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。

! u7 ^4 g  v9 a, ?" K/ r' `6 l$ z
5 A1 \: h( s; r  X1 ?. {
0 G# h1 U* l& @2 x/ `0 r8 P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:

( P& z3 Y8 e$ C4 N/ ` (Ω)
2 m' z2 }( b% ^1 q5 N
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)

当电源频率f=50Hz时，则

. j; V- p0 f9 ?+ L (亨)

- P* C; B8 x- @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:
; o+ ^) Y+ Q" n2 N: A" \& A


. R+ n8 e$ m' g$ `0 J* 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。
: @4 T. X+ {  Z, V3 A* z# 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。

( t8 q/ H2 l0 A) q/ p2 _
% K0 p8 W. b, r' q
3 Y7 A: t: i9 A6 G* d5 A6 l1 P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。

. t2 s' j; h" L8 `* b" K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。
" j* d$ S8 S; R) _3 ?  `6 |) N- _
9 o2 b  \7 A; j$ ~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:

% d) L( s! R3 r; B (匝)
! K- _2 a( w& r' q
$ P0 A# D7 E' _导线直径d也根据表一提供的电流密度J进行计算:
- V0 b2 M2 [' G% C8 N& q
9 F2 U# J, k, j; h( V% H2 N' n, Z (mm)
# S$ x8 ]0 _& @4 J" }
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。

计算步序:
  ~- A, K$ L, Z9 f
1.计算   =0.01x =0.25
5 z' p$ M5 j  e/ g# K
0 s! h9 Q4 G& z3 Y' N在图3的中部区间内。

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:
. i! T" p9 i8 b1 l. y' p* R% R


& Q* j  U% X2 m- H然后在图3的纵座标上，找到23× ，并找到对应的H值为40。



3 X$ X& G* J* a, Q7 {/ u+ d3.计算线圈匝数
( n" _& P" y2 Z$ C
# E( j$ m  n: V6 T- C( J* e" F8 L因为H= =40

9 A0 o. d0 @& X$ g$ F% e所以N= =125圈

) s7 f. e' [; r* B% }0 d# }; f4.计算导线直径d
% I7 `& O& Q: s: r/ B
=1.35 mm

& w. g/ r+ {+ @! M# d# p: \# w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。
# R8 z. [# y4 M4 S
; }+ _8 g( j; {  q. y. I$ j2 `6.平均匝长lo
7 m/ K- r( w) z6 f: e, u
. O$ O" N2 E% b9 Llo=2×(29+31)+10π=151 mm

3 x+ `, N: K& C& q4 b' v7.导线总长L
' b) m8 i  R/ u( J# I! c, `, J
L=Nlo=125×0.151=18.9m

8.直流电阻R20℃



9.电压降Ur

- ~! T  q( i1 F" f. K  WUr=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。
) o0 c) M/ X( S- E% C. W& D+ U6 z
) n& |2 V  C* _8 r10.空气隙lg
( d6 m5 o1 L% Q& {5 k
7 U: @! M& P+ p1 D% F; G' b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

9 ?, U3 ?' c5 F0 F# K4 j3 s& a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。



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