滤波扼流圈设计方法

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滤波扼流圈设计方法

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滤波扼流圈设计方法
  B$ K, F; \3 ~' c在电子设备中，将交流电经整流后得到脉动直流电，为了获得平滑的直流电流，必须采用电容滤波或电感滤波，以减少整流后的纹波电压，虽然许多小功率的整流电路，只需在整流后并联上一只大容量的电解电容器，即可满足要求。但对直流负载功率达几百瓦的整流电路，单靠电容器滤波是不够的，因为加大电容器的容量，它的体积也要增大，另外，当负载电流变化时，直流电压的波动也会增大，输出特性变差。如果在整流后采用一个滤波扼流圈，与电容器配合接成π形滤波电路，或者接成倒L形滤波电路，那么，滤波效果要好得多了，见图1所示。
! T$ X/ ~4 o. e5 y3 j0 T  i* J

2 H7 p. s7 ], Q3 E. x
$ G6 f/ D' f% O# A; `5 c如何确定滤波扼流圈的电感量 L？在图1中，先计算负载电阻 的阻值:

/ W" E8 b6 R0 {- G/ X$ s* I$ V (Ω)

- D& ]' Z: ]) U9 G& U5 Y0 z2 C那么，滤波扼流圈的电感量L可以根据负载电阻 的大小，按下式计算电感量L:
7 j+ p; l4 z! U/ \
(亨)

* k6 k! _! y6 e! {当电源频率f=50Hz时，则

(亨)
' n: a* F' T; z3 D; N, G5 j, }/ x
9 p) X/ i$ y2 y7 h+ w& F例如: 经整流、滤波后的负载电压为24V，直流电流I为5A。此时负载电阻 =4.8Ω。那么要求滤波扼流圈的电感量L:
" W' U7 j/ K" P: q
+ y5 P" k& f  b7 e% o

即电感量为5毫亨，直流电流为5A。
, N' i: O5 V0 y# L5 |  I7 ~, d
由于在滤波扼流圈中通过的是脉动直流电流，其中主要的是直流成分，也有少量的交流成分，即在交直流同时磁化下工作的。因此在铁芯中产生很强的直流磁通，甚至使铁芯中的磁通达到饱和状态。制造这样的扼流圈，在铁芯的磁路中都留有一定的空气隙lg以防止直流磁通的饱和。滤波扼流圈的铁芯体积V、线圈匝数N和空气隙lg，是由三个有相互关系的电气参数，即:电感量L、直流磁化电流I和线圈两端的交流的电压U~而决定的。
: u+ V, n  K0 {2 L& K; z
滤波扼流圈的匝数、和通过的直流电流，因而在铁芯中产生直流磁通，同时在直流电流中还含有纹波电压，因此在铁芯中也含有一部分交变的磁通，它叠加在直流磁通上，见图2所示。
' M+ [( n* q' q' ^
) ?: e; }2 \; D! e% a1 |
" K& E' Y$ @6 }1 X& b, v
滤波扼流圈的磁路是由铁芯的磁路长度 和空气隙lg两部分组成。虽然磁路长度 极大于空气隙lg，但这两部分是不能直接相加的。因为这两部分的导磁率μ是不同的，在空气隙中的导磁率是1，而在铁芯中的导磁率视铁芯的饱和程度而定。磁路中有空气隙的，其有效导磁率μe一般在100~ 1000。
6 H" f  T4 Y9 a# r
+ _- K4 O% F* ~在铁芯中的导磁率与空气隙中的导磁率两者比值极大，而空气隙对磁通的阻力很大。所以某个滤波扼流圈，当通过的直流磁化电流变动时，而电感量的变化很小，那么这种扼流圈称为线性扼流圈。

假如磁路中的空气隙lg很小,当直流磁化电流变动时，使电感量也引起变动，如通过的直流电流变小时，电感量L增大，当通过直流电流增大时，电感量L减小，（如音频乙类功率放大电路）。这种扼流圈则称为非线性扼流圈，又叫做摇摆扼流圈。
8 t3 Y7 X0 n3 @& |+ v: E
0 B4 J5 T1 g2 E% V1 z& P" i滤波扼流圈铁芯体积V的大小，与  的乘积成正比例，所以设计时，先要按表一选定某一型号的铁芯，并求出 的比值，再从图3的曲线上求得 的对应值，此时即可计算绕组匝数N:
' T7 w) G" g0 H* P, k7 R" Z5 |: P
(匝)

