尖峰抑制器
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德国V AC公司用于尖峰抑制器的钴基非晶磁芯
VITROV AC6025Z的介绍
一、基本介绍
V AC公司的钴基非晶磁芯VITROV AC6025Z广泛地应用在开关电源(SMPS)、变频器、UPS等领域里面,用以有效地抑制由电流快速变化所产生的尖峰噪声。
尖峰抑制器通常由一个磁芯绕上一圈或很少的几圈铜线做成,它的构造和安装都非常简单,而对这种噪声的抑制却非常有效。
V AC的VITROV AC6025Z非晶磁芯具有非常低的磁芯损耗和非常高的矩形比,当电流为零时具有非常大的电感量。
这个很大的电感量有效地阻挡了由二极管产生的反向复位电流。
这种材料在很小的电流下就可以达到饱和。
应用简图:(红色为尖峰抑制器图示)
二、尖峰抑制器的作用与基本工作原理
图一:没有加尖峰抑制器时通过二极管的电流 图二:加尖峰抑制器后通过二极管的电流
图三:尖峰抑制器磁滞回线示意图(工作过程原理)
图三为VITROV AC6025Z非晶磁芯材料的磁滞回线。
尖峰抑制器的工作过程如下:到达1点之前(电流导通时),磁芯处于饱和状态,具有非常低的电感量。
当电流关断时,工作点到达剩磁点2。
二极管的反向恢复效应使得电流继续向小于零的方向减小,这时,由于这种非晶材料此时具有非常高的磁导率,因此它的电感量非常大,所以它能有效地抑制二极管的尖峰电流(图二为抑制后的电流),这就是所谓的“软恢复”。
I R为理论反向电流尖峰,对应理论工作点3.但由于尖峰抑制器的高电感值,阻碍了磁芯到达理论工作点3,而留在反向剩磁点4。
然后又被磁化开始另一循环。
三、基本设计和计算公式
所需参数(数据):
二极管反向电压U R(V)
二极管反向恢复时间Trr(S)
通过二极管的电流I0(A)
开关频率f (Hz)
尖峰抑制器必须满足下面条件:
(1)
Wa=磁芯几何绕线面积
S=铜线电流密度
f Cu=铜线填充因素。
对于绕线磁芯电感,取f Cu=0.3~0.4;对于铜线径d Cu
≈磁芯内径I.D.取f Cu=1
对于具有中等线电流密度的绕线电感,公式(1)可简化为:
(1a)
线径计算:(2)
所需的绕线圈数:(3)
选择磁芯步骤:
计算公式(1)或(1a)的右边,从标准规格系列里选择尺寸最小的磁芯来满足公式(1)或(1a)
根据公式(2)决定线径
根据公式(3)计算绕线圈数
实验测试
设计时应注意考虑:
VITROV AC6025Z非晶磁芯的连续工作温度不能超过90℃,
最高间断工作温度为120℃。
精确的计算主要决定于二极管反向恢复时间Trr的正确值。
它受温度和工作期间的dI/dt的影响。
而dI/dt值由线路的电感值决定(包括尖峰抑制器的变化电感)。
三、VITROV AC6025Z非晶磁芯的标准规格系列
VITROV AC6025Z非晶磁芯的磁特性:
VITROV AC6025Z磁芯标准规格系列。