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
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。



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:

(Ω)

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)
/ V6 ?& w9 V6 X
" k5 {2 O7 C$ B/ Y# s! p当电源频率f=50Hz时，则
4 N, F2 L" ~) t& b* o4 |  c
(亨)

3 i' j9 z- F+ t0 }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:



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。

3 b; w7 s& _+ F& r% I: Q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。
; w, q8 t! {& Q# A, m+ z- B: ]5 h$ V

" D: q/ Q/ _* `; D, H
- g- S( X' i3 M( {- g% _5 C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。
$ \+ x# b& v. t8 S- Z# z
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。
! [/ q! B6 P. e) M# F1 v$ ~
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。
* K4 D) I; @8 [6 V( ~9 x( C
) X+ M; ?2 B4 i; i0 r4 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:
0 l- a/ I" q$ I6 J  h  {# F
3 H( y4 Q' Z" Q" t+ i7 p (匝)

$ G; c0 ]" O: Y, j4 P* u4 h导线直径d也根据表一提供的电流密度J进行计算:
+ _5 @; h1 b8 D5 F$ A6 c4 r
(mm)
  F, U  F/ L5 E* |  C9 E8 }
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。

9 n) r; J% q1 _计算步序:

, T" X% G% X/ [0 N: [( C6 l1.计算   =0.01x =0.25

+ R8 N6 k. n; q$ m& r$ Z8 Q在图3的中部区间内。

8 {! Z- G! q% O6 [  w6 n/ t2.按表1选择铁芯，并计算 选择EI26×28，铁芯体积V=108 代入下式:

& o7 a# Q  v( j6 U+ {5 ?) Y. T

然后在图3的纵座标上，找到23× ，并找到对应的H值为40。
( {5 h( i+ i5 C3 F


3 I( j  |8 {: j, x3.计算线圈匝数

6 @, g4 ~2 ]. l& j% n因为H= =40
% b4 q' p) i3 N" Z" x  r# `  Z2 n
所以N= =125圈
7 n6 W8 t" X' ?! q) N5 L/ B
4.计算导线直径d
, Y$ U: W! j$ Y/ l# {
=1.35 mm
- [1 x$ P" A# s- b
按线规表选择 QE-1.32 漆包线。

$ U; I. r% s# }1 D5.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。

6.平均匝长lo

3 y* [: E- N5 d  e, h2 C: Tlo=2×(29+31)+10π=151 mm
# H3 ]3 P4 H+ o0 D! ?7 ]
3 w  S. H- Q8 g4 g, ]. A/ E7.导线总长L
! r  W. o) F% S
L=Nlo=125×0.151=18.9m
* D8 R4 e: D* b5 ]! `$ U4 G
8.直流电阻R20℃


7 A# B% V8 u/ H+ v# N* C% a
9.电压降Ur
2 I' J  ?% {; m6 C/ E# u3 M7 [
Ur=I =5×0.242=1.21V

7 X) u0 T$ u! T9 e9 B. x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。
: u( h9 a, c# y, w5 o
10.空气隙lg
4 u! ^) m0 K$ D- H' U$ h; q( b! V
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

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。
( \7 Z+ i( F- T& l% G6 u9 F' Y


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