大家知道什么是电感降额吗?电感选型又是什么?今天,就让金昊德小编为大家放送满满干货知识吧~
电感降额释义:电感元件的热温额定值与线圈线组的绝缘性能、工作电流、瞬态初始电流和介质耐压有关。
1)THS为额定热点温度。
2)仅适用于扼流圈。
如果我们的瞬态电流是2A,我们需要额定电流是2A/0。9=2。22A,我们需要选择额定电流为2。5A~3A电感作为输出。Isat和Irms选择小的作为额定电流。
电感选型:我们选择的Irms和Isat大于2。5A,DCR相对较小的10uH电感,最终考虑成本和体积。
选择共模电感(扼流圈)。
1.共模电感原理。
在介绍共模电感之前,先介绍扼流圈。扼流圈是一种低阻抗线圈,用于减弱电路中的高频电流。为了改善其电感扼流圈,通常有软磁材料的核心。共模扼流圈有多个相同的线圈,电流在这些线圈中反向流动,因此在扼流圈的核心中抵消磁场。共模扼流圈常用于抑制干扰辐射,因为这种干扰电流在不同的线圈中反向,提高了系统的EMC。这种电流共模扼流圈的电感很高。
共模信号和差模信号只是一个相对量。共模信号又称共模噪声或对地噪声,是指两条线对地的噪声。对于开关电源的输入滤波器,是零线和火线对地的电信号。虽然零线和火线没有直接与地球相连,但零线和火线可以通过电路板上的寄生电容、杂散电容或寄生电感与地球相连。差模信号是指两条线之间的直接信号差,也可以称为电视差。
2.差模噪声和共模噪声的主要来源。
对于开关电源,如果整流桥后的储能滤波大电容为理想电容,即等效串联电阻为零(忽略所有电容寄生参数),输入电源的所有可能差模噪声源将完全旁路或解耦,但大容量电容的等效串联电阻不为零。因此,输入电容的等效串联电阻是差模噪声发生器的主要阻抗Zdm。
输入电容器除了承受从电源线流入的工作电流外,还提供开关管所需的高频脉冲电流,但无论如何,电流通过电阻不可避免地产生压降,如电容等效串联电阻,因此输入滤波电容器两端出现高频电压纹波,来自差模电流。它基本上是一个电压源(由等效串联电阻引起的)。理论上,当整流桥导通时,高频纹波噪声只应出现在整流桥的输入侧。事实上,当整流桥关闭时,噪声会通过整流桥二极管的寄生电容器泄漏。
3.共模电感如何抑制共模信号。
目前,我们已经知道共模信号是两个相等的范围。相位相同的信号一般来自电网,会影响电路板的正常工作,以电磁波的形式干扰周围环境。
既然共模信号是用电感抑制的,那肯定和磁场有关。
磁通量用F表示,为标量,单位为韦伯,代号Wb。磁通量与磁感应强度B与截面积A的关系如下:
F=BA
从关系可以看出,通过横截面的磁力线越多,磁通量就越大。对于绕在磁芯上的线圈,线圈的电感L可以表示为:
L=NF/i。
N是线圈匝数。
到目前为止,通过以上的简要概述,我们可以知道,当绕在磁芯上的线圈匝数和电流不变时,磁芯中的磁力线越多,磁通量就越大,相应的电感就越大。电感的自然作用是防止流过其上电流的变化,其实质是防止其磁通量的变化。这是利用共模电感抑制共模电流的基本原理。
共模电流在共模电感上产生的磁感应强度,电流I1产生的磁感应强度为B1,电流I2产生的磁感应强度为B2,电流I1和I2产生的磁力线相加,所以磁通也相加,所以电感相加,电感越大,抑制电流的能力就越强。
一句话可以解释如何抑制共模电流,即当共模电感流过共模电流时,磁环中的磁通相互叠加,从而具有相当大的电感量,抑制共模电流。
当两个线圈流过差模电流时,铁氧体磁环中的磁线相反,导致磁通相互抵消,几乎没有电感,因此差模信号基本上可以通过(考虑到电感本身具有一定的电阻)。因此,开关电源的输入滤波器不仅可以增加共模电感,还可以增加共模电感来抑制共模电流,防止电路误触发。
4.选择共模电感。
根据共模电感的额定电流、直流电阻和额定频率下的阻抗值要求,可按步骤设计:
1.根据阻抗值计算最小电感值;
2.选用共模电感磁芯材料及磁芯尺寸;
3.确定线圈匝数;
4.选择导线。
扼流圈电感值为负载(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Hz或以上时,信号开始衰减,需要使用1。99mH(50/2π×)电感。
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,需要查看设备数据,主要根据阻抗频率曲线。
计算出电感量后,与普通设计电感一样,这里就不详细展开了。
绕制电感时要注意的事项,
(1)绕线圈磁芯上的导线应相互绝缘,以保证线圈匝间在瞬时过压作用下不发生击穿短路。
(2)当线圈流过瞬时大电流时,磁芯不应饱和。
(3)线圈中的磁芯应与线圈绝缘,防止两者在瞬时过电压作用下发生击穿。
(4)线圈应尽可能绕制单层,以减少线圈的寄生电容,增强线圈对瞬时过电压的能力。
在选择共模电感磁芯时,应考虑形状尺寸、适用频段、温升和价格。常用的磁芯是U型、E型和环形。
相对而言,环形磁芯相对便宜,因为只有一个环可以制造。其他形状的磁芯必须有一对用于共模电感,在成型过程中,考虑到两个磁芯的配对,必须增加研磨过程才能获得更高的磁导率,但不需要环形磁芯;与其他形状的磁芯相比,环形磁芯具有更高的有效磁导率,因为两个配对磁芯在装配过程中无论如何都不能消除气隙,所以有效磁导率低于单个封闭磁芯。
但环形磁芯绕组成本高,因为其他形状的磁芯有配套线架,绕组可以机器操作,而环形磁芯只能手动操作或机器(低速)操作;而且磁环孔径小,机器穿线困难,需要人工绕组,费时费力,加工成本高,效率低;安装不方便,如果加底座,成本会上升。与综合性能相比,磁环性能更好,价格更高。由于成本因素,大多数磁环用于大功率。
在前一篇文章中,我们都知道不同类型的电感磁芯,如工字电感磁芯、综合成型电感磁芯、磁环电感磁芯等,那么共模电感磁芯有哪些类型呢?共模电感常见的磁芯有铁氧体磁芯、磁粉芯和高磁通磁粉芯,其中常用的磁粉芯有铁粉芯和铁硅铝粉芯。在众多的共模电感磁芯中,铁氧体磁芯由于其材质的可塑性,形状最多,一般利用率较高。
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以上是关于电感降额和电感选型的介绍,希望对您有所帮助哦~。