开关电源用PM形磁芯
Type PM Core for SMPS

1 引言
众所周知，磁芯的几何形状影响线圈的屏蔽、漏感、绕线、安装，选择磁芯形状时应使线圈屏蔽好、漏感小，绕线方便。PM形磁芯（Pot Module Cores 罐形组件磁芯）源于罐形（Pot）磁芯，由于具有容纳带有引线插针的线圈骨架的切口，这些插针可安装在按标准罐形磁芯形式设计模数的（Module）印刷电路板上，因此取名PM形磁芯。IEC1247（1995，第一版）《磁性氧化化制成的PM磁芯及其附件的尺寸》规定了PM形磁芯的尺寸、与磁芯配用的线圈骨架的基本尺寸以匝引线插针在印刷电路网络上相对磁芯基本轮廓的位置，同时规定了磁芯的有效参数值。该标准规定了PM50/39、PM62/49、PM74/59、PM87/70、PM114/93等五种规格的磁芯的尺寸及相关资料。
2 外形特点

PM形磁芯外形图如图1，它是由罐形磁芯形成的，一方面具有罐形磁芯的优点：磁路封闭，漏磁小，有效面积大，磁芯系数C1值小，气隙能够控制。由于它的引线槽宽，它允许使用较粗的铜线焊接，引线柱间的距离较宽，能承受足够的耐压和通过较大的电流。因此PM形磁芯可看作是罐形磁芯为适应高功率应用的扩展。另一方面因为罐形磁芯线圈被外围的磁芯包裹，磁芯的外圆周提供了良好的屏蔽，装入电路后，可消除相临元器件之间的电磁耦合，同时可解决了线圈绕线不便，但缺点是散热不良，温升较高，而PM形磁芯是将罐形磁芯外圆切掉一部分，则使磁芯中心柱通风良好，利于散热，从而解决了温升过高的问题。
3 磁芯设计特点
PM形磁芯在设计方面具有设计合理，可减小漏感，磁芯温升小等优点：
①对于开关电源变压器来说，变压器对电感量有一定要求的，如初级电感为

其中：为磁芯振幅磁导率
：为初级线圈匝数
：为磁芯常数
由于开关电源变压器在大振幅交变磁场下工作，因此与直接有关的是振磁导率，而不是起始磁导率。在其它条件相同时，振幅磁导率高可减小磁化电流。而PM形磁芯的磁芯常数较小，对变压器来说是有利的。
②PM形磁芯的中心柱为圆形，对于绕线来说，可使给定截面积的绕组匝长最短，减小铜损。
③PM形磁芯窗口面积高宽比约为3：1，可减小漏感。同时磁芯的散热面积与体积之比值较大，有利于磁芯的散热。
4 磁芯有效参数的讨论

PM形磁芯有效参数的计算与别的闭合磁路的磁芯一样，首先将磁芯进行等效，也就是说，磁芯被一个理想的环所代替，之后根据IEC公布的有关公式可以计算出规定尺寸的PM形磁芯有效参数。我们知道IEC60205第二版2001-04中规定了计算PM形磁芯有效参数的公式以前，还有一个试行版，此版本与IEC60205中规定的公式中有一个公式有所区别，即A1的面积：

由公布的公式计算相同尺寸的PM形磁芯的有效参数，并根据此参数进行磁芯测量，现列入表1。
由于该磁芯采用材料为R2K3P材料，材料的性能为μi：2300、Pm：83mw/g(100kHz200mT)，由此可知材料的性能与正式版计算的磁路测试磁芯的性能接近，而试行版计算的磁芯有效参数与正式版有所差异，其中Ae的数值相差大约6.5%，损耗相差约为11.4%，这是因为测试损耗时所加电压是由下面公式测试得到的，在试用版计算结果测量时相当于把

测试磁场增加了6.5%，磁芯功耗在100kHz主要为磁滞损耗，而磁滞损耗随Bn(n=1.5～2.5)增加而增加，这导致磁芯测量结果有所区别。因此对于正确的磁路计算在磁芯使用和测量时都是至关重要的。
5 结束语
对于一种设计合理的磁芯，关键还是应用，所以在此希望铁氧体生产厂商生产和向设计人员推荐此种形状的磁芯，使器件设计有更大的选择面。