磁芯最大电流计算
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z变压器基础知识1、变压器组成:原边(初级primary side ) 绕组副边绕组(次级secondary side )原边电感(励磁电感)‐‐magnetizinginductance漏感‐‐‐leakage inductance副边开路或者短路测量原边电感分别得励磁电感和漏感匝数比:K=Np/Ns=V1/V22、变压器的构成以及作用:1)电气隔离2)储能3)变压4)变流●高频变压器设计程序:1.磁芯材料2.磁芯结构3.磁芯参数4.线圈参数5.组装结构6.温升校核1.磁芯材料软磁铁氧体由于自身的特点在开关电源中应用很广泛。
其优点是电阻率高、交流涡流损耗小,价格便宜,易加 工成各种形状的磁芯。
缺点是工作磁通密度低,磁导率 不高,磁致伸缩大,对温度变化比较敏感。
选择哪一类 软磁铁氧体材料更能全面满足高频变压器的设计要求, 进行认真考虑,才可以使设计出来的变压器达到比较理 想的性能价格比。
2.磁芯结构选择磁芯结构时考虑的因数有:降低漏磁和漏感, 增加线圈散热面积,有利于屏蔽,线圈绕线容易,装配 接线方便等。
漏磁和漏感与磁芯结构有直接关系。
如果磁芯不需 要气隙,则尽可能采用封闭的环形和方框型结构磁芯。
3.磁芯参数: 磁芯参数设计中,要特别注意工作磁通密度不只是受磁化曲线限制,还要受损耗的限制,同时还与功率传送的工作方式有关。
磁通单方向变化时:ΔB=Bs‐Br,既受饱和磁通密度限制,又更主要是受损耗限制,(损耗引起温升,温升又会影响磁通密度)。
工作磁通密度Bm=0.6~0.7ΔB 开气隙可以降低Br,以增大磁通密度变化值ΔB,开气隙后,励磁电流有所增加,但是可以减小磁芯体积。
对于磁通双向工作而言: 最大的工作磁通密度Bm,ΔB=2Bm。
在双方向变化工作模式时,还要注意由于各种原因造成励磁的正负变化的伏秒面积不相等,而出现直流偏磁问题。
可以在磁芯中加一个小气隙,或者在电路设计时加隔直流电容。
4.线圈参数:线圈参数包括:匝数,导线截面(直径),导线形式,绕组排列和绝缘安排。
电感器设计相关计算公式电感器是一种电子元件,用于储存电磁能量的设备。
它由绕组和磁芯组成,通过电流在绕组中产生磁场,从而储存电能。
设计电感器需要考虑很多因素,如电流、磁场、电感值等。
下面是一些与电感器设计相关的计算公式。
1.电感计算公式电感器的电感值可以通过以下公式计算:L=(μ₀*μᵣ*N²*A)/l其中L为电感值,单位为亨利(H)μ₀为真空磁导率,值为4π×10⁻⁷H/mμᵣ为相对磁导率,无量纲N为绕组中匝数,无量纲A为绕组截面积,单位为平方米(m²)l为绕组长度,单位为米(m)2.匝数计算公式绕组中的匝数可以通过以下公式计算:N=(n*T)/m其中N为匝数,无量纲n为绕组层数,无量纲T为每层的总匝数,无量纲m为每层的绕组数,无量纲3.魏尔斯电感计算公式根据魏尔斯电感计算公式,电感器的电感值可以通过以下公式计算:L=(μ₀*μᵣ*N²*V)/(2*π*r)其中L为电感值,单位为亨利(H)μ₀为真空磁导率,值为4π×10⁻⁷H/mμᵣ为相对磁导率,无量纲N为绕组中匝数,无量纲V为绕组体积,单位为立方米(m³)r为绕组半径,单位为米(m)4.磁感应强度计算公式磁感应强度可以通过以下公式计算:B=(μ₀*μᵣ*N*I)/l其中B为磁感应强度,单位为特斯拉(T)μ₀为真空磁导率,值为4π×10⁻⁷H/mμᵣ为相对磁导率,无量纲N为绕组中匝数,无量纲I为电流,单位为安培(A)l为绕组长度,单位为米(m)5.自感系数计算公式自感系数可以通过以下公式计算:M=L*k其中M为自感系数,单位为亨利(H)L为电感值,单位为亨利(H)k为系数,通常为0.5,无量纲以上公式提供了电感器设计所需的一些基本计算方法,通过这些公式可以计算电感值、匝数、体积、磁感应强度和自感系数等参数。
根据具体的设计要求和电子元件的特性,可以选择适当的公式进行计算,来满足设计需求。
磁芯磁环的磁导率及计算公式洋通电子 nbs磁芯磁环的磁导率及计算公式?2011年02月20日测量单位由于历史的原因,在此手册中采用了CGS制单位,国际制(SI)和CGS制之间的转换可简化于下表2:表2单位转换表在CGS制自由空间磁导率的幅值为1且无量纲。
