共模濾波電感原理與軟磁材料的要求
點擊數(shù):27042019-03-26 00:00:00 來源: 重慶哥爾摩科技有限公司、電波暗室、電磁兼容暗室、汽車電子暗室、EMI系統(tǒng)測試、EMS系統(tǒng)測試、EMC測試附件、EMC測試天線
共模干擾的干擾頻率不盡相同,其形成的干擾類型與傳播機制也會產(chǎn)生相應的變化。因此,根據(jù)干擾的不同來選擇不同的共模濾波電感軟磁材料就顯得非常有必要。本文將首先對共模濾波電感器的工作原理進行介紹,而后再對共模電感中軟磁材料進行介紹。
舉例來說,對于共模干擾在1-10MHz頻段,其干擾衰減特性主要與線圈匝間電容等因素有關,在大于10MHz時,其它諸多因素,如漏感、總損耗等開始顯現(xiàn)作用,而對于0.01-1MHz頻段,電感器磁芯的電感量及其頻率特性則起重要作用,下面著重介紹電感器磁芯的特性。
共模電感器對磁芯軟磁材料的要求:
1、在重點噪音頻段內(nèi)具有高的初始磁導率μi,可保證共模電感器有高的電感量或在同樣電感量時有低的匝數(shù)和分布電容,以便達到高的插入損耗;
2、高飽和磁感BS,抵抗高幅值的干擾尖峰不飽和;
3、更寬的μi頻率特性;
4、好的溫度特性(-40-+120℃);
5、實際應用中,要求能在非平衡電流(如漏電或三相負載不均衡等)引起的偏磁情況下,磁芯仍保持高磁導率不飽和。
應用軟磁材料
工業(yè)上,共模磁芯通常使用軟磁鐵氧體環(huán),盡管近年又出現(xiàn)了μ20000-30000的鐵氧體新材料,考慮到工作溫度,頻率特性等綜合因素,其主流仍使用μ7000-10000的鐵氧體環(huán),但是,近年來鐵基納米晶磁環(huán)開始展現(xiàn)其競爭力,一方面,納米晶磁環(huán)μ80000以上的磁導率,-50至130℃的連續(xù)工作溫度范圍和良好的0-1MHz的頻率特性使其共模濾波的綜合特性大大提高,另一方面,價格也在逐漸降低,到目前為止,在中、大型磁環(huán)領域,其性價比已高出高μ鐵氧體環(huán),尤其是在一些應用中,例如,在三相、大功率以及電流不平衡(漏電等)場合,具有線性磁導率(經(jīng)特殊工藝處理)的納米晶磁環(huán)就有明顯的性能優(yōu)勢。
鐵基納米晶WUL型磁芯有以下特點:
1、高初始磁導率μi-利于小型化,減少匝數(shù)和分布電容,有更好的共模噪聲衰減性能;
2、高Bs--高抗飽和特性,良好的抗高幅值浪涌和尖峰干擾性能;
3、高居里點Tc--連續(xù)工作溫度可達140℃(鐵氧體只有70-80℃);
4、電感溫度系數(shù)小-- -40℃至120℃范圍內(nèi),電感變化率小于10%(鐵氧體達30%);
5、抗偏磁特性--可耐0.2Oe的偏磁場;
6、WUL磁芯的頻率特性在1MHz以下的頻段內(nèi),其磁導率均大于μ7000的鐵氧體。
通常,用插入損耗來表征電源濾波器的濾波效果,在共模電容和差模元件相同的條件下對7K鐵氧體和納米晶WUL磁芯的插入損耗進行了比較,在相同條件下,選擇了較小尺寸的WUL磁芯,在相同銅線匝數(shù)時,WUL磁芯的電感量高出6倍,插入損耗在全頻段(0.01-100MHz)均高于鐵氧體,特別是在低頻和較高頻段內(nèi)高出很多。
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