共模电感线圈设计实例讲解:
很多设计师对于共模电感的设计大多有一种感觉,那就是总觉得共模电感的设计看起来十分简单,但实际操作起来上,又有点复杂。的确共模电感的设计要考虑温度及应力等等因素。下面我就对于共模电感线圈设计过程与案例结合起来简单讲讲
一、共模电感线圈设计过程:
①?选择磁芯材料(镍锌系和锰锌系)铁氧体是一个较好的具有成本优势的材料。
②?设定电感的阻对于一个给定的要求衰减的频率,定义此频率下共模电感的感抗为50~100Ω,即至少50%的衰减,因此有:Z?=ωL?
③?选择磁芯的形状的和尺寸 成本低漏感小的环形磁芯非常适合于共模电感,但是这种形状不容易实现机械化绕制,一般用手工绕制。磁环尺寸的大小选取有一定的随意性,通常基于PCB的尺寸选取合适的磁芯。为了减小共模电感的寄生电容,共模电感通常只用单层的线圈。若单层绕制时磁芯无法容纳所有的线圈,则选用大一号尺寸的磁环。当然也可以基于磁芯的数据手册由LI的乘积选取。
④?计算线圈的匝数 由磁芯的电感系数AL计算共模电感的圈数:(?106?)0.5?L?N?=?L?×?A
⑤?计算导线的线径 导线允许通过的电流密度选取为:400~800A/cm²,由此可以得到要求的线径。
二、共模电感线圈设计案例:
在工作频率为10KHz,输入线性电流为3A(RMS)时,阻抗为100?欧的共模电感。
1)选取线径 铜线截面积=3A/400A/cm2=0.0075cm2? 铜线线径取铜线线为1.0mm? 2)计算最小电感值 3)假如无指定空间,任取一磁芯内径(ID)=13.72+/-0.38=13.34mm?MIN? 4)计算内圆周长和最大可绕圈数 内圆周长=3.14×(13.34-1.08)=38.5mm?最大圈数=(160/360)×38.5/1.08=15.8TS或16TS? 5)计算磁芯的AL值,并选取材质磁芯的AL最小值=1.59/162=6211nH/TS2MIN?因此种磁芯AL值变化范围一般为+/-30%故磁芯的AL值取9000nH/TS2,以上述条件,即可选取一合适磁芯。
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