在SI制自由空间磁导率的幅值为4π×10-7亨/米3.3、电感对于每一个磁芯电感(L)可用所列的电感系数(AL)计算:(14)AL:对1000匝的电感系数 mHN:匝数所以:这里这里L是nH电感也可由相对磁导率确定,磁芯的有效参数见图 10:(15)Ae:有效磁芯面积 cm2:有效磁路长度 cmμ:相对磁导率(无量纲)对于环形功率磁芯,有效面积和磁芯截面积相同。
根据定义和安培定理,有效磁路长度是线圈的安匝数(NI)和从外径到外径穿过磁芯面积的平均磁场强度之比。
有效磁路长度可用安培定理和平均磁场强度给出的公式计算:(16)O.D. :磁芯外径I.D. :磁芯内径电感系数是用单层密绕线圈测量的。
磁通密度和测试频率保持与实际一样低,通常低于40高斯和10KHz或更低。
对于各种磁导率和材料,能用'正常磁导率对磁通密度关系'和'典型磁导率对频率关系'的图形来解释低电平测试的条件。
3.4、磁导率对于每一个磁芯尺寸的电感系数是建立在相对磁导率的增量上的。
在没有直流偏置和低磁通密度时,正常磁导率和增量磁导率是一样的。
增量磁导率随直流偏置一起减小的情况以及"增量磁导率对直流偏置"的曲线如图11所示。
由"增量磁导率对直流偏置" 曲线看到正常磁导率如同峰值磁导率B。
许多设计过程包括选择峰值工作磁通密度去帮助决定磁芯的尺寸。
磁材的饱和磁通密度限制了峰值工作磁通密度或被磁材的损耗所限制。
在选择磁材、工作磁通密度和决定磁芯的尺寸之后,法拉第定理(下面讨论)用于计算匝数N。
最后选择磁导率以满足电感的需要。
高频变压jlm器参数计算1.电磁学计算公式推导:1.磁通量与磁通密度相关公式:Ф = B * S (A) ⑴Ф ----- 磁通(韦伯)B ----- 磁通密度(韦伯每平方米或高斯) 1韦伯每平方米=104高斯S ----- 磁路的截面积(平方米)B = H * μ ⑵μ ----- 磁导率(无单位也叫无量纲)H ----- 磁场强度(伏特每米)H = I*N / l ⑶I ----- 电流强度(安培)N ----- 线圈匝数(圈T)l ----- 磁路长路(米)2.电感中反感应电动势与电流以及磁通之间相关关系式:E L =⊿Ф / ⊿t * N ⑷E L = ⊿i / ⊿t * L ⑸⊿Ф ----- 磁通变化量(韦伯)⊿i ----- 电流变化量(安培)⊿t ----- 时间变化量(秒)N ----- 线圈匝数(圈T)L ------- 电感的电感量(亨)由上面两个公式可以推出下面的公式:⊿Ф / ⊿t * N = ⊿i / ⊿t * L 变形可得:N = ⊿i * L/⊿Ф再由Ф = B * S 可得下式:N = ⊿i * L / ( B * S ) ⑹且由⑸式直接变形可得:⊿i = E L * ⊿t / L ⑺联合⑴⑵⑶⑷同时可以推出如下算式:L =(μ* S )/ l * N2 ⑻ 这说明在磁芯一定的情况下电感量与匝数的平方成正比(影响电感量的因素)3.电感中能量与电流的关系:Q L = 1/2 * I2 * L ⑼Q L -------- 电感中储存的能量(焦耳)I -------- 电感中的电流(安培)L ------- 电感的电感量(亨)4.根据能量守恒定律及影响电感量的因素和联合⑺⑻⑼式可以得出初次级匝数比与占空比的关系式:N1/N2 = (E1*D)/(E2*(1-D)) ⑽N1-------- 初级线圈的匝数(圈) E1-------- 初级输入电压(伏特)N2-------- 次级电感的匝数(圈) E2-------- 次级输出电压(伏特) 2.根据上面公式计算变压器参数:1.高频变压器输入输出要求:输入直流电压: 200--- 340 V输出直流电压: 23.5V输出电流: 2.5A * 2输出总功率: 117.5W2.确定初次级匝数比:次级整流管选用V RRM =100V正向电流(10A)的肖特基二极管两个,若初次级匝数比大则功率所承受的反压高匝数比小则功率管反低,这样就有下式:N1/N2 = V IN(max) / (V RRM * k / 2) ⑾N1 ----- 初级匝数 V IN(max) ------ 最大输入电压 k ----- 安全系数N2 ----- 次级匝数 Vrrm ------ 整流管最大反向耐压这里安全系数取0.9由此可得匝数比N1/N2 = 340/(100*0.9/2) ≌ 7.6 3. 