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浅谈如何设计扼流圈变压器
xiao_xiao1 发表于 2009/9/29 9:44:58 603 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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扼流圈变压器是一种特殊类型变压器，其通常作用是通直流、阻交流电感线圈，再加上铁心组成一个滤波性变压器，它能降低峰值电压，而且降低无效功率，提高有效功率的滤波电气部件。在电子电路中应用相当广泛。在日异更新的电器产品中，要求其电气特性更加严格。如何使品质更加优良，其中追加扼流圈变压器是非常必要的。因此如何更好设计出一款性能好的产品，对设计者提出了更高的要求，本文提供的设计方法是如何设计出性价比好的扼流圈变压器,如何合理地选择估算输出功率、骨架型号、线径大小、温升等等。
大家都知道，电感计算方法很多，通用计算式如下：
L=电感值(H亨利)
N=线圈的圈数
μ=磁导率
Ae=铁心的截面积(cm2)
Lc=磁路长(cm)
I=电流(A)
所以影响电感值的因素很多，与磁导率、圈数的平方、铁心的截面积成正比，与平均磁路长成反比。
如果要确定扼流圈变压器的大小，需根据以下计算式进行计算：
计算扼流圈变压器的容量VA=LI2
如果是无间隙铁心情况下:
LI2=3.35Ae2×10-3 (经验公式)
如果在EI型铁心情况下，此公式可变换成：
其中：L=电感值(H亨利)， I="电流值"(A); Ae="铁心截面积"(cm2)
Ae=A×B×0.9 (cm2) (A=中间铁心的长度cm，B=铁心的厚度cm)
如图1所示。
为了更详细说明以上问题，现举例EI型扼流圈变压器的设计方法。
此变压器的规格条件如下：
① 电感L=0.5H
② 使用频率数F=50Hz
③ 电流A=70mA(直流)
④ 直流电阻=35Ω±10%
1、首先由容量来确定铁心的尺寸：
根据上述公式：
由铁心资料可选取EI-28-A0 (厚度为11mm) S="1".1×0.8×0.9=0.8 cm2)
2、铁心容积为
V=(2.5×2.8-2×(0.6×1.7))×1.1×0.9=4.91(cm3)
3、磁路长Lc=6.2cm
详细EI28铁心尺寸见如图2所示。
4、附件中曲线图可得(可见下页所附图4)：
根据附图4，可很快得出以下的结果及间隙长度值：
N= 6.2×11.5/0.07=1018 (圈)
5、求线径：70℃温升以下，电流密度需在5A以下，可选线径为Φ0.18，但仍需确认卷线占据率是否可满足。
6 、Rdc=平均卷线长×卷数×Φ0.18的Ω/Km的值;
=5.26×1018×715/100000=37.6Ω
实测：35.2Ω
7、由于需要间隙，铁心E和I间需有间隙片进行隔离开来，所以根据经验，铁心组合为以下几种情况：
①当无间隙片 L="0".25H (当电流为0.5A)
②025MF1(之间为0.025mm厚)，L=0.47H(当电流为0.5A)
③45K1 (之间为0.45mm厚)，L=0.5H(当电流为0.5A)
④45K1+025G1(之间为0.475mm厚)，L=0.43H(当电流为0.5A)
组合方式如下：
本变压器用45K绝缘纸板1块作为间隙片，即可满足以上要求。
当然，如果在铁心E片中开一定的间隙长度，然后将E和I片熔接在一起，对于防振动效果更加良好，如果当铁心相当大时，需要追加防振动使用的特殊专用材料间隙片。所以要设计一款良好的扼流圈变压器，需长期经验总结，不断地改善，才能较圆满满足客户的要求。