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請教磁環(huán)發(fā)熱很嚴重，是什么原因

請教各位前輩：在用黃白環(huán)做的DC—DC降壓電路中，磁環(huán)電感在空載時都發(fā)熱很歷害，是什么原因？

電路拓撲：標準的帶同步整流的BUCK電路，輸入20-45V，輸出27.5-29.5V，目前的現(xiàn)象是在32V左右輸入時，磁環(huán)溫度在65度左右，當輸入電壓加到40V左右時，磁環(huán)溫度到了100度了，如果輸入45V，溫度上升到120度了，頻率由原來的55K加到了現(xiàn)在的95K，溫度有一點點降低，但作用不大。

請教各位前輩：磁環(huán)溫升和輸入電壓為什么有關(guān)連？都是在空載或小于0.5A電流情況下測試的。

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destiny
LV.6
2
2011-12-23 15:11
黃白環(huán)是屬于天生有氣隙的磁環(huán)，飽和磁通也很大，但是它的磁芯損耗也是相當大的，建議你用鐵硅鋁的磁芯。至于你說的磁環(huán)溫升和輸入電壓的關(guān)聯(lián)，你去理解下為什么高壓的時候的待機功耗比低壓的大應該能理解一些。
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hjl2832
LV.3
3
2011-12-23 15:26
@destiny
黃白環(huán)是屬于天生有氣隙的磁環(huán)，飽和磁通也很大，但是它的磁芯損耗也是相當大的，建議你用鐵硅鋁的磁芯。至于你說的磁環(huán)溫升和輸入電壓的關(guān)聯(lián)，你去理解下為什么高壓的時候的待機功耗比低壓的大應該能理解一些。
這么快就得到您的回復，感動中！謝謝！目前這個電源的效率也有93%左右，就是磁環(huán)溫度高，帶10A負載時MOSFET管溫度才60度左右。當然是有個大散熱片，自然冷卻。
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amonson
LV.8
4
2011-12-23 17:00
磁擺幅太大造成的。提頻率，加圈數(shù)；或者用磁導率更低的環(huán)，在頻率不變的條件下滿足電感要求。
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jade1988
LV.4
5
2011-12-23 18:46

傳上原理圖看看；

空載時磁環(huán)也能熱的很厲害？不理解、

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warewave
LV.3
6
2011-12-23 19:10

buck電路用黃白環(huán)，頻率高于80KHz以上發(fā)熱都很嚴重。（80KHz是經(jīng)驗值）

當然你要先排除：電路沒振蕩，及環(huán)路穩(wěn)定；電感沒飽和。

你的是輕載發(fā)熱，肯定是電路振蕩引起。

 

 

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xyx11
LV.6
7
2011-12-23 19:26

是不是匝數(shù)太少？（電感量太?。?/p>

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zq2007
LV.11
8
2011-12-23 22:03
@xyx11
是不是匝數(shù)太少？（電感量太?。?/span>
頻率越高，對磁環(huán)材質(zhì)要求就越高。
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hjl2832
LV.3
9
2011-12-24 12:00
@zq2007
頻率越高，對磁環(huán)材質(zhì)要求就越高。

傳上波形圖：

電感波形 

MOSFET管柵極波形

 

輸入電壓45V，輸出27.5V，頻率75KHz，電感量30uH，要求平均電流15A。

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st.you
LV.10
10
2011-12-24 12:03
用黃白環(huán)來（鐵粉芯）做確實是效率差一點的，改用鐵硅鋁會好很多。
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hjl2832
LV.3
11
2011-12-24 12:06
@st.you
用黃白環(huán)來（鐵粉芯）做確實是效率差一點的，改用鐵硅鋁會好很多。
上面的波形是空載時的波形，現(xiàn)在就是空載時發(fā)熱都很歷害，昨天實驗，頻率改到110KHz時，發(fā)熱更歷害，好像在90KHz左右時，是最好的。但溫度還是超過90度。
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st.you
LV.10
12
2011-12-24 12:37
@hjl2832
上面的波形是空載時的波形，現(xiàn)在就是空載時發(fā)熱都很歷害，昨天實驗，頻率改到110KHz時，發(fā)熱更歷害，好像在90KHz左右時，是最好的。但溫度還是超過90度。
如果電感量不能改變，那么就改變磁環(huán)的U值吧，用更低U值的環(huán)來繞電感，這樣同樣的電感需要更多匝數(shù)的線，降低磁損。
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xyx11
LV.6
13
2011-12-25 13:24
@hjl2832
傳上波形圖：電感波形[圖片] MOSFET管柵極波形[圖片] 輸入電壓45V，輸出27.5V，頻率75KHz，電感量30uH，要求平均電流15A。

在正常情況下目前的設計是可以的，你的電流波動范圍是 3.89A，占15A的 26%

是磁材的特性所致（損耗偏大）故：

　　頻率不要再增加了，

　　把電感量增加1倍（增加匝數(shù)）試試。

　　