计算功率场效应管的最高反峰电压:Vmax = V in(max) + (Vo+Vd)/ N2/ N1 ⑿V in(max) ----- 输入电压最大值 Vo ----- 输出电压 Vd ----- 整流管正向电压Vmax = 340+(23.5+0.89)/(1/7.6)由此可计算功率管承受的最大电压: Vmax ≌525.36(V)4.计算PWM占空比:由⑽式变形可得:D = (N1/N2)*E2/(E1+(N1 /N2*E2)D=(N1/N2)*(Vo+Vd)/V in(min)+N1/N2*(Vo+Vd) ⒀D=7.6*(23.5+0.89)/200+7.6*(23.5+0.89)由些可计算得到占空比 D≌ 0.4815.算变压器初级电感量:为计算方便假定变压器初级电流为锯齿波,也就是电流变化量等于电流的峰值,也就是理想的认为输出管在导通期间储存的能量在截止期间全部消耗完。
扼流圈电感计算目前很多工程技术人员对扼流电感的设计都是用经验来设计,很少有人用更为系统的计算来设计,对于一个指定功率的产品,到底要用多大的磁芯,气隙开多大,线径用多大,都是用长期的经验来估计,到底在实验工作中会不会出现高温饱和,心中没有底,有的时候估计准了,有的时候估计偏了,更有的时候因为怕出现问题用料很猛,为了使我们的电感在设计的时候做到心中有数,我们必须从本质上吃透电感的设计参数,以及这些参数之间的相互影响。
本人为了找到更有效更能理解的设计方法,也看了很多相关方面的书籍,综合了这些内容我认为我对电感的设计做到了心中有数,没有去盲目的单靠经验的估算,相关的计算都是高中学过的知识,相信都能看得懂,有不合理的地方大家相互交流!有些知识都是中其他技术文献中套用过来。
为便于展开讨论,本文从基础知识讲起,首先介绍在电子镇流器中常用的锰锌铁氧体磁性材料的一般特性和磁路的基本计算公式,然后,在此基础上,再讨论电感线圈计算中有关问题,包括磁芯尺寸、气隙大小、磁芯中的磁感应强度、磁芯损耗以及线圈的圈数和线径的计算等。
磁芯的电感因数电感因数是指磁芯的单匝电感量。
一个装有磁心的电感,绕有N匝线圈,其电感值为L,则磁芯的单匝电感量即电感因数AL,可按下式求得:AL= L/N2 或L=N2•AL(6)厂家在其产品手册会给出未磨气隙的每种规格磁芯的AL值以及有效磁路长度、有效截面积、有效体积等,例如PC30材料EEI3的AL值为1000nH;EE16A的AL值为1100nH;EE25A的AL值为1900nH。
由于磁性材料参数的零散性,这个数值并不很准确,有+/-(15~25)%的误差。
我们使用时,一般都磨气隙,由于有气隙存在,AL值虽然变小了,但是电感因子却相对稳定了,零散性也小了。
为求得磨气隙后磁芯的AL值,我们可以在相应骨架上先绕100匝,装上磁心,测得其电感值L,根据式(6),即可算出开气隙后磁心的AL值。
例如EE25A中心磨气隙1.6mm.后,其AL值降为59.6 nH。
环形铁心有效磁路和有效截面的计算方法与一般的电流电压测量不同,磁场强度和磁感应强度的测量都是间接测量。
磁场强度通过测量励磁电流后计算得到,磁感应强度是通过测量感应磁通后计算得到,参与计算的样品有效参数磁路长度Le和截面积Ae将直接与测量结果相关。
磁场强度的计算公式:H = N xI / Le式中:H为磁场强度,单位为A/m;N为励磁线圈的匝数;I为励磁电流(测量值),单位位A;Le为测试样品的有效磁路长度,单位为m。
磁感应强度计算公式:B = Φ / (N xAe)式中:B为磁感应强度,单位为Wb/m^2;Φ为感应磁通(测量值),单位为Wb;N为感应线圈的匝数;Ae为测试样品的有效截面积,单位为m^2。
根据样品尺寸计算样品的有效参数Le和Ae,在不同的行业中,计算方法往往不统一,这可能使测试结果缺乏可比性。
在SMTest软磁测量软件中,样品有效参数的计算依照行业标准SJ/T10281。
下面以环形样品为例,讲述样品有效磁路长度Le和有效截面积Ae的计算方法。
第一种情况:指定叠片系数Sx,指定样品的外径A、内径B和高度C。
根据SJ/T10281标准,先计算样品的磁芯常数C1和C2,然后根据磁芯常数计算Le和 Ae,这是严格按照标准执行的计算方法。
第二种情况:指定材料密度De和样品质量W,指定样品的外径A、内径B和高度C。
