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高频电源电源开关电源的共模电感测算方法有哪些?

更新时间  2020-4-21 来源: 阅读 570


电感器作为带磁电子器件的重要组成一部分,被普遍应用于电力安装工程电子线路中。尤其是在在电源电源电源电路中也是不可或缺的一部分,如工业化生产自动控制系统中的电磁继电器,供配电系统之电功计量检定表(电度表)。高频电源电源开关电源机械设备输入和输出端过滤装置,电视接收与推送端之调频器这种均必不可少电感器。电感器在电子线路中重要的作用有:储能、过滤器、扼流、并联谐振等。在电源电源电源电路中,由于电源电源电路处理的均是大电总流量或高电压的机械能传输,故电感器多见“功率型”电感。也是因为功率电感不同于小信号分析电感,在方案设计最易高频电源电源开关电源的拓扑方式 不一样,方案设计方式 也就常有要求,造成 方案设计的艰辛。现如今电源电源电源电路中的电感器重要用于过滤器、储能、机械能传输以及功率因数较正等。

电感器方案设计包括了电流的磁效应基础知识,永磁铁氧体以及用电安全等诸多方面的专业技能,室内设计师必须对工作情况和相关基本参数要求(如:电总流量、工作频率、頻率、溫度、原料特性等)有清楚把握以作出最有效的方案设计。电感器的分类电感器以其应用领域、产品种类、模样、适用范围等可分为不一样种类,一般电感器方案设计是以适用范围及应用领域作为出发点而一开始的。

在高频电源电源开关电源中以其适用范围不一样,电感器可分为:共模滤波电感器(CommonModeChoke)常模滤波电感器(NormalModeChoke)功率因数较正电感(PowerFactorCorrection-PFCChoke)交链藕合电感器(CouplerChoke)储能平波电感(SmoothChoke)磁放大器磁铁线圈(MAGAMPCoil)共模滤波电感器因要求两磁铁线圈具有一样的电感值,一样的特性阻抗等,故该类电感均采用对称性方案设计,其模样多见TOROID、UU、ET等模样。共模电感的基本原理共模滤波电感器又称共模扼流线圈(下称共模电感或CM.M.Choke)或LineFilter。在高频电源电源开关电源中,由于整流二极管和滤波电容以及电感中的电总流量或工作频率大幅变化,导致电流的磁效应电磁干扰(noise),此外输入电源中也存在直流以外的高次谐波噪声。这类危害若不各个方面抵制,将对负载机械设备或高频电源电源开关电源本身造成 伤害,因此好几个国家之用电安全机构对电磁干扰(EMI)周转量均作出了相对性的监管规定。

现如今高频电源电源开关电源的电源电源开关頻率逐渐高频化EMI也伴随着日益严重,因而高频电源电源开关电源中均须设置EMI过滤装置,EMI过滤装置必须对常模及共模噪声均作出相对性的抑制,以保证某一规定标准。常模过滤装置担负滤除输入或输出端二根线间之差模干扰信号,共模过滤装置担负滤除二根入线之共模干扰网络信号。实际共模电感因其工作环境不一样,又可分为ACCM.M.CHOKE;DCCM.M.CHOKE和SIGNALCM.M.CHOKE三种,在方案设计或选用时理应以差别,但其基本原理完全一致,基本原理如下图所示(1)图例:图1共模电感的作用如下图图示,在同一磁环上绕上2组方向相反的磁铁线圈,据右手螺旋焊管定则孰知,当在输入端A、B两侧再加极性相反,网络信号力度值一样的差模工作频率时,有实线图例的电总流量i2,在磁芯中导致实线图例的磁通量Φ2,如果保证两绕阻完全对称,则磁芯中两不一样方向之磁通量相互之间抵消。总磁通量为零,电感大部分为零,对常模网络信号无特性阻抗作用。若在输入端A、B两侧再加旋光性一样,力度值同样的共模网络信号时,有虚线图例的电总流量i1,在磁芯中导致虚线图例的磁通量Φ1,则磁芯中磁通量有一样的方向而彼此之间提高,使每一磁铁线圈的电感标值单独存在时的二倍,而XL=ωL,

