磁性材料在輸出電感之應用

1 n 邁拓企業股份 有限公司 磁性材料在輸出電感之應用 主講㆟ :鄭金源 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 2 n 邁拓企業股份 有限公司 內容綱要 n 電路架構與原理 n 磁性材料之選用與應用電路之關係 n 磁性材料應用之注意事項 n Design tool應用 n 實際操作 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 3 電路架構與原理 ¡ 返馳式(Flyback) ¡ 順向式(Forward) ¡ 功因修正器(PFC) ¡ 半橋式 ¡ 全橋式 ¡ 推挽式 ¡ 半橋共振式 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 4 返馳式(Flyback) n 變壓器兼儲能電感 n 輸出功率由變壓器感量決定 n 操作模式 n 不連續導通模式(DCM) n 連續導通模式(CCM) PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 5 不連續導通模式(DCM) 0 1 2 3 T311 5 8 2 ID Vgs PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 6 連續導通模式(CCM) 0 1 2 3 T311 5 8 2 ID Vgs PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 7 Flayback磁滯變化 DCM CCM HH B B B PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 8 順向式(Forward) n 變壓器作能量轉換用 n 變壓器需要㆒洩磁繞組 n 變壓器感量與操作 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 有關 n 輸出電感作儲能與濾波用 n 輸出電感有直流成分 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 9 電路架構與波形 Vgs ID IL 0 1 2 3 11 5 8 2 9 10 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 10 磁滯變化 變壓器 電感 HH B B B PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 11 功因修正器(PFC) n 昇壓式架構 n 電感作儲能用 n 電感有直流成分 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 12 電路架構與波形 電感電流 +VDC PGND - + 2 1 3 4 INDUCTOR PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 13 電感磁滯變化 H B PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 14 半橋式 n 電感作為儲能與濾波用 n 電感有直流成分 n 變壓器作能量轉換用 n 變壓器感量與操作要求有關 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 15 電路架構與波形 1 2 3 1 2 3 T3 HV_Trans 9 10 11 12 13 IL Vgs PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 16 磁滯變化 變壓器 HH B B 電感 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 17 全橋式 n 電感作為儲能與濾波用 n 電感有直流成分 n 變壓器作能量轉換用 n 變壓器感量與操作要求有關 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 18 電路架構與波形 1 2 3 1 2 31 2 3 1 2 3 T3 HV_Trans 9 10 11 12 13 IL Vgs PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 19 磁滯變化 變壓器 HH B B 電感 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 20 推挽式 n 電感作為儲能與濾波用 n 電感有直流成分 n 變壓器作能量轉換用 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 21 電路架構與波形 T3 HV_Trans 9 10 11 12 13 10 11 1 2 3 1 2 3 0 IL Vgs PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 22 磁滯變化 變壓器 HH B B 電感 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 23 半橋共振式 n 電感與變壓器為共振之主要元件 n 電感量之大小影響輸出功率 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 24 電路架構與波形 T3 HV_Trans 11 5 8 2 1 2 3 1 2 3 IL Vgs PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 25 磁滯變化 變壓器 H B 電感 H B PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 26 磁性材料之選用與應用電路之關係 ¡ 適用於各種架構之儲能電感之選用 ¡ 變壓器之設計 ¡ 不同種類相對應用的差異 ¡ 常用鐵心用途表 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 27 適用於各種架構之儲能電感之選用 n 適用之架構: 返馳式(Flyback)、順向式(Forward) 、功因 修正器(PFC) 、半橋式、全橋式、推挽式。 n 適用之磁性材料: Iron 、MPP 、High Flux 、Sendust、 Ferrite 、Amorphous PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 28 變壓器之設計 n 變壓器的圈數由法拉第定律決定 V=N*Ae *ΔB/Δt n 變壓器的感量依架構之不同以及操作要 求來決定。如軟切換與硬切換之操作。 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 29 電感之設計 n 電感用在直流之條件 n 電感用共振架構 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 30 電感用在直流之條件 n 設計程序 n 設計參數 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 31 設計程序 n 計算電感之直流值 n 計算所需之線徑 n 計算所需之感量 n 選擇所需之鐵心材質與尺寸 n 確認可繞性 n 確認飽和程度 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 32 設計參數 n 輸出電壓(Vo) n 輸出電流(Io) n 輸出漣波(Vripple) n 輸出電容之ESR n 切換頻率(Fsw) n 最大Duty(Dutymax) n 選擇電流密度(Cd) PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 33 感量之計算 n Vripple = ΔI*ESRC = Vo* ESRC*(1/Fsw – Dutymax) / L—(1) n L = Vo*ESRC*(1/Fsw – Dutymax) / Vripple n Iavg/Cd = K mm2。 n 線徑 = 2*√(K/ π) 。 n N = √(L/ AL) n K = N*線徑/(2* π*R) n H = 0.4 π*N*Io / ℓ n 查表確認飽和程度，㆒般取40 - 60% n 將飽和後之感量帶入式(1)確認Vripple不會超過規格 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 34 不同種類相對應用的差異 Poor4500G500KHzLowPoorLowestFerrite Poor6500G300KHzHighestBetterMediumAmorphous Poor10000G100KHzLowerPoorHighestIron Good10000G2MHzLowGoodMediumSendust Better15000G1MHzMediumBestLowHigh Flux Best7000G1MHzHighBetterLowestMPP Temp Stability Flux Dens (Sat.) Frequency Range Relative Cost Perm vs DC Bias Core losses Core materials PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 35 常用鐵心用途表 同㆖㆒般電子產品,交換式電源 供應器 以EMI/EMC抑制用為主之共模濾波電感STEWARD 同㆖交換式電源供應器以EMI/EMC抑制用為主之共模濾波電感UU,UT,ET 電力電 子產品 交換式電源供應器電源變壓器,driver變壓器EE,EI,EER… ..KAWATETS U 通信用設備脈波變壓器AMP 同㆖交換式電源供應器以EMI/EMC抑制用為主之共模濾波電感AMF,AMFN 同㆖交換式電源供應器當SNUBBER(spike killer)用AMK.AMB 音響,汽車音響當音頻用濾波電感AMCA 同㆖1KW以㆖交換式電源供應 器 PFC儲能電感或輸出儲能電感AMCU 同㆖交換式電源供應器PFC儲能電感或輸出儲能電感以及濾波電感或共振 電感 AMC,AMCH 同㆖多組輸出交換式電源供應器當開關用,用在MAG-AMP電路OR SNUBBERAMSA,AMSNAMOTCEH 電力電 子產品 交換式電源供應器PFC儲能電感或輸出儲能電感以及濾波電感或共振 電感 SENDUST,HIGH FLUX,MPP CSC 其他產品用途系列供應商 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 36 磁性材料應用之注意事項 ¡ DC BIASE ¡ CORE LOSS ¡ 初始導磁係數V.S溫度 ¡ 初始導磁係數V.S頻率 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 37 DC BIASE n 儲能電感所考慮的主要特性 n 不同材料之DC BIASE 比較 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 38 Design tool之應用 n 邁拓代理之Powder core 與Amorphous cut core可以使用在輸出電感㆖，品牌 有韓國Amotech，Chang-sung n 設計工具依不同系列鐵心分㆔個設計程 式 : n CS INDUCTOR TOOL n CH INDUCTOR TOOL n CM INDUCTOR TOOL PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 39 輸出電感設計程式 輸入參數 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 40 計算結果與判斷 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com 41 實際操作 n 實際練習了解各參數對結果之影響 n 加強判斷能力 n 問題與討論 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com