磁件设计器

Area Product 法选磁芯 → 匝数 → 气隙 → 线径（含集肤深度与并绕股数）→ 铜损 / 铁损 / 温升，并校验磁通密度与窗口填充。覆盖电感、反激变压器与 LLC 谐振磁件。

01 · 电感参数

目标电感量 L (µH)

峰值电流 Ipk (A)

有效值电流 Irms (A)

纹波电流 ΔI 峰峰 (A)

开关频率 fsw (kHz)

绕组温度 (℃)

02 · 磁芯与设计约束

磁芯选择

窗口利用系数 Ku

电流密度 J (A/mm²)

工作磁通密度 Bpk (T)

铁损系数 Cm

频率指数 α

磁密指数 β

允许温升 (℃)

01 · LLC 变换器规格

最小直流输入 Vin_min (V)

含保持时间跌落

最大直流输入 Vin_max (V)

PFC 输出典型值

输出电压 Vout (V)

输出电流 Iout (A)

次级整流管压降 Vf (V)

同步整流填 0

谐振频率 f_r (kHz)

拓扑

电感比 m = L_p/L_r

典型 3~7

设计最小增益 M_min

0 = 自动取 √(m/(m−1))

峰值增益裕量 (%)

对抗参数漂移

02 · 磁芯与设计约束

谐振电感 L_r 磁芯

变压器 T1 磁芯

窗口利用系数 Ku

电流密度 J (A/mm²)

变压器工作磁通幅值 B_pk (T)

物理幅值，≤0.25 控铁损

谐振电感工作磁密 B_pk (T)

Lr 带全交流，建议 ≤0.15

铁损系数 Cm

频率指数 α

磁密指数 β

绕组温度 (℃)

允许温升 (℃)

01 · 反激变换器规格

最小直流输入 Vin_min (V)

最大直流输入 Vin_max (V)

输出电压 Vout (V)

输出电流 Iout (A)

次级二极管压降 Vf (V)

开关频率 fsw (kHz)

最大占空比 Dmax

效率 η

绕组温度 (℃)

02 · 磁芯与设计约束

磁芯选择

窗口利用系数 Ku

电流密度 J (A/mm²)

工作磁通密度 Bpk (T)

铁损系数 Cm

频率指数 α

磁密指数 β

允许温升 (℃)

03 · 设计结果

磁芯与绕组

损耗与温升

校验

项目	计算值	限值 / 目标	结论

绕组结构示意

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模型与假设：
· 磁芯按 Area Product（AP = Ae·Aw） 法选择，AP_req = 10⁴·L·I_pk·I_rms /(Ku·J·B_pk)，单位 cm⁴。该判据同时等价于“窗口装得下”与“磁通不饱和”两个约束。
· 气隙按 l_g = µ₀·N²·A_e/L 计算（忽略磁芯自身磁阻，适用于有气隙的电感）。
· 铁损用 Steinmetz 式 P_v = C_m·f^α·B^β（mW/cm³，f 用 kHz、B 用 mT），默认系数对应 ~100 ℃ 的常规功率铁氧体，换材料请向厂家索取 Steinmetz 参数。
· 温升用 Micrometals 经验式 ΔT = 450·(P/A_s)^0.826，误差可达 ±20 ℃，务必实测确认。
· 磁芯表内 Ae / Aw / Le / MLT / 表面积均为典型值，正式设计请以厂家数据手册为准。
· LLC：按基波近似（FHA）+ 虚拟增益 M_v=√(m/(m−1)) 建模（依据 onsemi AND90061）。方程已用其官方实例对拍：n=9.32 / R_ac=116 Ω / Q=0.37 → C_r=39.0 nF、L_r=72.0 µH、L_p=409.6 µH（原文 38.9 / 72 / 410）。 FHA 在谐振点以下会低估峰值增益 10~15%；不校验 ZVS 边界；不计算漏感（集成 L_r 须实测）。

Area Product 法（McLyman）：AP = 10⁴·L·I_pk·I_rms/(Ku·J·B_pk)；气隙 l_g = µ₀·N²·A_e/L；集肤深度 δ = 66.1/√f ×√(1+0.00393(T−20)) mm（铜）；反激按 DCM 设计，D₂ = D·V_or/[n(V_out+V_f)]。