根据SJ/T10281标准,先计算样品的磁芯常数C1和C2,然后根据磁芯常数计算Le和 Ae,并可推算叠片系数Sx,这是另外一种计算方法,与标准有点差别,但计算结果与标准比较接近。
第三种情况:指定材料密度De和样品质量W,指定样品的外径A和内径B,不指定样品的高度。
不按SJ/T10281标准求磁芯常数,而是按平常的数学公式来求Le和Ae。
这种计算方法与标准相差较大,只有环形样品才有这种计算方法。
(1)输入电压:185V AC~240V AC(2)输出电压1:+5VDC ,额定电流1A ,最小电流750mA ; (3)输出电压2:+12VDC ,额定电流1A ,最小电流100mA ; (4)输出电压3:-12VDC ,额定电流1A ,最小电流100mA ; (5)输出电压4:+24VDC ,额定电流1.5A ,最小电流250mA ;(6)输出电压纹波:+5V ,±12V :最大100mV (峰峰值);+24V :最大250mV (峰峰值)(7)输出精度:+5V ,±12V :最大± 5%;+24V :最大± 10%; (8)效率:大于80% 3. 参数计算 (1)输出功率:5V 112V 1224V 1.565out P A A A W =⨯+⨯⨯+⨯= (3-1)(2)输入功率:6581.2580%0.8out in P WP W === (3-2) (3)直流输入电压:采用单相桥式不可控整流电路(max)240VAC 1.414=340VDC in V =⨯ (3-3) (min)185VAC 1.414=262VDC in V =⨯ (3-4)(4)最大平均电流:(max)(min)81.250.31262in in in P WI A V V=== (3-5) (5)最小平均电流:(min)(max)81.250.24340in in in P WI A V === (3-6) (6)峰值电流:可以采用下面两种方法计算,本文采用式(3-8)的方法。
(min)max (min)(min)225581.25 1.550.4262out out out Pk C in in in P P P WI I A V D V V V ⨯======⨯ (3-7)min 5.5 5.581.25 1.71262out Pk C in P WI I A V V⨯==== (3-8) (7)散热:基于MOSFET 的反激式开关电源的经验方法:损耗的35%是由MOSFET 产生,60%是由整流部分产生的。
导线线径与电流规格表 之迟辟智美创作绝缘导线(铝芯/铜芯)载流量的估算方法以下是绝缘导线(铝芯/铜芯)载流量的估算方法,这是电工基础,今天把这些知识教给年夜家,以便计算车上的导线允许通过的电流.(偶原在福建省南平供电局从事电能计量工作)铝芯绝缘导线载流量与截面的倍数关系导线截面(平方毫米)1 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120载流量(A 安培) 9 14 23 32 48 60 90 100 123 150 210 238300表格为导线在分歧温度下的线径与电流规格表. (请注意:线材规格请依下列表格,方能正常使用)载流是截面倍数9 8 7 6 5 4 3.5 3 2.5估算口诀:二点五下乘以九,往上减一顺号走.三十五乘三点五,双双成组减点五.(看不懂没关系,大都情况只要查上表就行了).条件有变加折算,高温九折铜升级.穿管根数二三四,八七六折满载流.说明:(1)本节口诀对各种绝缘线(橡皮和塑料绝缘线)的载流量(平安电流)不是直接指出,而是“截面乘上一定的倍数”来暗示,通过心算而得.由表5 3可以看出:倍数随截面的增年夜而减小.“二点五下乘以九,往上减一顺号走”说的是2.5mm’及以下的各种截面铝芯绝缘线,其载流量约为截面数的9倍.如2.5mm’导线,载流量为2.5×9=22.5(A).从4mm’及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排,倍数逐次减l,即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4.“三十五乘三点五,双双成组减点五”,说的是35mm”的导线载流量为截面数的3.5倍,即35×3.5=122.5(A).