| A06B-0114-B205 #0048 |
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廈門光沃自動化設備有限公司
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A06B-0114-B205 #0048 電感器作為磁性元件的重要組成部分,被廣泛應用于電力電子線路中。尤其在電源電路中更是不可或缺的部分。如工業控制設備中的電磁繼電器,電力系統之電功計量表(電度表)。開關電源設備輸入和輸出端的濾波器,電視接收與發射端之調諧器等等均離不開電感器。電感器在電子線路中主要的作用有:儲能、濾波、扼流、諧振等。在電源電路中,由于電路處理的均是大電流或高電壓的能量傳遞,故電感器多為“功率型”電感。正是因為功率電感不同于小信號處理電感,在設計時因開關電源的拓撲方式不一樣,設計方式也就各有要求,造成設計的困難。當前電源電路中的電感器主要用于濾波、儲能、能量傳遞以及功率因數校正等。電感器設計涵蓋了電磁理論,磁性材料以及安規等諸多方面的知識,設計者需對工作情況和相關參數要求(如:電流、電壓、頻率、溫升、材料特性等)有清楚了解以作出最合理的設計。電感器的分類 電感器以其應用環境、產品結構、形狀、用途等可分為不同種類,通常電感器設計是以用途及應用環境作為出發點而開始的。在開關電源中以其用途不同,電感器可分為: 共模濾波電感器(Common Mode Choke) 常模濾波電感器(Normal Mode Choke) 功率因數校正電感(Power Factor Correction - PFC Choke) 交鏈耦合電感器(Coupler Choke) 儲能平波電感(Smooth Choke) 磁放大器線圈(MAG AMP Coil) 共模濾波電感器因要求兩線圈具有相同的電感值,相同的阻抗等,故該類電感均采用對稱性設計,其形狀多為TOROID、UU、ET等形狀。 共模電感的工作原理 共模濾波電感器又稱共模扼流線圈(以下簡稱共模電感或CM.M.Choke)或Line Filter。 在開關電源中,由于整流二極管和濾波電容以及電感中的電流或電壓急劇變化,產生電磁干擾源(noise),同時輸入電源中也存在工頻以外的高次諧波噪聲,這些干擾若不加以扼制,將對負載設備或開關電源本身造成損害,因此若干國家之安規機構對電磁干擾(EMI)發射量均作出了相應的管制規定。當前開關電源的開關頻率日趨高頻化EMI也隨之日益嚴重,所以開關電源中均須設置EMI濾波器,EMI濾波器需對常模及共模噪聲均作出相應的抑制,以達到某一規定標準。常模濾波器負責濾出輸入或輸出端兩根線間之差模干擾信號,共模濾波器負責濾出兩條入線之共模干擾信號。實際共模電感因其工作環境不同,又可分為AC CM.M.CHOKE;DC CM.M.CHOKE和SIGNAL CM.M.CHOKE三種,在設計或選用時應于以區分。但其工作原理完全相同,工作原理如圖(1)所示:
圖1共模電感的作用 如圖所示,在同一磁環上繞上兩組方向相反的線圈,據右手螺旋管定則可知,當在輸入端A、B兩端加上極性相反,信號幅值相同的差模電壓時,有實線所示的電流i2,在磁芯中產生實線所示的磁通Φ2,只要保證兩繞組完全對稱,則磁芯中兩不同方向之磁通相互抵消。總磁通為零,線圈電感幾乎為零,對常模信號無阻抗作用。若在輸入端A、B兩端加上極性相同,幅值相等的共模信號時,有虛線所示的電流i1,在磁芯中產生虛線所示的磁通Φ1,則磁芯中磁通有相同的方向而互相加強,使每一線圈的電感值為單獨存在時的兩倍,而XL =ωL,因此,此一繞法的線圈對共模干擾有很強的抑制作用。
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