁導(dǎo)率很低，一圈漆包線(xiàn)的電感量無(wú)法用UT70A的2mH電感檔測(cè)出，繞300uH電感實(shí)際用直徑0.53的漆包線(xiàn)1.5米，同樣作為L(zhǎng)M2575-5.0的電感，數(shù)據(jù)如下： 12V輸入，輸入電流0.34A，輸出5V，電流0.795A，效率(0.795*5)/（0.34*12）=97.4% 實(shí)際表現(xiàn)：電感無(wú)高于室溫的溫度產(chǎn)生，LM2575在2分鐘內(nèi)僅感覺(jué)到溫溫，比室溫高5度左右。 3：藍(lán)綠色的磁環(huán)。 磁導(dǎo)率很低，一圈漆包線(xiàn)的電感量無(wú)法用UT70A的2mH電感檔測(cè)出，繞300uH電感實(shí)際用直徑0.53的漆包線(xiàn)1.4米，同樣作為L(zhǎng)M2575-5

25、.0的電感，數(shù)據(jù)如下： 12V輸入，輸入電流0.34A，輸出5V，電流0.8A，效率(0.8*5)/（0.34*12）=98% 實(shí)際表現(xiàn)：電感無(wú)高于室溫的溫度產(chǎn)生，LM2575發(fā)熱量比黃白磁環(huán)的電感還要略低。 通過(guò)對(duì)比可見(jiàn)，藍(lán)綠色的磁環(huán)最適合做電源電感的，黃白色的綜合性能也不輸于藍(lán)綠的，最差勁的是磁導(dǎo)率最高的灰黑色磁環(huán)，嚴(yán)重磁飽和，導(dǎo)致LM2575的發(fā)熱量跟7805相當(dāng)，效率極低，看來(lái)選磁心，并不是磁導(dǎo)率越大越好。alien2006上傳的電源磁性材料選型的書(shū)非常好，大家應(yīng)該認(rèn)真的讀一讀，感謝alien2006和eblc1388！ 客觀實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)非常有說(shuō)服力，果然灰黑色的磁芯不適合BUCK應(yīng)用，也

26、難怪電流稍微大點(diǎn)我的MOS管燙得要命呢。看來(lái)還是得去買(mǎi)黃白色的磁環(huán)才對(duì)，不明白的是賣(mài)磁環(huán)的店主怎么都是一致推薦灰黑色呢，都跟他說(shuō)明要做DC/DC應(yīng)用的了，唉，害得我白買(mǎi)了一大堆黑色的磁環(huán)。 電感、電容通常大家的概念里只是關(guān)心值是多少，（電容多了個(gè)耐壓） 實(shí)際上，這兩個(gè)東東的實(shí)際性能跟它是用什么材料制成的非常有關(guān)系。 但是，這些知識(shí)卻是不容易查找到。我之前在做電子鎮(zhèn)流器時(shí)，也是才基本明白電容的選擇還有許多名堂（樣板用的是拆別的成品，但是到市場(chǎng)上一問(wèn)，用在鎮(zhèn)流器上的電容不是隨便可以選的） 今天找到一家點(diǎn)品種比較全的，老板也比較懂行些。買(mǎi)了5種磁環(huán)每種各5個(gè)回來(lái)測(cè)試，老板娘看俺好學(xué)，又送了偶2個(gè)黑色

27、的環(huán)，說(shuō)是跟普通的黑色磁環(huán)是不一樣的，我跟之前那種黑色（繞一圈就20多uH的黑色那種，老板說(shuō)其實(shí)就是綠環(huán)沒(méi)上色之前的樣子）對(duì)比了下，發(fā)現(xiàn)這種新的磁環(huán)的顆粒比較粗，是亞光的，而之前那種顆粒很細(xì)膩很光亮，老板娘說(shuō)這種是大功率的讓俺也試試。估計(jì)這個(gè)就是JUNSI推薦的黑色鐵鋁硅吧，我繞了10圈電感量是27uH也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于原先那種。 今天由于相機(jī)被同學(xué)借走了，沒(méi)法拍照給大家看，等過(guò)幾天一定補(bǔ)上。我先是每種磁環(huán)用單股高溫線(xiàn)（外面有塑料層繞著方便）繞10圈，再用勝利VC9805A數(shù)字表的2mH測(cè)電感量，數(shù)據(jù)如下，供大家參考。 磁環(huán) 10圈總電感量 折算單圈電感量 黃白磁環(huán)（直徑23/高8）繞10圈(電線(xiàn)30

