電感器變壓器典型應(yīng)用電路——開關(guān)電源電路
EMI濾波典型電路
差模噪聲、共模噪聲及差模電感器、共模電感器
共模電感器設(shè)計(jì)
開關(guān)電源產(chǎn)生的共模噪聲頻率范圍從10kHz～50MHz甚至更高，為了對(duì)這些噪聲有效的衰減，那么在這個(gè)頻率范圍內(nèi)，共模電感器就必須提供足夠高的阻抗。因此高磁導(dǎo)率的錳鋅鐵氧體和非晶材料是非常適合的。共模電感器的阻抗Zs由串聯(lián)感抗Xs和串聯(lián)電阻Rs兩部分組成，Zs、Xs、Rs三者隨頻率變化的典型趨勢(shì)見下圖。
從圖中我們可以看出在750kHz以下，Xs在Zs中占主要部分，750kHz以上Rs在Zs中占主要部分。
對(duì)于抑制共模噪聲的電感器，需要在一個(gè)磁芯上繞制兩組電流方向相反的導(dǎo)線，并使用高磁導(dǎo)率的磁芯，如磁導(dǎo)率為5k、7k、10k、12k、15k材料和非晶磁芯等。
差模電感的設(shè)計(jì)
對(duì)于抑制差模噪聲的電感器，要求磁芯材料在偏磁場(chǎng)下仍然能夠保持磁導(dǎo)率指標(biāo)。下圖中，標(biāo)出了流經(jīng)電感器的電流I，電壓V和磁芯中的磁場(chǎng)強(qiáng)度曲線，并且畫出了差模濾波器和共模濾波器在開關(guān)電源中的應(yīng)用線路圖。在輸入端，可以是交流輸入（如市電），也可以是電池供電（如48V，用于電信設(shè)備中）。當(dāng)電池供電時(shí)，磁化電流是恒定的直流電。對(duì)于高功率因數(shù)的交流電系統(tǒng)，磁化電流接近正弦波波形。而低功率因數(shù)的交流電系統(tǒng)，其磁化電流則由一系列的交變脈沖疊加組成。
適合制作差模電感器（扼流圈）的磁心材料是具有高Bs值的金屬磁粉心磁環(huán)和開路鐵氧體磁芯，但是考慮現(xiàn)在的EMI和EMC的要求，使用鐵鎳鉬、鐵鎳50、鐵硅鋁三種閉和磁路的金屬磁粉心磁環(huán)是Z合適的，因?yàn)檫@三種磁心材料在偏磁場(chǎng)下具有極好的電感量保持能力。
三種金屬磁粉心材料進(jìn)行比較：高磁通鐵鎳50磁粉心的性能Z好，因?yàn)樗诟唢柡痛磐芏认戮哂斜３蛛姼辛康哪芰Γ瑫r(shí)它還提供在高頻下所需要的阻尼衰減功能，但是由于該材料本身所具有的磁滯伸縮產(chǎn)生的音頻噪聲，致使高磁通鐵鎳50磁粉心在50Hz或者60Hz下，會(huì)產(chǎn)生音頻噪聲（嗡嗡聲）。當(dāng)然直流磁化電流不會(huì)產(chǎn)生音頻噪聲，所以它Z適合用制作電池供電（工作電流為直流）的電源系統(tǒng)中的輸入濾波電感器。鐵鎳鉬、鐵硅鋁磁粉心都具有特別低的磁滯伸縮系數(shù)，它們都不會(huì)產(chǎn)生音頻噪聲。鐵鎳鉬磁粉心在直流偏磁場(chǎng)下的磁導(dǎo)率變化量Z小，這是它的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。鐵硅鋁磁粉心的單位體積成本Z低，因此Z適合制作民用差模電感器，鐵鎳50和鐵鎳鉬磁粉心的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鐵硅鋁磁粉心更適合軍用和一些對(duì)體積和性能要求高的場(chǎng)合。