从50mm’及以上的导线,其载流量与截面数之间的倍数关系酿成两个两个线号成一组,倍数依次减0.5.即50、70mm’导线的载流量为截面数的3倍;95、120mm”导线载流量是其截面积数的2.5倍,依次类推.“条件有变加折算,高温九折铜升级”.上述口诀是铝芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件下而定的.若铝芯绝缘线明敷在环境温度长期高于25℃的地域,导线载流量可按上述口诀计算方法算出,然后再打九折即可;铜芯绝缘线,它的载流量要比同规格铝线略年夜一些,可按上述口诀方法算出比铝线加年夜一个线号的载流量.如16mm’铜线的载流量,可按25mm2铝线计算.2008-06-07 16:22电感的单元是亨(H),也经常使用毫亨(mH)或微亨(uH)做单元.1H=1000mH,1H=1000000uH.电感只能对非稳恒电流起作用,它的特点两端电压正比于通过他的电流的瞬时变动率(导数),比例系数就是它的“自感”电感起作用的原因是它在通过非稳恒电流时发生变动的磁场,而这个磁场又会反过来影响电流,所以,这么说来,任何一个导体,只要它通过非稳恒电流,就会发生变动的磁场,就会反过来影响电流,所以任何导体城市有自感现象发生在主板上可以看到很多铜线环绕纠缠的线圈,这个线圈就叫电感,电感主要分为磁心电感和空心电感两种,磁心电感电感量年夜经常使用在滤波电路,空心电感电感量较小,经常使用于高频电路.电感的特性与电容的特性正好相反,它具有阻止交流电通过而让直流电顺利通过的特性.电感的特性是通直流、阻交流,频率越高,线圈阻抗越年夜.电感器在电路中经常和电容一起工作,构成LC滤波器、LC振荡器等.另外,人们还利用电感的特性,制造了阻流圈、变压器、继电器等.【电感器的种类】依照外形,电感器可分为空心电感器(空心线圈)与实心电感器(实心线圈).依照工作性质,电感器可分为高频电感器(各种天线线圈、振荡线圈)和低频电感器(各种扼流圈、滤波线圈等).依照封装形式,电感器可分为普通电感器、色环电感器、环氧树脂电感器、贴片电感器等.依照电感量,电感器可分为固定电感器和可调电感器.【电感基础知识】电感是导线内通过交流电流时,在导线的内部及其周围发生交变磁通,导线的磁通量与生产此磁通的电流之比.当电感中通过直流电流时,其周围只呈现固定的磁力线,不随时间而变动;可是当在线圈中通过交流电流时,其周围将呈现出随时间而变动的磁力线.根据法拉弟电磁感应定律---磁生电来分析,变动的磁力线在线圈两端会发生感应电势,此感应电势相当于一个“新电源”.当形成闭合回路时,此感应电势就要发生感应电流.由楞次定律知道感应电流所发生的磁力线总量要力图阻止原来磁力线的变动的.由于原来磁力线变动来源于外加交变电源的变动,故从客观效果看,电感线圈有阻止交流电路中电流变动的特性.电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性,在电学上取名为“自感应”,通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬间,会发生火花,这就是自感现象发生很高的感应电势所造成的.总之,当电感线圈接到交流电源上时,线圈内部的磁力线将随电流的交变而时刻在变动着,致使线圈不竭发生电磁感应.这种因线圈自己电流的变动而发生的电动势,称为“自感电动势”.由此可见,电感量只是一个与线圈的圈数、年夜小形状和介质有关的一个参量,它是电感线圈惯性的量度而与外加电流无关.简单的说电感线圈就是由导线一圈*一圈地绕在绝缘管上,导线彼此互相绝缘,而绝缘管可以是空心的,也可以包括铁芯或磁粉芯,简称电感.用L暗示,单元有亨利(H)、毫亨利(mH)、微亨利(uH),1H=10^3mH=10^6uH.【电感线圈的主要特性参数】电感量L:电感量L暗示线圈自己固有特性,与电流年夜小无关.除专门的电感线圈(色码电感)外,电感量一般不专门标注在线圈上,而以特定的名称标注.感抗XL:电感线圈对交流电流阻碍作用的年夜小称感抗XL,单元是欧姆.它与电感量L和交流电频率f的关系为XL=2πfL品质因素Q:品质因素Q是暗示线圈质量的一个物理量,Q为感抗XL与其等效的电阻的比值,即:Q=XL/R.线圈的Q值愈高,回路的损耗愈小.线圈的Q值与导线的直流电阻,骨架的介质损耗,屏蔽罩或铁芯引起的损耗,高频趋肤效应的影响等因素有关.