環(huán)形電感
電感器電感量的大小,主要取決于線圈的圈數(shù)(匝數(shù))、繞制方式、有無磁心及磁心的材料等等。通常,線圈圈數(shù)越多、繞制的線圈越密集,電感量就越大。有磁心的線圈比無磁心的線圈電感量大;磁心導(dǎo)磁率越大的線圈,電感量也越大。
電感量的基本單位是亨利(簡(jiǎn)稱亨),用字母"H"表示。常用的單位還有毫亨(mH)和微亨(μH),它們之間的關(guān)系是:
1H=1000mH
1mH=1000μH
允許偏差
允許偏差是指電感器上標(biāo)稱的電感量與實(shí)際電感的允許誤差值。
一般用于振蕩或?yàn)V波等電路中的電感器要求精度較高,允許偏差為±0.2%~±0.5%;而用于耦合、高頻阻流等線圈的精度要求不高;允許偏差為±10%~15%。
品質(zhì)因數(shù)
品質(zhì)因數(shù)也稱Q值或優(yōu)值,是衡量電感器質(zhì)量的主要參數(shù)。它是指電感器在某一頻率的交流電壓下工作時(shí),所呈現(xiàn)的感抗與其等效損耗電阻之比。電感器的Q值越高,其損耗越小,效率越高。
電感器品質(zhì)因數(shù)的高低與線圈導(dǎo)線的直流電阻、線圈骨架的介質(zhì)損耗及鐵心、屏蔽罩等引起的損耗等有關(guān)。
分布電容
分布電容是指線圈的匝與匝之間,線圈與磁心之間,線圈與地之間,線圈與金屬之間都存在的電容。電感器的分布電容越小,其穩(wěn)定性越好。分布電容能使等效耗能電阻變大,品質(zhì)因數(shù)變大。減少分布電容常用絲包線或多股漆包線,有時(shí)也用蜂窩式繞線法等。
額定電流
額定電流是指電感器在允許的工作環(huán)境下能承受的最大電流值。若工作電流超過額定電流,則電感器就
環(huán)形電感
會(huì)因發(fā)熱而使性能參數(shù)發(fā)生改變,甚至還會(huì)因過流而燒毀。
編輯本段變壓器的主要參數(shù)
變壓器的主要參數(shù)有電壓比、頻率特性、額定功率和效率等。
電壓比n
變壓器的電壓比n與一次、二次繞組的匝數(shù)和電壓之間的關(guān)系如下:n=V1/V2=N1/N2式中N1為變壓器一次(初級(jí))繞組,N2為二次(次級(jí))繞組,V1為一次繞組兩端的電壓,V2是二次繞組兩端的電壓。
升壓變壓器的電壓比n小于1,降壓變壓器的電壓比n大于1,隔離變壓器的電壓比等于1。
額定功率P
此參數(shù)一般用于電源變壓器。它是指電源變壓器在規(guī)定的工作頻率和電壓下,能長(zhǎng)期工作而不超過限定溫度時(shí)的輸出功率。
變壓器的額定功率與鐵心截面積、漆包線直徑等有關(guān)。變壓器的鐵心截面積大、漆包線直徑粗,其輸出功率也大。
頻率特性
頻率特性是指變壓器有一定有工作頻率范圍,不同工作頻率范圍的變壓器,一般不能互換使用。因?yàn)樽儔浩饔衅漕l率范圍以外工作時(shí),會(huì)出現(xiàn)工作時(shí)溫度升高或不能正常工作等現(xiàn)象。
效率
效率是指在額定負(fù)載時(shí),變壓器輸出功率與輸入功率的比值。該值與變壓器的輸出功率成正比,即變壓器的輸出功率越大,效率也越高;變壓器的輸出功率越小,效率也越低。
變壓器的效率值一般在60%~100%之間。
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共模電感與鐵基納米晶合金
1. 引言
隨著開關(guān)型電源在工業(yè)和家用電器中越來越多的應(yīng)用,電器之間的相互干擾成為日益嚴(yán)重的問題,電磁環(huán)境越來越為人們所關(guān)心。電磁干擾有很多種類,其中在30MHz以下的共模干擾是非常重要的一類,它們主要以傳導(dǎo)方式傳播,對(duì)儀器的安全正常運(yùn)行造成很大危害,必須加以控制。通常在輸入端附加共模濾波器,以減輕外界共模干擾通過電源線進(jìn)入儀器,同時(shí)防止儀器產(chǎn)生的共模干擾進(jìn)入電網(wǎng)。共模濾波器的核心是帶有軟磁鐵芯的共模電感,其性能的高低決定了濾波器的水平。
