众所周知,电感在电路中具有一定的滤波功能,因此在制作电磁干扰滤波器电感时,应注意尽量减少电感上的杂散电容。其杂散电容来源于两个方面,一是线圈匝间电容,二是绕组与磁心之间的电容。因此,减少电感的杂散电容也应从这两个方面入手。
首先,如果是磁芯导体,首先要减少绕组和磁芯之间的电容。具体方法是在绕组和磁芯之间添加一层介电常数较低的绝缘材料,以增加绕组和磁芯之间的距离。其次,绕线方法对于减少匝间电容非常重要。以下是绕线圈时应特别注意的问题:
如何绕制电感,选择磁芯来减少寄生电容。1.尽量单层绕制。在空间允许的情况下,尽量采用较大的磁芯,使线圈呈单层结构,增大每隔隔的距离,有效降低匝间电容。
2.线圈的输出输入端应相互远离。不论产生何种电感形式,电感线圈的输入输出应彼此远离,否则输入输出间的电容会在频率较高时使整个电感短路。
3.多层绕制方法:线圈匝数越多,必须多层绕组时,应朝一个方向绕组,同时绕组,同时重叠,不要绕过一层,然后回到第二层,会产生大量的寄生电容,降低电感的滤波效果。
4.分段绕制。线圈分段绕在磁芯上,使每段电容较小,总寄生电容串联在两段,总电容远小于每段。
5.多个电感串联。有时候电路设计需要更高的滤波器。此时,一个大电容器可以分解成一个大电感和一些小电感。将电感串联在电路中可以扩大电感的带宽,但也会增加电路的成本。
减少电感寄生电容:
(1)远离起止端(夹角大于40度)
(2)尽量单层绕制,增加匝间距离。
(3)多层绕制时,采用渐进绕制,不要来回绕制。
(4)分组绕制(要求高时,用大电感和小电感串联使用)
(5)干扰滤波器中的传感器一般采用铁氧体材料作为核心。
绕线改为松散绕线时,电容下降了近20%。如何绕制电感,选择磁芯来减少寄生电容。如何绕制电感与选择磁芯减小寄生电容
虽然导线通过铁氧体磁芯形成的电感阻抗在形式上随着频率的增加而增加,但其机制在不同频率上完全不同。
低频:阻抗由电感的感抗组成。在低频中,磁芯的磁导率较高,因此电感较大。此时磁芯损耗较小,整个装置为低损耗、高Q特性电感,引起谐振。因此,在低频带时,经常会出现干扰增强。
高频:阻抗由电阻组成。当频率增大时,铁心的磁导率下降,电感和感抗组分的感应下降。但此时磁芯损耗增加,电阻成分增加,导致总阻抗增加。当高频信号通过铁氧体时,电磁能量以热的形式消耗。
铁氧体材料的选择:根据抑制干扰的频率,选择磁导率不同的铁氧体材料。铁氧体材料的磁导率越高,低频阻抗越大,高频阻抗越小。另外,高导磁率的铁氧体材料具有较高的介电常数和较大的导体寄生电容,使高频阻抗减小。
确定铁氧体磁环的尺寸:磁环内外径差越大,轴向越长,阻抗越大。但是内径必须包紧。所以,要想得到更大的衰减,就要使用更大的磁环。共模扼流圈匝数:通过增加磁环匝数可以增
加低频阻抗,但是由于寄生电容的增加,高频阻抗降低。盲目增加匝数增加衰减是一个常见的错误。当需要抑制的干扰频带较宽时,可以在两个磁环上绕不同的匝数。
如何绕制电感,选择磁芯来减少寄生电容。
电缆上铁氧体磁环的数量:增加电缆上铁氧体磁环的数量可以增加低频阻抗,但会降低高频阻抗。这是因为寄生电容增加了。
偏电流效应:当导体中有电流穿过铁氧体磁环时,铁氧体的阻抗会减小,适当增加磁环的长度可以弥补损失。由于铁氧体磁环主要抑制高频干扰,高频干扰一般为共模干扰,因此在使用过程中,同时通过铁氧体可以避免电流偏置,共模干扰电流的衰减效果没有改变。
铁氧体磁环的安装位置:一般尽量靠近干扰源。对于屏蔽机箱上的电缆,磁环应尽可能靠近机箱的电缆进出口。
最好与电容式滤波连接器一起使用:由于铁氧体磁环的效果取决于原共模环的阻抗,原电路的阻抗越低,磁环的效果就越明显。这样,将电容滤波连接器装入原连接器,其阻抗很低,磁环效应更加明显。
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