滤波扼流圈设计方法

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滤波扼流圈设计方法

hlmm

没看到你文中所谓的图和表

binwenn28

不错很详细

sikixu

受教了，顶一个

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滤波扼流圈设计方法
$ J' s8 N3 b& f# C5 J+ @' ~/ x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。

/ I& b; _, t4 [

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:
$ U5 ]1 E) {, k; Y2 m
4 _& P/ w, n2 I+ q (Ω)
. A! K+ C, i+ C8 |; d# Q' ?  c
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:
! w) L5 v; r# B: j' m0 [
; G5 ]+ G" F+ }7 k( i (亨)
$ p) J0 F: K) Q5 T$ V! |
9 q8 A# u5 r8 l当电源频率f=50Hz时，则

(亨)

: y" \# Z: j9 z* o, j3 h. f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:
  x' I/ j$ O5 P


即电感量为5毫亨，直流电流为5A。
7 d$ \+ j  F7 I& a; s7 q: L$ G3 B7 K
: y; u4 [/ y& p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 |6 k( m- }* `
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。
% Y" C9 F  {4 d* c/ v& F3 P
' `, R; D/ K& ]. u
" R8 ?- H" c; X9 B- X$ W
; C: z7 F9 A9 x. K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。

6 O% @8 r/ N. h4 _+ g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。
* C( {* n% a) U: q
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)

导线直径d也根据表一提供的电流密度J进行计算:
8 \8 e! U9 \# I& r1 q
(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。
$ j. i. x& E; ~, A' C! A
计算步序:
2 U2 y3 B7 {* y4 d$ V
1.计算   =0.01x =0.25
0 F$ u, Z# Q* O4 k
; Q8 j9 Y$ t/ h/ K0 S0 }在图3的中部区间内。
- m$ M* F+ ?, ?6 Z4 V
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:



然后在图3的纵座标上，找到23× ，并找到对应的H值为40。

3 L; ^% u, J+ f3 o1 p; c

3.计算线圈匝数
9 [0 `( ?, i8 W4 m5 h. |$ Y0 B
- l/ `9 H; S) ?) z因为H= =40

所以N= =125圈

, V) \- `4 r. k. k; {  v4.计算导线直径d

: U. Y, x6 L$ _$ F+ M# o =1.35 mm

& }" g! A% ^, _# o. S按线规表选择 QE-1.32 漆包线。
+ U& ?" u. G  P9 O! j4 K& K
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。

6.平均匝长lo

lo=2×(29+31)+10π=151 mm

& W# R, I9 T! U7.导线总长L

L=Nlo=125×0.151=18.9m

8.直流电阻R20℃



5 ^' G4 R* |  V. v9.电压降Ur

3 u5 N3 T! B9 q* P) }: [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。
5 [$ P+ g/ U6 p8 ?0 ]6 S9 `: C5 l
8 Q3 Z) F8 o/ l2 C$ O. o- [% p& k3 H10.空气隙lg
1 I; e/ E, W9 d% z, ^" V
! H% V# Q! S7 E. n( K. k! m6 R, f4 @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
4 T1 @# o0 g8 X: u
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。


" P0 D7 ?! h* i: O
1 O1 J  B* X! R+ O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。