线圈的Q值通常为几十到几百.采纳磁芯线圈,多股粗线圈均可提高线圈的Q值.分布电容:线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容.分布电容的存在使线圈的Q值减小,稳定性变差,因而线圈的分布电容越小越好.采纳分段绕法可减少分布电容.允许误差:电感量实际值与标称之差除以标称值所得的百分数.标称电流:指线圈允许通过的电流年夜小,通经常使用字母A、B、C、D、E分别暗示,标称电流值为50mA 、150mA 、300mA 、700mA 、1600mA .【电感的型号、规格及命名】国内外有众多的电感生产厂家,其中名牌厂家有SAMUNG、PHI、TDK、A VX、VISHAY、NEC、KEMET、ROHM等.1)片状电感电感量:10NH~1MH资料:铁氧体绕线型陶瓷叠层精度:J=±5% K=±10% M=±20%尺寸:0402 0603 0805 1008 1206 1210 1812 1008=* 1210=*2)功率电感电感量:1NH~20MH带屏蔽、不带屏蔽尺寸:SMD43、SMD54、SMD73、SMD75、SMD104、SMD105;RH73/RH74/RH104R/RH105R/RH124;CD43/54/73/75/104/105;3)片状磁珠种类:CBG(普通型)阻抗:5Ω~3KΩCBH(年夜电流)阻抗:30Ω~120ΩCBY(尖峰型)阻抗:5Ω~2KΩ规格:0402/0603/0805/1206/1210/1806(贴片磁珠)规格:SMB302520/SMB403025/SMB853025(贴片年夜电流磁珠)4)插件磁珠规格ABC阻抗值(Ω)10mHz100mHzRH3.5X4.7X0.83.5±0.154.7±0.362±22045RH3.5X6X0.83.5±0.156±0.362±22565RH3.5X9X0.083.5±0.159±0.362±2401055)色环电感电感量:0.1uH~22MH尺寸:0204、0307、0410、0512豆形电感:0.1uH~22MH尺寸:0405、0606、0607、0909、0910精度:J=±5% K=±10% M=±20%精度:J=±5% K=±10% M=±20%插件的色环电感读法:同色环电阻的标示6)立式电感电感量:0.1uH~3MH规格:PK0455/PK0608/PK0810/PK09127)轴向滤波电感规格:LGC0410/LGC0513/LGC0616/LGC1019电感量:0.1uH-10mH.额定电流:65mA~10A.Q值高,价位一般较低,自谐振频率高.8)磁环电感规格:TC3026/TC3726/TC4426/TC5026尺寸(单元mm):3.25~15.889)空气芯电感空气芯电感为了取得较年夜的电感值,往往要用较多的漆包线绕成,而为了减少电感自己的线路电阻对直流电流的影响,要采纳线径较粗的漆包线.但在一些体积较少的产物中,采纳很重很年夜的空气芯电感不太现实,不单增加本钱,而且限制了产物的体积.为了提高电感值而坚持较轻的重量,我们可以在空气芯电感中拔出磁心、铁心,提高电感的自感能力,借此提高电感值.目前,在计算机中,绝年夜部份是磁心电感.【电感在电路中的作用】电感在电路最罕见的功能就是与电容一起,组成LC滤波电路.我们已经知道,电容具有“阻直流,通交流”的本事,而电感则有“通直流,阻交流”的功能.如果把陪伴许多干扰信号的直流电通过LC滤波电路(如图),那么,交流干扰信号将被电容酿成热能消耗失落;变得比力纯洁的直流电流通过电感时,其中的交流干扰信号也被酿成磁感和热能,频率较高的最容易被电感阻抗,这就可以抑制较高频率的干扰信号.LC滤波电路在线路板电源部份的电感一般是由线径非常粗的漆包线环绕在涂有各种颜色的圆形磁芯上.而且附近一般有几个高年夜的滤波铝电解电容,这二者组成的就是上述的LC滤波电路.另外,线路板还年夜量采纳“蛇行线+贴片钽电容”来组成LC电路,因为蛇行线在电路板上来回折行,也可以看作一个小电感.电感的基本作用还包括:滤波、振荡、延迟、陷波等形象说法:“通直流,阻交流”细化解说:在电子线路中,电感线圈对交流有限流作用,它与电阻器或电容器能组成高通或低通滤波器、移相电路及谐振电路等;变压器可以进行交流耦合、变压、变流和阻抗变换等.