滤波扼流圈设计方法

anticipate

滤波扼流圈设计方法

anticipate

滤波扼流圈设计方法
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。
$ M, [, f5 P# h
( y8 q4 a2 c: G, c  _( P

+ p3 O" t0 Q7 U) K) ]9 h# _8 w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:
/ H. H6 G- \5 C$ r! n! ]2 \
(Ω)
3 M  C( t. L" P) h) o& a
. U! v3 k2 O( Z; M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:

(亨)
  S3 i2 [, p9 b
当电源频率f=50Hz时，则

4 H4 O7 M- y9 H; a7 n2 f (亨)
! f# q4 n4 g$ M/ _6 K- e, H4 x
" Z/ q0 E. p2 d/ y* F" k2 U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:
8 c& y9 V6 C/ K/ W6 _- L" |8 Z


& a0 L$ |" w( G( t即电感量为5毫亨，直流电流为5A。

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。
4 O# p3 R* d6 w7 v3 }' S
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。
- j7 {1 r3 r) |: f% W( T

1 F9 m' W0 }3 h4 ?# j. q. o
2 i0 x. w, ~. Y# j# M3 }+ P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。
7 v- Z# x% J! U" c
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。
, I) N, f- m% i4 ~- j
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。

# E% a8 R0 z2 s3 K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:
3 C+ U+ r& t" o" w8 {; p' l9 o8 V
, ?. W9 ]" x8 E" n8 Y' w (匝)
9 G* j+ Z3 O4 O5 |4 {2 Z  w4 G
导线直径d也根据表一提供的电流密度J进行计算:
/ n  P7 d- Y& A) m! D
(mm)
0 |, l3 q# w/ S0 E/ x/ Z, z( j
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。

计算步序:
& w4 h/ J1 M/ m1 C, {2 _' E9 ^
6 d" B: t: {; g& v1.计算   =0.01x =0.25
3 R& d7 W$ m2 u2 j3 k
在图3的中部区间内。

2.按表1选择铁芯，并计算 选择EI26×28，铁芯体积V=108 代入下式:


* C. Q  z" z6 F0 u1 F6 d) L
9 c/ |: K3 R# b% V然后在图3的纵座标上，找到23× ，并找到对应的H值为40。
. y) ?0 V9 \8 g  a, O6 T8 A- l
9 H2 h9 k1 A+ M% k+ B

3.计算线圈匝数

因为H= =40
6 {: @# v. K9 s3 ^7 F% y
所以N= =125圈
: B' u1 b9 x# F: q2 R
! r$ l/ k( }1 l! v9 g4.计算导线直径d

=1.35 mm
/ m# b, |+ s! X  E, `6 Q2 q
0 ]+ _0 C) `! M按线规表选择 QE-1.32 漆包线。

& ~* K8 R6 M1 K! k- l& _5.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。
- T  D' z3 o' G, {
1 \0 L' A; O. Z. d& B6.平均匝长lo
# w/ f7 M1 Z" {' N1 r3 S
lo=2×(29+31)+10π=151 mm
- B( m" d4 f7 A8 g: h9 C* q- |. A
% v: G: n( Z, I1 Y7.导线总长L
7 {& S# D5 L9 q) a
L=Nlo=125×0.151=18.9m

8.直流电阻R20℃
- b1 S3 a2 Y/ L7 @/ j( |
7 a2 i9 L" F# i7 f

  u8 ]+ X' Z: j! i, v( m- M9.电压降Ur

( [" [# V- ^! |( A) e8 ^; K8 S0 \Ur=I =5×0.242=1.21V
. r# j: }+ G( y# D: a5 }
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。
, ]) ?8 L. H  c/ o# `
' e8 v( I# T* L  z/ _! Q. G0 |10.空气隙lg
; p4 X1 W$ `9 {8 R* [
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
; k, w0 P2 e7 }0 \1 g& l  P+ s( s* |
% n! {* g# x, b6 I2 ]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。
* \: P) y$ o: J1 m9 x% X


" x/ ^% o( Y7 B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