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
$ B1 s% c6 L; y+ y* a7 y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。
; r1 ]2 B/ _- v- i9 `
& D& x; T. I( V5 Q0 D# y. W5 D

! i5 ]: Q# C% B2 t' y9 S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:
3 u/ T$ J8 c$ t7 c0 E0 G2 s  x# n. k
(Ω)

/ d5 n- u$ v- E# g5 [# Q0 B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)

& \  U) `8 N' f5 e  j6 p当电源频率f=50Hz时，则

2 Y4 d% n5 c/ Z# I% X (亨)

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:

. ?7 X9 D: q8 r2 w- @2 V

即电感量为5毫亨，直流电流为5A。

0 w. I% P  R5 I6 e1 A9 m, 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。
* o" ^9 ?8 j+ Y! K
, w$ V# S0 E$ U$ E- ~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。
3 @" ]9 q7 c; B
. N  ~" n/ |1 Z
" j& N3 l$ B2 O% g  x* b
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。

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。
! S5 l8 @1 |/ `
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:

(匝)

+ `" F# t( O4 n; d: v7 H导线直径d也根据表一提供的电流密度J进行计算:

(mm)

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。

, _! _5 x' R: D6 |$ r计算步序:
1 r2 M# l( [2 {* H! y7 x2 ?: t8 ~
# E- T' _% \& `* V) t9 a: E  H/ B$ @1.计算   =0.01x =0.25
' w! z9 l6 W; M' k7 ~$ \: z
在图3的中部区间内。
7 f; s% s5 n  N6 k5 O. e
* i6 e# s( c1 e+ c' `3 n( J2.按表1选择铁芯，并计算 选择EI26×28，铁芯体积V=108 代入下式:
- X% Z' F6 B1 t


然后在图3的纵座标上，找到23× ，并找到对应的H值为40。
2 ^  r! w* F& H( g# ^% F

" {4 T3 s5 [0 `2 Z
( e% h& E: g% U* P$ Y7 c3.计算线圈匝数
  }  k: X4 b- d# e. [% t8 N
7 [4 ]5 B7 L& m因为H= =40

所以N= =125圈

4.计算导线直径d
' {; |* {( H/ P; P0 t6 Y# O
/ Q7 H3 S5 a7 n' b2 S, f =1.35 mm

! K( |' J& s; z/ e6 W- q+ \. s; M% g" E按线规表选择 QE-1.32 漆包线。

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。
! t6 j# M) d6 @
- h+ |) j" n+ m) o9 ]- P8 Q5 H5 C; u6.平均匝长lo
) r1 x- }- u( i5 @, L; _7 V
* o- ^6 O) L2 Blo=2×(29+31)+10π=151 mm
  W1 g7 E: P* i' ?9 m# o
$ C% ^1 D" m, R) m5 l4 O7 p/ D7.导线总长L

: e4 S- Q0 |3 z/ z4 y) w  [* oL=Nlo=125×0.151=18.9m

8.直流电阻R20℃

* p  g; }& V: v4 \3 L; r
) s9 M5 _: ?3 _
- o' b8 ^4 p( y7 R9.电压降Ur
6 a6 U$ {! \' Y4 B
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。

10.空气隙lg
' V/ J. m' [. F* {  b
7 W& Q8 p$ _& u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
7 ^" g1 |7 Z4 X2 q( n5 d- h
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。
4 T# h2 M% U& P9 i


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