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共模电感设计与案例

共模电感设计与案例
很多设计师对于共模电感的设计大多有一种感觉,那就是总觉得共模电感的设计看起来十分简单,但实际操作起来上,又有点复杂。

的确共模电感的设计要考虑温度及应力等等因素。

下面我就对于共模电感的设计过程与案例结合起来简单讲讲。

一、设计过程:
①选择磁芯材料(镍锌系和锰锌系)
铁氧体是一个较好的具有成本优势的材料。

②设定电感的阻抗
对于一个给定的要求衰减的频率,定义此频率下共模电感的感抗为
50~100 Q,即至少50%的衰减,因此有:Z=®L
③选择磁芯的形状的和尺寸
成本低漏感小的环形磁芯非常适合于共模电感,但是这种形状不容
易实现机械化绕制,一般用手工绕制。

磁环尺寸的大小选取有一定
的随意性,通常基于PCB的尺寸选取合适的磁芯。

为了减小共模电
感的寄生电容,共模电感通常只用单层的线圈。

若单层绕制时磁芯
无法容纳所有的线圈,则选用大一号尺寸的磁环。

当然也可以基于
磁芯的数据手册由LI的乘积选取。

④计算线圈的匝数
由磁芯的电感系数AL计算共模电感的圈数:(106 )0.5 L N = L X A
⑤计算导线的线径
导线允许通过的电流密度选取为:400~800A/cm2,由此可以得到要
求的线径。

二、案例:
在工作频率为10KHZ,输入线性电流为3A(RMS)时,阻抗为100欧的共模电感。

1)选取线径
铜线截面积=3A/400A/cm2=0.0075cm2
铜线线径=0.98mm
取铜线线为1.0mm
2)计算最小电感值
512翼血1 x J0000^1.S9rah
3)假如无指定空间,任取一磁芯
内径(ID)=13.72+/-0.38=13.34mm MIN
4)计算内圆周长和最大可绕圈数
内圆周长=3.14 ><13.34-1.08)=38.5mm
最大圈数=(160/360) >38.5/1.08=15.8TS 或16TS
5)计算磁芯的AL 值,并选取材质
磁芯的AL 最小值=1.59/162=6211nH/TS2MIN
因此种磁芯AL 值变化范围一般为+/-30%故磁芯的AL 值取9000nH/TS2 ,以上述条件,即可选取一合适磁芯。

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