PFC电感计算与验证
这份是山特电子针对 UPS 电源内部电感做的一份内部技术报告，主要解决实际工程里电感损耗不好估算的问题，研究对象是 UPS 里常见的 PFC 升压电感和逆变滤波电感，主要用 Micrometal 品牌的粉芯磁芯来做研究。电感产生的热量主要来自两部分，一部分是磁芯本身发热也就是铁损，另一部分是铜线通电发热也就是铜损。
粉芯磁芯几乎不用考虑涡流带来的发热，主要是磁滞损耗，这种损耗跟开关频率、磁通波动大小有关；铜线发热除了直流电阻损耗，高频下还会有集肤效应加重发热，不过线径不算粗、纹波不大的时候，这部分额外发热可以忽略。
PFC 升压电感和逆变电感都有一个共同难点，在市电或者输出正弦电压的一个周期内，电路的占空比一直在不停变化，磁芯内部磁通也会跟着实时改变，不能拿某一个固定数值直接算整体损耗。
这份文档的做法是先算出每一时刻磁芯的磁通，得到每一时刻的瞬时磁芯损耗，再对一整个周期做积分求平均值，以此得到真实的平均铁损耗。铜线的损耗主要靠工作电流和导线电阻计算，同时要考虑电感工作升温之后，铜导线电阻会变大，需要做温度修正。
为了验证这套计算方法准不准，研发人员用了量热法做实验。简单说就是把电感放到保温容器的液体里面，隔绝外界散热，通过观察液体温度上升的快慢，直接算出电感实际产生多少热量。
多组对比测试显示，理论计算出来的损耗和实际测出来的数值误差可以控制在正负 5% 以内，证明这套计算方式在工程上是靠谱的。
文档也特别提醒，磁芯的计算公式只适配本次试验用的磁芯材料，如果换成别的品牌磁芯，不能直接套用这套参数。另外铜线要注意集肤效应，如果导线过粗、电流纹波占比很高，就不能忽略高频带来的额外发热。
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