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智能伺服变压器:关于共模电感材料等选取

2018-07-21 09:01:19 德州信平电子有限公司 阅读

共模电感选取

根据共模电感的额定电流、直流电阻以及额定频率下阻抗值要求,可以按步骤进行设计:

 5个磁环.jpg

1  根据阻抗值计算最小电感值

2  选择共模电感磁芯材料以及磁芯尺寸

3  确定线圈匝数

4  选择导线

共模电感最小电感值计算公式:

 

信平电子变压器


Xl为频率为f时的阻抗值

扼流圈电感值是用负载(单位: Ohms)除以信号开始衰减时的角频率或以上频率。例如,在50Ω的负载中,当频率达到 4000 Hz 或以上时信号开始衰减,则需要使用 1.99 mH (50/2π×4000))的电感。其相应的共模滤波器构造,如下图6所示:

 

信平电子变压器

 

选择所需滤波的频段,共模阻抗越大越好,因此在选择共模电感时需要看器件资料,主要根据阻抗频率曲线选择。

 

电感量计算出来后和普通设计电感一样,在此就不详细展开。

 

自己在绕制电感时要注意些事项,

 

1)绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘,以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路。

2)当线圈流过瞬时大电流时,磁芯不要出现饱和。

3)线圈中的磁芯应与线圈绝缘,以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿。

4)线圈应尽可能绕制单层,这样做可减小线圈的寄生电容,增强线圈对瞬时过电压的而授能力

 

共模电感磁芯的选取磁芯时,形状尺寸、适用频段、温升以及价格都要考虑,常用的磁芯为U型、E型和环形。

 

相对而言,环形磁芯比较便宜,因为环形只有一个就可制作。而其他形状的磁芯必须有一对才能为共模电感所用,且在成型时,考虑两磁芯的配对问题,还须增加研磨工序才能得到较高的磁导率,对于环形磁芯却不需如此;与其它形状磁芯相比环形磁芯有较高的有效磁导率,因为两配对磁芯在装配时,无论怎样作业都不可消除气隙的现象,故有效磁导率比单一封闭形磁芯要低。但环形磁芯绕线成本较高,因其他形状磁芯有一配套线架在使用,绕线可以机器作业,而环形磁芯只可以手工作业或机器(速度较低)作业;且磁环孔径小,机器难以穿线,需要人工去绕,费时费力,加工成本高,效率低;安装不便,若是加底座,则成本会上升。综合性能比起来,磁环性能较好,价格也较高。因为成本的因素,磁环大多用在大功率的电源上。当然因为体积小,对体积有要求的小功率电源,可以采用磁环磁芯。对于主要作用是滤除低频噪声的共模电感,应当选用高磁导率的锰锌铁氧体磁芯;相反,应该选用适用于高频的镍锌铁氧体磁芯或磁粉芯磁芯。通常适用于高频的磁芯,因其具有分布式气隙,故磁导率相对较低,二者不可兼得。不过,与普通电感器不同的是,共模电感的作用是对噪声信号形成较大的插入损耗,以减小噪声干扰。锰锌铁氧体在高频时,虽然其有效磁导率很小,但磁芯损耗随频率增加而增大,对高频噪声有较大的阻碍作用,所以也能减弱高频干扰,只是效果相对较差。然而,较大的磁芯损耗会导致磁芯发热,而损耗较小的磁芯价格也较高。


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