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      高頻電源電源開關電源的共模電感測算方法有哪些?

      更新時間  2020-4-21 來源: 閱讀 200


      電感器作為帶磁電子器件的重要組成一部分,被普遍應用于電力安裝工程電子線路中。尤其是在在電源電源電源電路中也是不可或缺的一部分,如工業化生產自動控制系統中的電磁繼電器,供配電系統之電功計量檢定表(電度表)。高頻電源電源開關電源機械設備輸入和輸出端過濾裝置,電視接收與推送端之調頻器這種均必不可少電感器。電感器在電子線路中重要的作用有:儲能、過濾器、扼流、并聯諧振等。在電源電源電源電路中,由于電源電源電路處理的均是大電總流量或高電壓的機械能傳輸,故電感器多見“功率型”電感。也是因為功率電感不同于小信號分析電感,在方案設計最易高頻電源電源開關電源的拓撲方式 不一樣,方案設計方式 也就常有要求,造成 方案設計的艱辛?,F如今電源電源電源電路中的電感器重要用于過濾器、儲能、機械能傳輸以及功率因數較正等。

      電感器方案設計包括了電流的磁效應基礎知識,永磁鐵氧體以及用電安全等諸多方面的專業技能,室內設計師必須對工作情況和相關基本參數要求(如:電總流量、工作頻率、頻率、溫度、原料特性等)有清楚把握以作出最有效的方案設計。電感器的分類電感器以其應用領域、產品種類、模樣、適用范圍等可分為不一樣種類,一般電感器方案設計是以適用范圍及應用領域作為出發點而一開始的。

      在高頻電源電源開關電源中以其適用范圍不一樣,電感器可分為:共模濾波電感器(CommonModeChoke)常模濾波電感器(NormalModeChoke)功率因數較正電感(PowerFactorCorrection-PFCChoke)交鏈藕合電感器(CouplerChoke)儲能平波電感(SmoothChoke)磁放大器磁鐵線圈(MAGAMPCoil)共模濾波電感器因要求兩磁鐵線圈具有一樣的電感值,一樣的特性阻抗等,故該類電感均采用對稱性方案設計,其模樣多見TOROID、UU、ET等模樣。共模電感的基本原理共模濾波電感器又稱共模扼流線圈(下稱共模電感或CM.M.Choke)或LineFilter。在高頻電源電源開關電源中,由于整流二極管和濾波電容以及電感中的電總流量或工作頻率大幅變化,導致電流的磁效應電磁干擾(noise),此外輸入電源中也存在直流以外的高次諧波噪聲。這類危害若不各個方面抵制,將對負載機械設備或高頻電源電源開關電源本身造成 傷害,因此好幾個國家之用電安全機構對電磁干擾(EMI)周轉量均作出了相對性的監管規定。

      現如今高頻電源電源開關電源的電源電源開關頻率逐漸高頻化EMI也伴隨著日益嚴重,因而高頻電源電源開關電源中均須設置EMI過濾裝置,EMI過濾裝置必須對常模及共模噪聲均作出相對性的抑制,以保證某一規定標準。常模過濾裝置擔負濾除輸入或輸出端二根線間之差模干擾信號,共模過濾裝置擔負濾除二根入線之共模干擾網絡信號。實際共模電感因其工作環境不一樣,又可分為ACCM.M.CHOKE;DCCM.M.CHOKE和SIGNALCM.M.CHOKE三種,在方案設計或選用時理應以差別,但其基本原理完全一致,基本原理如下圖所示(1)圖例:圖1共模電感的作用如下圖圖示,在同一磁環上繞上2組方向相反的磁鐵線圈,據右手螺旋焊管定則孰知,當在輸入端A、B兩側再加極性相反,網絡信號力度值一樣的差模工作頻率時,有實線圖例的電總流量i2,在磁芯中導致實線圖例的磁通量Φ2,如果保證兩繞阻完全對稱,則磁芯中兩不一樣方向之磁通量相互之間抵消??偞磐繛榱?,電感大部分為零,對常模網絡信號無特性阻抗作用。若在輸入端A、B兩側再加旋光性一樣,力度值同樣的共模網絡信號時,有虛線圖例的電總流量i1,在磁芯中導致虛線圖例的磁通量Φ1,則磁芯中磁通量有一樣的方向而彼此之間提高,使每一磁鐵線圈的電感標值單獨存在時的二倍,而XL=ωL,