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cheng111
LV.11
14
2011-12-25 18:34
@st.you
如果電感量不能改變，那么就改變磁環(huán)的U值吧，用更低U值的環(huán)來繞電感，這樣同樣的電感需要更多匝數(shù)的線，降低磁損。
關(guān)注，學習。
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hjl2832
LV.3
15
2011-12-27 09:21
@xyx11
在正常情況下目前的設計是可以的，你的電流波動范圍是3.89A，占15A的26%是磁材的特性所致（損耗偏大）故：　　頻率不要再增加了，　　把電感量增加1倍（增加匝數(shù)）試試。　　

電感量增加的話，會不會在電流最大時（15A以上），出現(xiàn)磁環(huán)飽和而燒機？因為如果按計算，平均電流15A時的電感量應該是在23uH左右就夠了，我現(xiàn)在是用的30uH，已經(jīng)大了一些了。

會不會是磁芯選小了，線圈圈數(shù)不夠多，雖然電感量是對了，但損耗就變大了。但是是空載發(fā)熱，應該跟磁芯尺寸關(guān)系不大吧？所以我沒明白?，F(xiàn)在的磁環(huán)外徑是27mm的。

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st.you
LV.10
16
2011-12-27 11:48
@hjl2832
電感量增加的話，會不會在電流最大時（15A以上），出現(xiàn)磁環(huán)飽和而燒機？因為如果按計算，平均電流15A時的電感量應該是在23uH左右就夠了，我現(xiàn)在是用的30uH，已經(jīng)大了一些了。會不會是磁芯選小了，線圈圈數(shù)不夠多，雖然電感量是對了，但損耗就變大了。但是是空載發(fā)熱，應該跟磁芯尺寸關(guān)系不大吧？所以我沒明白。現(xiàn)在的磁環(huán)外徑是27mm的。

在同樣的占空比和端電壓下，磁環(huán)的磁損耗跟輸出功率沒任何關(guān)系。

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隱形專家
LV.10
17
2011-12-27 12:24
@hjl2832
電感量增加的話，會不會在電流最大時（15A以上），出現(xiàn)磁環(huán)飽和而燒機？因為如果按計算，平均電流15A時的電感量應該是在23uH左右就夠了，我現(xiàn)在是用的30uH，已經(jīng)大了一些了。會不會是磁芯選小了，線圈圈數(shù)不夠多，雖然電感量是對了，但損耗就變大了。但是是空載發(fā)熱，應該跟磁芯尺寸關(guān)系不大吧？所以我沒明白?，F(xiàn)在的磁環(huán)外徑是27mm的。
磁芯選小了，線圈圈數(shù)不夠多，雖然電感量是對了，但損耗就變大了
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xyx11
LV.6
18
2011-12-27 15:48
@hjl2832
電感量增加的話，會不會在電流最大時（15A以上），出現(xiàn)磁環(huán)飽和而燒機？因為如果按計算，平均電流15A時的電感量應該是在23uH左右就夠了，我現(xiàn)在是用的30uH，已經(jīng)大了一些了。會不會是磁芯選小了，線圈圈數(shù)不夠多，雖然電感量是對了，但損耗就變大了。但是是空載發(fā)熱，應該跟磁芯尺寸關(guān)系不大吧？所以我沒明白。現(xiàn)在的磁環(huán)外徑是27mm的。

也可能是磁芯小了，

但是你應該算一下，在15A時，磁密到了多少？

如果離飽和磁密還遠，你可以增加匝數(shù)。

如果不會算（當然我可以幫你）

可以試，增加匝數(shù)后，能解決空載發(fā)熱的問題

然后帶載測試，慢慢增多負載，觀察電感電流，正常應該是在開通階段，電流呈直線緩慢上升，

如果電流拐彎上翹，說明是電感飽和。那就應該換大的磁芯了。

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hjl2832
LV.3
19
2011-12-31 11:48
@cheng111
關(guān)注，學習。
現(xiàn)在通過實驗，確定了溫升的解決辦法，增加圈數(shù)，使電感量為54uH左右，頻率為92KHz，測試結(jié)果，環(huán)境溫度20度，空載電感溫度為72度，帶10A負載，電感溫度也在72度左右，基本解決了問題，不知道上15A長期工作會不會有問題，按照B=μ0·μr·N·I / le的公式，現(xiàn)在計算好像10A的磁通密度就到了0.54T了，不知道這樣計算是不是正確的。一般鐵粉芯的黃白環(huán)B值最大取多少合適？
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成隆
LV.6
20
2011-12-31 11:49
@cheng111
關(guān)注，學習。

我還是建議使用鐵粉芯的

 

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hjl2832
LV.3
21
2011-12-31 11:52
@成隆
我還是建議使用鐵粉芯的 
您說的是鐵硅鋁？但我咨詢過深圳鉑科，這個尺寸的成品電感價格要11元多，成本太高了
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