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在電感器設計過程的注意事項

類别:行業新聞   發布時間:2019-03-22 12:02   浏覽: 次

電感器設計注意事項
電感器的頻率特性主要由三個因素影響
A、磁芯材料損耗的影響是最主要的,它導緻Q值從最大值後呈現負斜率。
B、介電損耗也是影響的因素,特别是在高頻段尤為明顯。
C、第三個影響因素是分布電容和電感的自諧振效應。


自諧振頻率對電感器的性能起到負面影響,自諧振頻率是由分布電容和自感所決定,而分布電容是由繞線方法所決定的。盡量減少分布電容是繞線設計中非常重要的考慮目标。對于環型磁粉芯的繞線,它的有效電容是與電感并聯的,這個分布電容是線與線之間,層與層之間和繞線本身與磁粉芯之間的電容之和。


好的繞線設計技術就是要盡量縮小圈數之間的電壓,力求盡量減少分布電容,比如将繞線劃分成幾組,或者使用繞線排更可以有效較少電容量。在繞線和内部分段連接技術中,應盡量避免使輸入端與輸出端靠的太近,因為在着兩個部分具有圈與圈間最大的勢能,并因此而分布最大的有效電容值。同時,濕度指标和灌封與封裝材料的絕緣常數也會提高分布電容值。


對于精密繞線磁芯,要求時間穩定性高和溫度重複性好。所以在其溫度周期内,必須讓繞線應力得到釋放。在磁粉芯是繞制完的線圈必須要做盡量多的從室到125℃的溫度循環,這個溫度循環不僅僅是為了釋放應力,而且還有去除濕度的作用,當完成溫度循環後,必須要對電感器進行電感量的最後調整。


繞線後磁芯必須保持幹燥,盡快浸封,灌封或密封起來,應仔細選擇灌封化合物材料,以避免有些材料随時間和溫度收縮,而影響穩定性。在繞線後磁芯外面加上一些墊襯材料可以改善這種影響。


對于設計工程師而言,了解熱老化引起磁芯損耗增加條件是十分重要。在高頻條件下,渦流損耗是主要損耗,而低頻下,磁洩損耗則是主要損耗。而各種損耗形式在總損耗中所占比例也會受到磁通密度的影響。受到高溫熱老化影響的是磁芯損耗的渦流部分。


在鐵氧體磁芯内采用開氣隙的方式,可降低磁芯的有效磁導率,從而降低工作的磁通密度,但這種氣隙可以造成嚴重的局部化氣隙損耗問題,當頻率高于100KHz時,尤其顯著,在很多的例子裡,氣隙損耗都會超過磁芯損耗,由于磁粉芯的氣隙是均勻分布的,所以這類局部化氣隙損耗基本上是不存在的。


如果選用任何不适當的磁芯材料或小于指定尺寸的磁芯,磁芯會因為進行過高頻率的磁芯損耗而産生溫升,從而更可能導緻熱衰敗。


在選擇适合的磁粉芯材料前,比尋确定電感器擺動的重要性,選取原則是保證磁粉芯不被磁飽和為前提。


判斷磁粉芯溫度的"過熱點"的最佳方法是在磁芯打一個小的盲孔,并插入溫差電偶絲,要求電偶絲與磁芯緊密接觸才能得到精确結果,必須嚴密注意通風死角的溫度情況,因為這些死角處的溫度比冷風通道處的溫度要高。建議單元組件在最惡劣條件下運行4-8小時,或運行導電感器達到熱平衡為止。這樣才能獲得真正的磁粉芯的最高溫度。要注意磁粉芯有不同的導熱系數,會形成溫度分級情況。


磁粉芯的原料磁粉有磁力格化現象,即是說當磁粉被磁化時,它們尺寸會發生輕微的變化,此情況在可聽頻率>20KHz以上應用中無關緊要,但在某些50Hz的用途中,磁芯會有蜂鳴噪音出現,這種情況在E形磁芯比在環形磁芯更明顯,也會随着交流磁通密度的變化而改變。