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設計電感時需要注意哪些原則,為什么要注意

發布時間:2021-03-15 ???? 點擊:

       原則一

  電感不飽和(感值下降不超出合理范圍)

  H加大時,B值也同時增加,但H加大到一定程度后,B值的增加就變得越來越緩慢,直至B值不再變化(u值越來越小,直至為零),這時磁性材料便飽和了。通常電路中使用的電感都不希望電感飽和(特殊應用除外),其工作曲線應在飽和曲線以內,Hdc稱為直流磁場強度或直流工作點。

  對于儲能濾波電感,由于需要承受一定的直流電流(低頻電流相對與高頻開關電流也可視為直流),也就是存在直流工作點Hdc不為零。磁芯需加氣隙才能承受較大的直流磁通,所以該類電感通常選用鐵粉芯做磁芯(有分散氣隙)。

  由于磁芯加了分布氣隙,其飽和過程就不是一個突變而是一個漸變的過程,所以電感的不飽和問題就轉化為電感感值在直流量下的合理下降問題。

  對于PFC、BOOST、BUCK以及DC-DC電感,電感的取值通常由設計要求最大紋波電流(RippleCurrent)來決定(通常設計指標是最大紋波電流百分比)。

 

  原則二:

  電感損耗導致的溫升在允許的范圍內(考慮使用壽命)

  電感主要由磁芯、線圈組成,所以其溫度要求也由這兩方面的限制構成。磁芯(Core):儲能電感的磁芯有鐵粉芯、鐵硅鋁粉芯、鐵氧體等構成,目前使用最多的是鐵粉芯。鐵粉芯存在高溫老化導致失效的問題,其失效機理可解釋如下:鐵粉芯是由鐵磁性粉粒與絕緣介質混合壓制而成,絕緣介質通常是高分子聚合物-樹脂類構成,其在高溫下絕緣性能會慢慢劣化,鐵磁材料間的電阻會越來越小,從而磁芯的渦流損耗越來越大,大的損耗導致更高的溫升,這樣便形成了正反饋,這稱為熱跑脫效應(ThermalRunaway)。鐵粉芯磁芯的壽命便是由熱跑脫效應決定的,其與溫度、工作頻率和磁通密度都有關系。

  原則三:

  電感的工藝要求可以達成

  電感理論設計完成后,就需要考慮工程實現的問題了。

  工藝問題

  電感線圈是否可繞得下

  線圈的繞法

  電感線圈的繞法主要有循環式、往復式、漸進式三種。

  誤差的確定

  由于磁芯材料的磁參數均有較大的分布誤差,批次不同或廠商不同則差異可能更大,通常為±15%~25%,所以設計時需考慮在參數偏差時所造成的影響。

  

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