导线直径d也根据表一提供的电流密度J进行计算:
: F. @& ~7 u: O, b( ~' Y* l5 J
% W& p' t8 X- O (mm)

3 ^; u) D# Q$ A现举例设计一个10mH、5Ad.c.的滤波扼流圈，用于50Hz整流电路上，电压降不大于1.5V。

" J& _. Q7 ?1 |2 C计算步序:

2 l& ]# a; o! x1 y1.计算   =0.01x =0.25
6 D" z" L0 g& n
# g5 C4 L9 u# b. M/ M4 o" C9 G在图3的中部区间内。
4 M6 \9 Y& a1 W) {1 Q& J9 @
  v2 r5 N' I: A$ s2.按表1选择铁芯，并计算 选择EI26×28，铁芯体积V=108 代入下式:
* e# F$ @8 L$ ]5 n4 q


然后在图3的纵座标上，找到23× ，并找到对应的H值为40。
  p& z' u2 C" k" m3 p; z* u
# v) Z) j: R* }
( B1 H, N& f5 U
3 ], ^& t$ \# Q- i( [3.计算线圈匝数

& m) G$ C* _7 R& ?' o2 K因为H= =40
: k( {. c8 L# F" f1 S4 o
7 I7 i8 m  J- K7 O8 z所以N= =125圈
) b; m: Y) ^) P8 i) o" @, @+ y4 v. j
4.计算导线直径d

=1.35 mm

按线规表选择 QE-1.32 漆包线。
1 C9 S5 ?+ w; f
" |- _( U2 |6 z+ X8 f2 P5.表一中所列的铁芯系列，是变压器厂常用的规格，一般都配有塑料骨架，本例中QE-1.32漆包线绕125圈，正好能绕在EI-26×28的骨架上，线圈厚度为10mm。
! p* r1 e( w( O0 s1 Q5 `
: l1 z3 c2 `) O  r) i! `7 i' [6.平均匝长lo

lo=2×(29+31)+10π=151 mm

( x  _) o4 L2 K4 X+ F7.导线总长L
+ X' ^/ ]. g& d. a0 e
L=Nlo=125×0.151=18.9m
! S1 ?& J- D% y. L. _
6 X) q, B9 L" n6 F8.直流电阻R20℃
9 q; e1 `( ^6 Q4 X4 k5 v

# \; w/ D' q$ d+ d% H4 E/ l
( E/ }0 l( X& S2 U9 @9.电压降Ur
' r$ E- G% ?. W9 }  _, y
# [, o9 D/ z8 J3 f' i( C7 ?Ur=I =5×0.242=1.21V

此电压降Ur接近并小于预定值1.5V，比较合适。如果计算Ur值大于预定值。则应重选大一号的铁芯。减少圈数，增大导线直径。如果客户对Ur未提出要求。也应以表一提供的电流密度J计算导线直径，若设计时J取得偏高，则导线偏细，线包温升就会偏高。

4 _4 w/ K2 V; i4 P10.空气隙lg

, z# W9 U- R0 G在图3的曲线上，本例计算正好在两个点0.004~0.005之间，可取0.0045 =lg，由于EI型铁芯磁路中要遇到两个空气隙，所以计算空气隙时应除以2lg= =0.35mm
% X5 [% ~4 c" I- G( _8 s
即在装配铁芯时，在EI型铁芯之间垫以0.35mm厚的绝缘纸板，由于铁芯材质不同，导磁率也有高低，在测试时，可调整空气隙的大小，以达到需要的电感量。
2 H2 ~7 R4 x) f# N9 G( ~( A5 O* R3 R( Q
' k% \) W5 E7 c& v& `

4 ?( A- b' w- z% O" `% f& @- Z现将EI16×24铁芯滤波扼流圈参数列于表二、EI26×28铁芯滤波扼流圈参数列于表三中，供设计时参考。

sikixu

受教了，顶一个

binwenn28

不错很详细

hlmm

没看到你文中所谓的图和表