磁芯快速選擇軟件PowerCore V2.0

上傳時間:2021-08-28

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磁芯快速選擇軟件PowerCore V2.0

一、PowerCore2.0使用說明

      磁芯選擇對于開關電源設計來說是個難點,首先變壓器參數很復雜,而且磁性元件不是一個非常精準的器件,編寫PowerCore的目的在于幫助設計電源變壓器挑選磁芯做一個方向的指導,可以配合我之前編寫的SMPSKit軟件使用。

      PowerCore采用的是世界級電源大師馬尼克塔拉的算法和一些結論。馬尼克塔拉分析指出:氣隙因子z在10-20為比較好的折中值,z=(le+u*lg)/le(le磁芯磁路長度,lg為氣隙長度,u是相對磁導率。下面以設計一個5W反激電源來說明使用過程:

首先打開軟件:

     選擇好拓撲和工作模式,然后設置設計參數,次級折射電壓一般取75-100V是單端反激比較優的值,如果取太高,開關管耐壓有壓力,取太低,輸出二極管耐壓有壓力。

     這里我們設置在75V。

電流密度一般取400-600Cmil/A即可。峰值磁密不要超過飽和磁密,一般反激2500GS,正激1500GS。死區比例是為了保證工作在DCM而設置的,一般取20%,注意,要考慮到選用合適的工作模式。小功率的一般都做成DCM。窗口利用系數,是估計窗口面積有多少用來繞線的,不要超過1,自己看著辦。

     鐵氧體的相對磁導率一般都是2300。然后點擊查找按鈕,程序先計算出電感量,繞線線徑,峰值電流等所需參數,并顯示出來,然后程序到目錄下查找CoreList.xls磁芯表,首先判斷繞線是否能容納,排除根本不可能的磁芯,然后找到可以提供這個功率級別的磁芯來,得出氣隙,氣隙因子z,在列表里面顯示出能滿足要求的磁芯如圖:

      在窗口里面顯示了一些磁芯的詳細信息,并且符合要求的磁芯用綠色標記,粉紅色標記的是可能符合的(或者過設計了),點擊里面的磁芯表的內容,程序會自動計算出采用當前點擊選中的磁芯的一些其他參數來,如果氣隙和Z不符合要求會用粉紅色或者紅色顯示,粉紅色顯示指示了該值不是很理想,紅色指示的是該數值根本不行。綠色顯示表示該數值是合理的。左邊可以選擇其他一些形狀的磁芯并自動顯示到表格里,如果需要看磁芯的更加詳細的參數,請點擊右邊的詳情按鈕,如果需要密碼打開,你可以按只讀打開。

      注意,為了保證程序讀取EXCEL的正確性,所以我對CoreList.xls做了加密處理,如果你非要修改EXCEL表格,密碼為:powercore但是提醒你,隨意修改會導致軟件讀取出錯。

      表格里面顯示的磁芯是可以達到這個功率級別的,但是不一定是最優的,比如我們點擊EE-20。

     EE-20(藍色指示了當前選擇)可以看到這時候的氣隙已經太小了,而且z也不是在maniktala的建議10-20內,而EE-13,EE-16就剛剛好。實際上用EE-13E-16做5W是沒有什么懸念的,再一次證明了maniktala定義的氣隙因子z在10-20是最優的。

     對于正激類拓撲采用了普遍推崇的AP法,亦是maniktala的經典著作采用的。

     列表顯示了可能符合設計的磁芯,從上到下越來越充裕,所以,優選最上面的。


二、注意事項

      需要注意,設計中,限制磁芯是否可用的因素很多,所以,需要仔細估算是否滿足各方面要求,比如繞線,安規,氣隙是否合理(太大的氣隙必然導致過大的漏感),等,所以選擇一個合理的變壓器磁芯不是那么容易,使用PowerCore的時候,要注意的是,參數如何最優設置,還有,PowerCore除了用來挑選磁芯外,不要用它來計算其他參數,附欄提供的只是選擇磁芯時候做參考的數據,不是很精準的,哪是不是該參數算法不行?不是的,而是為了估算磁芯,很多參數都沒有考慮,比如整流管子壓降內部按0.7V來計算的,這樣做也不會有太大差別,但對設計初期準確估計其他參數也許不利,所以,建議下載SMPSKit來計算其他參數(同樣需要折中考慮設置參數)。

      如果程序有什么意見和問題請指出,以便改進完善!歡迎交流。希望PowerCore能給你帶來一定的便利!祝:工作愉快,Goodluck!

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