由感抗XL=2πfL 知,电感L越年夜,频率f越高,感抗就越年夜.该电感器两端电压的年夜小与电感L成正比,还与电流变动速度△i/△t成正比,这关系也可用下式暗示:电感线圈也是一个储能元件,它以磁的形式贮存电能,贮存的电能年夜小可用下式暗示:WL=1/2 Li2 .可见,线圈电感量越年夜,流过越年夜,贮存的电能也就越多.【电感的使用知识】1)电感使用的场所湿润与干燥、环境温度的高低、高频或低频环境、要让电感暗示的是感性,还是阻抗特性等,都要注意.2)电感的频率特性在低频时,电感一般呈现电感特性,既只起蓄能,滤高频的特性.但在高频时,它的阻抗特性暗示的很明显.有耗能发热,感性效应降高等现象.分歧的电感的高频特性都纷歧样.下面就铁氧体资料的电感加以解说:铁氧体资料是铁镁合金或铁镍合金,这种资料具有很高的导磁率,他可以是电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下发生的电容最小.铁氧体资料通常在高频情况下应用,因为在低频时他们主要程电感特性,使得线上的损耗很小.在高频情况下,他们主要呈电抗特性比而且随频率改变.实际应用中,铁氧体资料是作为射频电路的高频衰减器使用的.实际上,铁氧体较好的等效于电阻以及电感的并联,低频下电阻被电感短路,高频下电感阻抗变得相当高,以至于电流全部通过电阻.铁氧体是一个消耗装置,高频能量在上面转化为热能,这是由他的电阻特性决定的.3)电感设计要接受的最年夜电流,及相应的发热情况.4)使用磁环时,对比上面的磁环部份,找出对应的l值,对应资料的使用范围. 5)注意导线(漆包线、纱包或裸导线),经常使用的漆包线.要找出最适合的线经.【电感器、变压器的检测方法】1)色码电感器的的检测将万用表置于R×1挡,红、黑表笔各接色码电感器的任一引出端,此时指针应向右摆动.根据测出的电阻值年夜小,可具体分下述三种情况进行鉴别:A被测色码电感器电阻值为零,其内部有短路性故障.B被测色码电感器直流电阻值的年夜小与绕制电感器线圈所用的漆包线径、绕制圈数有直接关系,只要能测出电阻值,则可认为被测色码电感器是正常的.2)中周变压器的检测A将万用表拨至R×1挡,依照中周变压器的各绕组引脚排列规律,逐一检查各绕组的通断情况,进而判断其是否正常.B检测绝缘性能将万用表置于R×10k挡,做如下几种状态测试:(1)低级绕组与次级绕组之间的电阻值;(2)低级绕组与外壳之间的电阻值;(3)次级绕组与外壳之间的电阻值.上述测试结果分呈现三种情况:(1)阻值为无穷年夜:正常;(2)阻值为零:有短路性故障;(3)阻值小于无穷年夜,但年夜于零:有漏电性故障.3)电源变压器的检测A通过观察变压器的外貌来检查其是否有明显异常现象.如线圈引线是否断裂,脱焊,绝缘资料是否有烧焦痕迹,铁心紧固螺杆是否有松动,硅钢片有无锈蚀,绕组线圈是否有外露等. B绝缘性测试.用万用表R×10k档分别丈量铁心与低级,低级与各次级、铁心与各次级、静电屏蔽层与初度级、次级各绕组间的电阻值,万用表指针均应指在无穷年夜位置不动.否则,说明变压器绝缘性能不良.C线圈通断的检测.将万用表置于R×1挡,测试中,若某个绕组的电阻值为无穷年夜,则说明此绕组有断路性故障.D判别初、次级线圈.电源变压器低级引脚和次级引脚一般都是分别从两侧引出的,而且低级绕组多标有220V字样,次级绕组则标出额定电压值,如15V、24V、35V等.再根据这些标识表记标帜进行识别.E空载电流的检测.(a)直接丈量法.将次级所有绕组全部开路,把万用表置于交流电流挡(500mA,串入低级绕组.当低级绕组的插头拔出220V交流市电时,万用表所指示的即是空载电流值.此值不应年夜于变压器满载电流的10%~20%.一般罕见电子设备电源变压器的正常空载电流应在100mA 左右.如果超越太多,则说明变压器有短路性故障.(b)联一个10/5W的电阻,次级仍全部空载.把万用表拨至交流电压挡.加电后,用两表笔测出电阻R两真个电压降U,然后用欧姆定律算出空载电流I空,即I空= U/R.F空载电压的检测.将电源变压器的低级接220V市电,用万用表交流电压接依次测出各绕组的空载电压值(U21、U22、U23、U24)应符合要求值,允许误差范围一般为:高压绕组≤±10%,高压绕组≤±5%,带中心抽头的两组对称绕组的电压差应≤±2%.G一般小功率电源变压器允许温升为40℃~50℃,如果所用绝缘资料质量较好,允许温升还可提高.H检测判别各绕组的同名端.