28、cm) 6uH 0.6uH/N 綠色磁環(huán)（直徑23/高8）繞10圈 233uH 23.3uH/N 綠藍(lán)磁環(huán)（直徑23/高8）繞10圈 8uH 0.8uH/N 黃紅磁環(huán)（D18/H5）繞10圈 3uH 0.3uH/N 黑色磁環(huán)(顆粒較粗糙亞光D27/H7)繞10圈（40CM） 27uH 2.7uH/N 大家做開(kāi)關(guān)電源實(shí)驗(yàn)時(shí)，在設(shè)備許可下，請(qǐng)一并測(cè)量開(kāi)關(guān)頻率。這樣得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以後更有參考利用價(jià)值。用鐵粉芯的磁環(huán)容易發(fā)熱，特別是功率比較大時(shí) 用鐵硅鋁磁環(huán)性能最好，但價(jià)錢(qián)稍微貴些 推薦用美磁的鐵硅鋁磁環(huán)，如77930等做充電器 電感量跟匝數(shù)比成平方關(guān)系的。做電源的話(huà)，可以去電源網(wǎng)看看，里面有很多高手

29、 用美磁的磁環(huán)或替代品的話(huà)可以去美磁的網(wǎng)站下載個(gè)計(jì)算磁環(huán)電感設(shè)計(jì)的軟件 http:/www.mag- 電感方面我倒有一點(diǎn)見(jiàn)地，之前做過(guò)比較多的開(kāi)關(guān)電源，目前正在做的PFC，就是選擇材料不由一點(diǎn)大意，之前選過(guò)的環(huán)形電感導(dǎo)磁率太低了后來(lái)選了鐵硅鋁，才發(fā)現(xiàn)鐵硅鋁的導(dǎo)磁率很高。其中：MPPCORES（鐵鎳鉬磁粉芯）；HIGH-FLUXCORES（高磁通磁粉芯）；SENDUST（KOOL-Mu）CORES（鐵硅鋁磁粉芯），產(chǎn)品等同于美國(guó)MAGNETICS等。目前廣泛運(yùn)用于PFC電感、高Q值濾波器、負(fù)載線(xiàn)圈、線(xiàn)路噪音濾波器、脈沖變壓器及開(kāi)關(guān)電源中能量?jī)?chǔ)存和濾波電感器等。特別是在發(fā)現(xiàn)做功率方面的時(shí)候，如果發(fā)

30、現(xiàn)環(huán)形電感很熱的時(shí)候，第一反應(yīng)應(yīng)該是電感趨向飽和了，要換磁芯。 如果參數(shù)不合理導(dǎo)致電感飽和，線(xiàn)圈和開(kāi)關(guān)管肯定會(huì)發(fā)熱的，而且溫度是急劇升高，這是一個(gè)正反饋過(guò)程： 1。 電感進(jìn)入飽和，說(shuō)明控制電路認(rèn)為每個(gè)開(kāi)關(guān)周期饋送到輸出端的能量不夠，因此才會(huì)增加占空比，提升開(kāi)關(guān)電流； 2。 當(dāng)電流增加到電感飽和的時(shí)候，有效電感量會(huì)降低，電流增長(zhǎng)速度提升，導(dǎo)通時(shí)間增加，電流會(huì)加倍增長(zhǎng)； 3。 但是，由于電感磁飽和，電流的增長(zhǎng)并不能有效增加饋送到輸出的能量，因此控制電路會(huì)進(jìn)一步增加占空比； 4。 電感飽和后，開(kāi)關(guān)電流本來(lái)就增加不少，占空比進(jìn)一步增加，電感量反而下降，會(huì)使得電流增長(zhǎng)更加嚴(yán)重， 5。 電流進(jìn)一步增加，控

31、制電路仍然發(fā)現(xiàn)輸出不能滿(mǎn)足要求，還會(huì)繼續(xù)提升占空比； 6。 如此反復(fù)，直到開(kāi)關(guān)電流達(dá)到安全限制門(mén)檻，這時(shí)候，基本上相當(dāng)于電源通過(guò)電感直流電阻和開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通電阻短路到地； 達(dá)到第六步的時(shí)候，相當(dāng)于電源和地之間用兩個(gè)小電阻短路，肯定會(huì)嚴(yán)重發(fā)熱。每種磁環(huán)都有其特定的工作范圍。要用對(duì)磁環(huán)才好評(píng)價(jià)。 比如在音響分頻器里邊就不適宜使用有極性電解電容，在大部分的電源IC輸出部分不適合使用ESR非常低的貼片陶瓷電容等等。 黃白環(huán)一般多用在開(kāi)關(guān)電源的輸入端做差模電感，主要應(yīng)對(duì)50Hz。藍(lán)綠環(huán)在頻率不太高的時(shí)間偶可以用作輸出濾波電感-明偉電源有這樣的設(shè)計(jì)。 如果頻率超過(guò)100K，就只能選用鐵硅鋁或鐵鎳鉬之類(lèi)的磁環(huán)了

32、。這類(lèi)環(huán)通雙色環(huán)（黃白、藍(lán)綠）是完全不同的。 很簡(jiǎn)單，在滿(mǎn)足其他所有指標(biāo)時(shí)，效率、溫升許可的磁環(huán)就是適合的。磁環(huán)的電感量是與匝數(shù)的平方成正比的。 對(duì)于一個(gè)未知的磁環(huán)，測(cè)出uH/(n2)就可以了 黃環(huán)繞出來(lái)電感量低不是垃圾，它是抗飽和磁環(huán)，很多地方就需要這樣DC-DC轉(zhuǎn)換電路模塊 使用此電路的目的在于最大限度地降低模塊的功耗，同時(shí)，為下一級(jí)提供一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓。它的電路圖如下： DC-DC電路為有核心芯片TL494作控制的單端PWM降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路。圖中R10與C5決定開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)頻率。電阻R8作為限流保護(hù)電阻用。其片內(nèi)誤差放大器（EA1）的同相輸入端（腳2）通過(guò)5.1千歐電阻（R7）接入

