开关电源功率电感的温升估算

根据TI的资料

热阻计算

对于EE 类型的core.在自然对流的情况下,电感的外部热阻Re计算可以根据下述公式:


------公式2

As--- 电感的总面积(不含贴在PCB的那一面) 单位cm2
针对ETD和EC系列的EE core,总面积大概是绕组面积Aw的22倍(经验值)。所以公式2就变成了这样:


------- 公式3

对于PQ core,As/Aw 从25-50变化不等。多以,外部热阻
Re变化范围在16/Aw 到 32/Aw之间。

损耗计算

电感的损耗主要有3部分:磁滞损耗(铁芯),涡流损耗(铁芯),线圈损耗(铜损)

问题:
Aw是指绕组成品的截面面积(窗口面积)。
As 中的铁芯部分面积是指哪里?与空气接触的面积?还是截面积?还是全部的面积?
另一个参考
自然对流下,电感表面的最热点与空气的热阻为:
Rth≈(53...61)×Ve-0.54 oC/watt, 公式4Ve- core的体积 cm3.
由此得出一个普遍的经验温升公式:

Trise≈50/sqrt(Ve)×P. --- 公式5

实测验证:
一个65W的适配器里面的功率变压器,损耗功率1.32W(实测,输入-输出并计算)
环境温度:30℃
铁芯表面最高温度:68℃
温差:38℃
变压器外热阻值计算Rsa=38/1.32=28.78℃/W
变压器的体积Ve=7.7cm3
根据公式4计算得出R=19—22℃/W ,最小与实测值相差6.78℃。
所以以上公式谨慎使用。

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