电源高频变压器磁芯损耗计算原理

　　前面介绍了磁芯损耗的计算公式，此文用于进一步分析如何使用这个公式。欢迎大佬多多指导！

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 0.原理

 1.计算公式

• 基于正弦激励的单位体积的磁芯损耗计算公式：

　　　　　　P_cv = k * f ^a * B_ac^b * (C_t0 - C_t1 * T + C_t2 * T²)

　　　　　　P_cv: mW/cm³

　　　　　　f:kHz

　　　　　　B:mT

　　　　　　T:°C

2. 等效频率的计算

• • 不对称PWM电压激励，电流上升下降的斜率是不同的，它的等效频率计算公式为；

• • 对称PWM电压激励，电流上升下降的斜率相同，它的等效频率计算公式为；

　　　　　　　　对称PWM电压波形产生的电流波形，上升或者下降的时间往往小于半个开关周期，

　　　　　　　　所以上式公式中的D·T_s实际上指的是有效的电流波形造成损耗的时间（也就是电流变化率不为零的区间），

　　　　　　　　电流变化率为零的区间造成的磁芯损耗，忽略不计。

• • LLC谐振变换器，在谐振点的时候，谐振电流是正弦波。
    • 　　LLC谐振变换器的谐振电感磁芯损耗直接使用正弦激励的公式计算。
    • 　　LLC谐振变换器的谐振变压器磁芯损耗使用占空比为0.5的PWM激励的公式计算。

• • LLC谐振变换器，在欠谐振的时候，谐振电流存在多个极值。

　　　　　　　　对于LLC谐振电路，当电路处于欠谐振的时候，谐振电流存在多个极值，可以将电流分段计算损耗。（左图实际波形，右图等效波形）

3. Bac的计算

 　　　　对于变压器来说，在变换器稳态的时候，需要维持变压器的磁链平衡，因此交流Bac是正负对称的，B_peak = 0.5 * B_ac

　　　　而，上述计算损耗的公式中的B_ac，指的是B_peak。单位用mT带入计算。

　　

4.应用举例

 　　4.1.隔离全桥DCDC变换器

　　　　4.1.1 隔离全桥DCDC变换器隔离变压器

　　　　　　该变压器原边是对称PWM激励。

　　　　4.1.2 隔离全桥DCDC变换器输出滤波电感

　　　　　　该滤波电感是不对称PWM激励。

　　　　　　需要特别注意的是，由于全桥拓扑的特点，全桥隔离DCDC电路，副边滤波电感的频率是原边变压器激励频率的两倍。

　　　　　　根据导通时间相同，换算成Duty的话，副边滤波电感Duty也是原边开关管Duty的两倍。

 　　4.2.LLC谐振变换器

　　　　4.2.1 LLC谐振变换器谐振电感

　　　　　　该谐振电感在谐振点的时候，是正弦波激励；欠谐振的时候另外考虑。

　　　　4.2.1 LLC谐振变换器谐振变压器

　　　　　　该谐振变压器是占空比为0.5的PWM激励，对称PWM与不对称PWM计算结果是一样的。

 　　4.3 反激变换器

　　　　　　该变压器是不对称PWM激励。

5.Maxwell 仿真

　　目前Maxwell 里面可以设定磁件损耗系数Cm，x，y参数。如果使用东磁的磁芯的损耗拟合曲线公式。需要进行转换。转换方式如下：