2. 共模噪聲和共模電感
共模噪聲主要是各種開關(guān)器件在導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的,可分解為不同的諧波形式,具有比較寬的頻譜范圍。對(duì)于30MHz以下的干擾信號(hào),一般通過傳導(dǎo)方式傳播。
共模電感由軟磁鐵芯和兩組同向繞制的線圈組成,如圖1所示。對(duì)差模信號(hào),由于兩組線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反,故相互抵消,鐵芯不被磁化,對(duì)信號(hào)沒有抑制作用。對(duì)于共模信號(hào),由于兩組線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)不是抵消,而是相互疊加,因此鐵芯被磁化。由于鐵芯材料的高導(dǎo)磁率,鐵芯將產(chǎn)生一個(gè)大的電感,線圈的阻抗使共模信號(hào)的通過受到抑制。
3.共模電感器件性能與材料性能的關(guān)系
為了使共模干擾更有效地濾除,共模電感首先應(yīng)具有足夠大的電感量,因而鐵芯材料具有高導(dǎo)磁率是對(duì)共模電感的最基本要求。另一方面,鐵芯材料的頻率特性也是決定器件性能的一個(gè)關(guān)鍵因素。由于共模干擾具有較寬的頻譜,而鐵芯對(duì)共模干擾的阻抗只在某一特定頻段具有最大值。所以,為了濾除某個(gè)波段的共模干擾,鐵芯頻率特性應(yīng)使器件的阻抗在該波段與后面的電路具有最大的不匹配,以對(duì)共模干擾產(chǎn)生足夠大的損耗(稱為插入損耗)。對(duì)于共模信號(hào)而言,共模電感可以等效為電阻和電感的串聯(lián),此時(shí)器件的總阻抗為:
其中:為鐵芯導(dǎo)磁率實(shí)部引起的與純電感有關(guān)的感抗。
為鐵芯導(dǎo)磁率虛部引起的與損耗有關(guān)的阻抗。L0為空心電感的電感量。
在實(shí)際的共模電感中,XL形成對(duì)共模干擾的反射,而XR是由于鐵芯損耗等被吸收消耗的部分。這兩部分都形成了對(duì)共模干擾的抑制。因此,共模電感鐵芯的總阻抗代表了器件抑制共模干擾的能力。共模電感鐵芯供應(yīng)商大多使用阻抗(或者做成器件后的插入損耗)與頻率的關(guān)系表示產(chǎn)品的頻率特性。
材料的導(dǎo)磁率與頻率的關(guān)系比較復(fù)雜。一般地,導(dǎo)磁率實(shí)部隨頻率的升高而降低;導(dǎo)磁率虛部開始較低,在某個(gè)頻率(稱為截止頻率)有峰值,如何又隨頻率而下降。應(yīng)當(dāng)注意,器件阻抗隨頻率的變化規(guī)律和導(dǎo)磁率的規(guī)律不同,因?yàn)樽杩钩藳Q定于導(dǎo)磁率以外,還與頻率有關(guān)。一般地,共模電感的阻抗及其頻率特性決定于鐵芯尺寸、材料特性、線圈匝數(shù)等因素。
電感的計(jì)算公式:
加載其電感量按下式計(jì)算:線圈公式
阻抗(ohm) = 2 * 3.14159 * F(工作頻率) * 電感量(mH),設(shè)定需用 360ohm 阻抗,因此:
電感量(mH) = 阻抗 (ohm) ÷ (2*3.14159) ÷ F (工作頻率) = 360 ÷ (2*3.14159) ÷ 7.06 = 8.116mH
據(jù)此可以算出繞線圈數(shù):
圈數(shù) = [電感量* { ( 18*圈直徑(吋)) + ( 40 * 圈長(zhǎng)(吋))}] ÷ 圈直徑 (吋)
圈數(shù) = [8.116 * {(18*2.047) + (40*3.74)}] ÷ 2.047 = 19 圈
空心電感計(jì)算公式
空心電感計(jì)算公式:L(mH)=(0.08D.D.N.N)/(3D+9W+10H)
D------線圈直徑
N------線圈匝數(shù)
d-----線徑
H----線圈高度
W----線圈寬度
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