磁粉心的飽和磁通密度高達(dá)10T（10000Gs）左右，在強磁場條件下，即工作在大電流時，磁心不易飽和。制作APFC電感，不用開氣隙，不會對電路產(chǎn)生電磁干擾（EMI）。而且由于其直流偏磁動態(tài)線性相當(dāng)好，通過設(shè)計計算可以精確地控制在額定電流時的電感值。恰當(dāng)選擇磁心尺寸和線圈匝數(shù)，還能得到滿意的磁心損耗的結(jié)果。

　　常見的磁粉心有鉬坡莫合金磁粉心（MPP）、高磁通磁粉心（HF）、鐵硅鋁磁粉心（MS）和鐵粉磁心（IP）。前兩種，國內(nèi)習(xí)慣上稱為鐵鎳鉬磁粉心和鐵鎳磁粉心。它們的磁心損耗數(shù)據(jù)見表1。前3種為美國阿諾集團（ARNOLD）產(chǎn)品，后1種為臺灣產(chǎn)品。從表1可以明顯看出MPP磁心損耗最低，鐵粉心損耗最高，其它兩種居中。某種條件下，MS磁心損耗略低于HF磁心，接近MPP磁心。

　　MPP磁心價格比較貴，損耗低與成本高之間有矛盾，在要求溫升必須很低時，不得不采用這種較貴的磁心。對于要求不是特別嚴(yán)格的場合，完全可以經(jīng)過精心設(shè)計，采用其它磁心，甚至采用損耗高的鐵粉心，也能得到滿意的結(jié)果。

1對電感設(shè)計有關(guān)參數(shù)的剖析

　　對于設(shè)計與制作APFC電感，主要要求其溫升低（即損耗要小），另外偏磁影響小，能有效控制電感值在額定電流時不低于臨界電感值。

　　為了設(shè)計出性能價格比滿意的APFC電感，有必要對電感設(shè)計的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行充分的剖析。

　　有些參數(shù)是與磁心規(guī)格尺寸有關(guān)的如：AL，Ae，le，Ve，Wt，l/N，SA，Wa等。由le派生出H/NI，它等于0.4π/le，可稱它為磁場強度系數(shù)。磁心大，le就大，此值就小。乘上NI就是磁場強度值H。另外，亦可稱它為飽和系數(shù)，此值小，就不易飽和。在相同NI時，大磁心就比小磁心不容易飽和。還有一個參數(shù)：線圈匝數(shù)N。匝數(shù)多電感值就大。l/N為每匝導(dǎo)線平均長度，單位為cm。SA為線圈表面積。AL為電感系數(shù)，單位為nH/N2或μH/N2。電感系數(shù)同有效磁導(dǎo)率之間有這樣的關(guān)系：AL=μe·4π·Ae/le。電感系數(shù)與匝數(shù)和電感量之間的關(guān)系為：L=N2·AL。

　　控制磁心飽和比較簡單，就是選用尺寸大的磁心；采用磁導(dǎo)率低的材料。從圖1～圖4可以看出，低磁導(dǎo)率的曲線，隨磁場強度增大而下降的趨勢，比較平穩(wěn)緩慢(注：原稿縱坐標(biāo)稱“百分磁導(dǎo)率”，這里用相對磁導(dǎo)率μr表示）。

表1磁粉心磁心損耗（單位：mW/cm3）

注：圖中橫坐標(biāo)的數(shù)值以O(shè)e作單位，系非法定單位，現(xiàn)換算為A.cm－1,1Oe=0.796A.cm－1

圖1MPP相對磁導(dǎo)率（μr）—直流磁場強度（H）特性曲線

圖2HI—FLUX相對磁導(dǎo)率（μr）—直流磁場強度（H）特性曲線

圖3SUPPER—MSS相對磁導(dǎo)率（μr）—直流磁場強度（H）特性曲線

圖4相對初始磁導(dǎo)率（μr）—直流磁場強度（H）關(guān)系曲線

　　同磁心損耗有關(guān)的參數(shù)比較多，給我們提供了調(diào)整余地。有兩個公式：Pcore=kfmBn和Bac=(L△I·102)/2AeN。前一公式說明磁心損耗正比于頻率和磁通密度。頻率一定時，磁通密度小，損耗就小。從后一公式可以看出，在分子值不變時，增大分母值，即增大Ae或N，或增大兩者的乘積，Bac值就減少。N值增加會加大銅損和磁場強度，要適當(dāng)處理。如選用低磁導(dǎo)率的材料，N增加既不會增加電感量又不會因磁場強度增加而使μr減少更多。增加Ae，會因AL值增加而使匝數(shù)減少，但只要兩者乘積增加就行。例如Ae增加1倍，AL也增加1倍，但N僅減少30％，Ae與N的乘積可增加40％，從而使Bac降低近30％。因此，只要對有關(guān)參數(shù)調(diào)整得當(dāng)，就可以得到滿意的設(shè)計效果。

2一個設(shè)計實例

設(shè)計一只2000W的電感。Uo=400V，η=95％，f=100kHz,Ui（ac)min=90V。將△I設(shè)定在0.2Ii上。由以下公式，得出臨界電感值：通過以下的關(guān)系式，選擇所需磁心。

LI2=（NI）2AL′μrμ

移項后得AL′=LI2/（NI）2μr(2)

　　從表2可以查到不同磁心不同μr的NI值?，F(xiàn)選定μ為μr=50％。將某一磁心相關(guān)數(shù)字代入上述公式求得AL′值。將此值除以此磁心的AL值就可以得出要用多少只此種磁心。

　　（1）選用ARNOLDMPP磁心866142，μr=50％的NI為733代入公式得AL′為：

AL′=(132×36.32)/(7332×0.5)=0.647

表2幾種磁粉心不同μr時的NI值

表330％μ時磁心參數(shù)計算結(jié)果

n=AL′/AL=0.647/0.142=4.6(只)

此結(jié)果，顯然無法采用。

　?。?）選用ARNOLDMPP磁心123068，μr=50％的NI為1560代入公式得AL′為0.143，0.143/0.068=2.1。用2只磁心，可以采用。兩只合用，有些參數(shù)要修正為：

AL=0.136μH/N2，Ae=3.54;Ve=69.54;

l/N=8.79cm;SA=259。

　　設(shè)定μ=50％，起始電感值為：

132/0.5=264μH，N=44，Lo=263.3μH，

NI=44×36.3=1597.2，

H=1597.2×0.0641×0.7958=81.5A/cm

查曲線得μr=49％。

L31.3=263.3×0.49=129μH≈132μH