33、反饋信號(hào)，從后級(jí)線(xiàn)性穩(wěn)壓電路得到分壓。開(kāi)關(guān)管采用PNP型大功率晶體管。 工作原理：在恒定頻率的PWM通斷中，控制開(kāi)關(guān)通斷狀態(tài)的控制信號(hào)是通過(guò)一個(gè)控制電壓UVOM 與鋸齒波相比較而產(chǎn)生的?？刂齐妷簞t是通過(guò)偏差（即實(shí)際輸出電壓與其整定值之間的差值）獲得的。鋸齒波的峰值固定不變，其重復(fù)頻率就是開(kāi)關(guān)的通斷頻率。在PWM控制中，這以頻率保持不變，頻率范圍為幾千赫到幾百千赫。當(dāng)放大的偏差信號(hào)電平高于鋸齒波的電平時(shí)，比較器輸出高電平，這以高電平的控制信號(hào)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，否則，開(kāi)關(guān)處于關(guān)斷狀態(tài)。當(dāng)后級(jí)反饋電壓高于TL494的基準(zhǔn)電壓5V時(shí)，片內(nèi)誤差放大器EA1輸出電壓增加，將導(dǎo)致外接晶體管T和TL494內(nèi)部T1

34、,T2管的導(dǎo)通時(shí)間變短，使輸出電壓下降到與基準(zhǔn)電壓基本相等，從而維持輸出電壓穩(wěn)定，反之亦然。 參數(shù)計(jì)算：由R10=39千歐，C50.01uF,得振蕩頻率fosc=28.2kHZ為保證電流連續(xù)，電感取值不能太小，但也不能太大。計(jì)算如下： Lmin=(UI-UO) )/(2×I0)TON =(35-10)/(2×1.5)×0.00002=167uH C>U0×Toff/(8×l×f×U0) =15×10×0.000001/(8×0.001×30×1000×0.1)

35、 =6.25uF Iop=ILP=(UI-UO)/(2×L)×0.00002+1.5=1.75A線(xiàn)性穩(wěn)壓電路模塊 本電路的目的是在第一級(jí)穩(wěn)壓的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)線(xiàn)性高精度穩(wěn)壓，降低紋波，提高電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率，最終達(dá)到題目的指標(biāo)要求。原理如下圖所示： 此電路繼承了DC-DC變換器的輸出電壓。在本電路中，首先輸入電壓在精密穩(wěn)壓源上產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的參考電壓，接到由運(yùn)放組成的比較電路的正端輸入腳。輸出電壓經(jīng)過(guò)電阻分壓之后反饋至運(yùn)放的負(fù)輸入端。運(yùn)放的輸出電壓控制達(dá)林頓管的發(fā)射極電壓，得到所需的高度穩(wěn)定的直流電壓。 參數(shù)計(jì)算: U0=Uref×(Rx+R5+R6)/(R5+R6)

36、RX=3千歐 ，R5=1千歐 ，Uref=6V,則當(dāng)R6=0.67千歐時(shí) U0=(2.5×6)/(1+0.67)=9V當(dāng)R6=0.25千歐時(shí) U0=(2.5×6)/(1+0.25)=12V恒壓差控制模塊 在DC-DC轉(zhuǎn)換電路和線(xiàn)性穩(wěn)壓電路間采用恒壓差控制，即：通過(guò)反饋，使DC-DC變換電路輸出電壓與線(xiàn)性穩(wěn)壓輸出電壓差值恒定，這樣，既可保證線(xiàn)性穩(wěn)壓電路所需的電壓差，又降低了線(xiàn)性穩(wěn)壓電路低壓輸出的損耗，提高穩(wěn)壓模塊的整體效率。而且，在整個(gè)模塊輸入電壓發(fā)生較大幅度變化時(shí)也能夠進(jìn)行高精度的穩(wěn)壓，紋波也會(huì)因此大大降低。 在這一模塊電路中，還接有軟啟動(dòng)電路，在開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)，對(duì)產(chǎn)生過(guò)沖現(xiàn)象有相當(dāng)大程度上的抑制。同時(shí)，通過(guò)控制DC-DC變換器的脈寬，可實(shí)現(xiàn)過(guò)熱，過(guò)流保護(hù)。這一部分的電路整合到了第3模塊中圖2 LM317集成穩(wěn)流電路PWM DC/DC變換器（采用UC3843的方案）圖7 PWM DC/DC變換器的原理圖1MHz 電流型 PWM DC/DC變換器的原理圖。電流型控制電路以 UC3