      因此,此一繞法的磁鐵線圈對共模干擾有極強的抑止實際效果。實際的EMI過濾裝置由L、C構成,方案設計時也常常將差模與共模抑制電源電源電路構成在一起(如圖2),因此,方案設計時要依據濾波電容的規格以及所需符合的用電安全標準作出電感值的管理決策。圖上L1、L2、C1構成常模過濾裝置,L3、C2、C3構成共模過濾裝置。圖2EMI濾波器電路在方案設計共模電感之前,最開始要調研磁鐵線圈須行符合以下規范:1、一切正常工作責任心下,不會因接電源電源電總流量而造成 磁芯飽和;2、對高頻干擾信號要有充裕大的特性阻抗,且有一定的頻寬,而對功率之網絡信號電總流量有至少的特性阻抗;3、電感的溫度系數應小,而回路電阻宜??;4、直流變阻器應盡量??;5、感應線圈電感應盡量大,電感值需穩定;6、繞阻間之體積電阻率須考慮到用電安全要求。共模電感器之方案設計步驟:Step0SPEC得到:EMI允許級別,應用位置Step1電感值確立Step2core原材料及型號規格確立Step3繞阻匝數及電纜線規格確立Step4打試品的Step5檢驗Step0:如下圖所示3圖示EMI濾波電路  CX=1.0UfCy=3300PFEMI級別:FccClass   Type:AcCommonModeChoke Step1:電感(L)確立:由電路設計圖孰知共模網絡信號由L3和C2、C3組成的共模過濾裝置抑制,實際L3與C2和C3構成兩路口LC串聯電路,分別消化L和N網上的噪聲。如果確立濾波電路的截止頻率,也己知電力電容器容量C,則可以 上式計算電感L: fo=1/(2π√LC)L→1/(2πfo)2C 一般EMI檢驗頻寬下列:傳送危害:150KHZ→30MHZ(注:VDE標準10KHZ-30M)放射性物質危害:30MHZ2GBHZ實際的過濾裝置無法保證理性化過濾裝置那樣奇險的特性阻抗趨勢圖,一般可將截止頻率設定在50KHZ左右。這里,假設fo=50KHZ,則:L=1/(2πfo)2C=1/[(2*3.14*50000)2*3300*10-12]=3.07mHL1、L2、C1組成(低通)常模過濾裝置,線間電力電容器有1.0uF,則常模電感為:L=1/[(2*3.14*50000)2*1*10-6]=10.14uH如此,可得到基礎知識要求的電感值,若要獲得更低的截止頻率fo,則可進一步提升電感值,截止頻率一般不少于10KHZ。理論上電感量越高對EMI抑制預期效果越好,但過高的電感將使截止頻率更低,而實際的過濾裝置只能確保一定光纖寬帶,也就使高頻噪聲的抑制預期效果越差(一般高頻電源電源開關電源的噪聲成分約為5~10MHZ間,但也是有超過10MHZ之狀況)。除此之外,電感量愈高,則纏線匝數愈多,或CORE之ui越高,如此將造成 高頻特性阻抗提高(DCR擴大)。匝數提高使回路電阻也伴隨著擴張(如圖4),使高頻電總流量全部經此電力電容器商品流通企業。過高的ui使CORE很容易飽和,此外制作也極艱辛,直接成本也較高。Step2:CORE原材料及SIZE確立從上述所說情況方案設計要求中孰知,共模電感器需不易飽和,如此就務必選擇低B-H角形比之原料,因務必較高的電感值,磁芯的ui值也就必須高,

      此外還盡量有較低的磁芯損耗和較高的Bs值,符合上述要求之CORE原材料,目前以Mn-Zn鐵氧體磁芯原料CORE更加合適。COEESIZE在方案設計時并無一定的規定,一切正常狀況下如果符合所需電感量,且在允許的高頻損耗層面內,以所方案設計的產品容量降至最少就可以。因此,CORE原材料及SIZE獲得應以直接成本、允許損耗、安裝室內空間設計等作調研。共模電感普遍CORE之ui約在2000~10000正中間。IronPowderCore也是有低的鐵損,高的Bs和較低的B-H角形占比,但其ui較低,故一般不被應用于共模電感,而該類磁芯確是常模電感器之優選原料。Step3:確立匝數。

       

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