因此,此一绕法的磁铁线圈对共模干扰有极强的抑止实际效果。实际的EMI过滤装置由L、C构成,方案设计时也常常将差模与共模抑制电源电源电路构成在一起(如图2),因此,方案设计时要依据滤波电容的规格以及所需符合的用电安全标准作出电感值的管理决策。图上L1、L2、C1构成常模过滤装置,L3、C2、C3构成共模过滤装置。图2EMI滤波器电路在方案设计共模电感之前,最开始要调研磁铁线圈须行符合以下规范:1、一切正常工作责任心下,不会因接电源电源电总流量而造成 磁芯饱和;2、对高频干扰信号要有充裕大的特性阻抗,且有一定的频宽,而对功率之网络信号电总流量有至少的特性阻抗;3、电感的温度系数应小,而回路电阻宜小;4、直流变阻器应尽量小;5、感应线圈电感应尽量大,电感值需稳定;6、绕阻间之体积电阻率须考虑到用电安全要求。共模电感器之方案设计步骤:Step0SPEC得到:EMI允许级别,应用位置Step1电感值确立Step2core原材料及型号规格确立Step3绕阻匝数及电缆线规格确立Step4打试品的Step5检验Step0:如下图所示3图示EMI滤波电路  CX=1.0UfCy=3300PFEMI级別:FccClass   Type:AcCommonModeChoke Step1:电感(L)确立:由电路设计图孰知共模网络信号由L3和C2、C3组成的共模过滤装置抑制,实际L3与C2和C3构成两路口LC串联电路,分别消化L和N网上的噪声。如果确立滤波电路的截止频率,也己知电力电容器容量C,则可以 上式计算电感L: fo=1/(2π√LC)L→1/(2πfo)2C 一般EMI检验频宽下列:传送危害:150KHZ→30MHZ(注:VDE标准10KHZ-30M)放射性物质危害:30MHZ2GBHZ实际的过滤装置无法保证理性化过滤装置那样奇险的特性阻抗趋势图,一般可将截止频率设定在50KHZ左右。这里,假设fo=50KHZ,则:L=1/(2πfo)2C=1/[(2*3.14*50000)2*3300*10-12]=3.07mHL1、L2、C1组成(低通)常模过滤装置,线间电力电容器有1.0uF,则常模电感为:L=1/[(2*3.14*50000)2*1*10-6]=10.14uH如此,可得到基础知识要求的电感值,若要获得更低的截止频率fo,则可进一步提升电感值,截止频率一般不少于10KHZ。理论上电感量越高对EMI抑制预期效果越好,但过高的电感将使截止频率更低,而实际的过滤装置只能确保一定光纤宽带,也就使高频噪声的抑制预期效果越差(一般高频电源电源开关电源的噪声成分约为5~10MHZ间,但也是有超过10MHZ之状况)。除此之外,电感量愈高,则缠线匝数愈多,或CORE之ui越高,如此将造成 高频特性阻抗提高(DCR扩大)。匝数提高使回路电阻也伴随着扩张(如图4),使高频电总流量全部经此电力电容器商品流通企业。过高的ui使CORE很容易饱和,此外制作也极艰辛,直接成本也较高。Step2:CORE原材料及SIZE确立从上述所说情况方案设计要求中孰知,共模电感器需不易饱和,如此就务必选择低B-H角形比之原料,因务必较高的电感值,磁芯的ui值也就必须高,

此外还尽量有较低的磁芯损耗和较高的Bs值,符合上述要求之CORE原材料,目前以Mn-Zn铁氧体磁芯原料CORE更加合适。COEESIZE在方案设计时并无一定的规定,一切正常状况下如果符合所需电感量,且在允许的高频损耗层面内,以所方案设计的产品容量降至最少就可以。因此,CORE原材料及SIZE获得应以直接成本、允许损耗、安装室内空间设计等作调研。共模电感普遍CORE之ui约在2000~10000正中间。IronPowderCore也是有低的铁损,高的Bs和较低的B-H角形占比,但其ui较低,故一般不被应用于共模电感,而该类磁芯确是常模电感器之优选原料。Step3:确立匝数。

 

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