磁芯快速选择软件PowerCore V2.0

上传时间:2021-08-28

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磁芯快速选择软件PowerCore V2.0

一、PowerCore2.0使用说明

      磁芯选择对于开关电源设计来说是个难点,首先变压器参数很复杂,而且磁性元件不是一个非常精准的器件,编写PowerCore的目的在于帮助设计电源变压器挑选磁芯做一个方向的指导,可以配合我之前编写的SMPSKit软件使用。

      PowerCore采用的是世界级电源大师马尼克塔拉的算法和一些结论。马尼克塔拉分析指出:气隙因子z在10-20为比较好的折中值,z=(le+u*lg)/le(le磁芯磁路长度,lg为气隙长度,u是相对磁导率。下面以设计一个5W反激电源来说明使用过程:

首先打开软件:

     选择好拓扑和工作模式,然后设置设计参数,次级折射电压一般取75-100V是单端反激比较优的值,如果取太高,开关管耐压有压力,取太低,输出二极管耐压有压力。

     这里我们设置在75V。

电流密度一般取400-600Cmil/A即可。峰值磁密不要超过饱和磁密,一般反激2500GS,正激1500GS。死区比例是为了保证工作在DCM而设置的,一般取20%,注意,要考虑到选用合适的工作模式。小功率的一般都做成DCM。窗口利用系数,是估计窗口面积有多少用来绕线的,不要超过1,自己看着办。

     铁氧体的相对磁导率一般都是2300。然后点击查找按钮,程序先计算出电感量,绕线线径,峰值电流等所需参数,并显示出来,然后程序到目录下查找CoreList.xls磁芯表,首先判断绕线是否能容纳,排除根本不可能的磁芯,然后找到可以提供这个功率级别的磁芯来,得出气隙,气隙因子z,在列表里面显示出能满足要求的磁芯如图:

      在窗口里面显示了一些磁芯的详细信息,并且符合要求的磁芯用绿色标记,粉红色标记的是可能符合的(或者过设计了),点击里面的磁芯表的内容,程序会自动计算出采用当前点击选中的磁芯的一些其他参数来,如果气隙和Z不符合要求会用粉红色或者红色显示,粉红色显示指示了该值不是很理想,红色指示的是该数值根本不行。绿色显示表示该数值是合理的。左边可以选择其他一些形状的磁芯并自动显示到表格里,如果需要看磁芯的更加详细的参数,请点击右边的详情按钮,如果需要密码打开,你可以按只读打开。

      注意,为了保证程序读取EXCEL的正确性,所以我对CoreList.xls做了加密处理,如果你非要修改EXCEL表格,密码为:powercore但是提醒你,随意修改会导致软件读取出错。

      表格里面显示的磁芯是可以达到这个功率级别的,但是不一定是最优的,比如我们点击EE-20。

     EE-20(蓝色指示了当前选择)可以看到这时候的气隙已经太小了,而且z也不是在maniktala的建议10-20内,而EE-13,EE-16就刚刚好。实际上用EE-13E-16做5W是没有什么悬念的,再一次证明了maniktala定义的气隙因子z在10-20是最优的。

     对于正激类拓扑采用了普遍推崇的AP法,亦是maniktala的经典著作采用的。

     列表显示了可能符合设计的磁芯,从上到下越来越充裕,所以,优选最上面的。


二、注意事项

      需要注意,设计中,限制磁芯是否可用的因素很多,所以,需要仔细估算是否满足各方面要求,比如绕线,安规,气隙是否合理(太大的气隙必然导致过大的漏感),等,所以选择一个合理的变压器磁芯不是那么容易,使用PowerCore的时候,要注意的是,参数如何最优设置,还有,PowerCore除了用来挑选磁芯外,不要用它来计算其他参数,附栏提供的只是选择磁芯时候做参考的数据,不是很精准的,哪是不是该参数算法不行?不是的,而是为了估算磁芯,很多参数都没有考虑,比如整流管子压降内部按0.7V来计算的,这样做也不会有太大差别,但对设计初期准确估计其他参数也许不利,所以,建议下载SMPSKit来计算其他参数(同样需要折中考虑设置参数)。

      如果程序有什么意见和问题请指出,以便改进完善!欢迎交流。希望PowerCore能给你带来一定的便利!祝:工作愉快,Goodluck!

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