在使用电源变压器时,有时为了获得所需的次级电压,可将两个或多个次级绕组串连起来使用.采纳串连法使用电源变压器时,介入串连的各绕组的同名端必需正确连接,不能搞错.否则,变压器不能正常工作.I.电源变压器短路性故障的综合检测判别.电源变压器发生短路性故障后的主要症状是发热严重和次级绕组输出电压失常.通常,线圈内部匝间短路点越多,短路电流就越年夜,而变压器发热就越严重.检测判断电源变压器是否有短路性故障的简双方法是丈量空载电流(测试方法前面已经介绍).存在短路故障的变压器,其空载电流值将远年夜于满载电流的10%.当短路严重时,变压器在空载加电后几十秒钟之内便会迅速发热,用手触摸铁心会有烫手的感觉.此时不用丈量空载电流即可判定变压器有短路点存在.两个或多个次级绕组串连起来使用.采纳串连法使用电源变压器时,介入串连的各绕组的同名端必需正确连接,不能搞错.否则,变压器不能正常工作.I.电源变压器短路性故障的综合检测判别.电源变压器发生短路性故障后的主要症状是发热严重和次级绕组输出电压失常.通常,线圈内部匝间短路点越多,短路电流就越年夜,而变压器发热就越严重.检测判断电源变压器是否有短路性故障的简双方法是丈量空载电流(测试方法前面已经介绍).存在短路故障的变压器,其空载电流值将远年夜于满载电流的10%.当短路严重时,变压器在空载加电后几十秒钟之内便会迅速发热,用手触摸铁心会有烫手的感觉.此时不用丈量空载电流即可判定变压器有短路点存在.。
变压器输出功率和磁芯尺寸的关系要使变压器输出更大的功率,我们希望在电压一定的情况下,圈数要尽可能的少、导线尽可能的粗。
这样才有利于提供较大的电流,输出更大的功率。
前者需要较大的磁芯截面积,后者要求较大的磁芯窗口面积。
因此要获得较大的输出功率磁芯尺寸必须够大才行。
变压器初级绕组的圈数可用下式来算:N=k*10^5*U/(f*Ae*Bmax)k为最大导通时间与周期之比,通常取k=0.4;U是初级绕组输入电压(V),(近似等于直流输入电压);f是变压器的工作频率(KHZ);Ae是磁芯的截面积(cm2);Bmax是允许的磁通密度最大变化幅度(G)。
因此,在一定电压下,增大截面积Ae、提高工作频率f和选择更大的峰值磁通密度Bmax,都有利于减少圈数,提高输出功率。
但是,磁芯的损耗(铁损)是按Bmax的2.7次幂和f的1.7次幂呈指数增长的,Bmax还受磁芯饱和的限制。
因此,提高工作频率f和选择更大的峰值磁通密度Bmax都是有限度的。
大多数适合做开关电源的铁氧体磁芯频率通常限制在10-50KHZ以内,Bmax限制在2000G(高斯)以内,一般取Bmax=1600G 较为合适。
因此,功率主要靠磁芯截面积Ae、其次靠工作频率f控制。
但必须明确的是,这种控制关系是间接的而不是直接的,Ae加大和f提高只是表示对同样的电压,允许绕的圈数更少,只有实际把圈数减少了才能提高功率。
如果在同样材料的一个大磁芯和一个小磁芯上,用一样的导线绕同样的圈数,对同样的输入电压输出功率是基本相同的。
同样,如果一个做好的变压器,仅仅靠改变工作频率,也是不会使输出功率提高的。
如果从变压器入手的话,可以尝试把导线适当加粗,同时把频率提高一些,以允许圈数能有所减少,这样就可加大输出功率。
导线加粗受到磁芯窗口面积Ac限制。
用截面积为Ad的导线绕N圈,占用的窗口面积为:Awc=N*Ad=k*10^5*U*Ad/(f*Ae*Bmax)设,初级绕组窗口占用系数为Sn=Awc/Ac,Ad用电流I(有效值)和允许的电流密度J表示为Ad=I/J/100,(Ad-平方厘米,I-A有效值,J-A/平方毫米)则上式可写成:Ac*Sn=k*U*I*10^3/(f*Ae*Bmax*J)或,U*I=Sn*Bmax*J*f*Ae*Ac*10^-3/k因为输入功率等于输入电压U与电流平均值k*Ip的乘积,而电流有效值I与峰值Ip 的关系为Ip=1.58*I,所以输入功率Pi=1.58*k*U*I=1.58*Sn*Bmax*J*f *Ae*Ac*10^-3再乘上效率Ef就得到最大输出功率的表达式Po=1.58*Ef*Sn*Bmax*J*f*Ae*Ac*10^-3可见,功率除了和上面那些有利于圈数减少的因素成正比之外,还与允许导线加粗的Ac、Sn以及电流密度J成正比。