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【總結】討論出真知—關于共模電感用材討論總結篇

上周五在綜合區發帖探討磁環共模和UF系共模的區別,源于自己對磁學掌握甚少,一時遇到問題,也找不到指導。幸得電源網BBS這么個平臺,五湖四海之熱心朋友,皆仗義相助。幸甚!

毋庸置疑,學習是需要總結的。況且如此多熱心朋友幫助,我不作總結,有些辜負盛情。cheng111兄在主貼中幫助做了些總結,對他表示感謝!在此我另開一貼以作總結之用,幫助自己,同時也幫助后面的朋友,算是借花獻佛!不足之處望見諒,感謝補充!

主要討論了磁環型共模和UF(UU)系的共模之差別。涉及方方面面,地址:http://bbs.dianyuan.com/topic/621477

之前另有討論UF(UU)2槽和4槽的,地址:http://bbs.dianyuan.com/topic/598459。可作為產考!

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jepsun
LV.9
2
2010-12-11 11:41

先說說磁環類型的:

鐵芯材料:主要有有納米晶的;線材:這個就不說了;

 

鐵芯優點:

高初始導磁率(這個是共模電感的基本要求)、高飽和磁感應強度、溫度較之鐵氧體穩定(可以理解為溫升小),頻率特性比較靈活,因為導磁率高,很小就可以做出很大的感量,適應頻率比較寬;

 

整體優勢:

因為初始導磁率是鐵氧體的5-20倍,對傳導干擾的抑制作用遠大于鐵氧體;

納米晶的高飽和磁感應強度比鐵氧體的好,所以在大電流下不易飽和;

溫升較之UF系列的要低,我實際測試:室溫下要低將近10度(個人測試值僅作參考);

結構上的靈活令其適應性好,從加工工藝上進行改變,即可適應不同需求(見過節能燈上用的磁環電感,使用相當靈活);

分布電容會更小,因為繞線的面積更寬,體積也相對較小;

環行所用匝數少一點,分布參數小一點,效率占優(針對具體進行分析,我猜是因為線徑的緣故,望補充);

 

整體劣勢:

磁環孔徑小,機器難以穿線,需要人工去繞,費時費力,加工成本高,效率低。而在成本壓力日益增加的同時,這一點已尤為重要了。

耐壓方面較之UF優勢不大:我自己想的,因為看到很多磁環共模中間使用扎線帶隔開的,這樣不是很可靠,有的中間拉開一定距離,線用點膠固定,時間長了,可靠性怎么樣呢?如果電感量要求比較大,線會擠在一起,安全性上有一點疑惑。望補充!

安裝不便,故障率較高---來自懶人兄的分享:“一般性能是一樣的,同樣線徑磁環要比UF10.5做的感量要高,容易實現。測試傳導時相同感量有遇到UF10.5比較好,相差5個DB左右!磁環要是像年紀圖片是比較便宜,但不好插件,故障比較大。要是加了底座也不便宜,比UF10.5貴”

 

應用:

因為成本的因素,磁環大多用在大功率的電源上,powercheng兄形容:“小功率的用磁環太高檔了”,是有道理的。

當然因為體積小,對體積有要求的小功率電源,采用磁環的也是很OK的選擇。

綜合性能比起來,優于UF系的。如果成本壓力不大的項目,可以考慮用磁環的。我實際測試傳到,用磁環的余量要低更多。而且感量還比UF的小。

以上是我對磁環共模的補充,望老師們補充!謝謝!

 

 

 

 

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998lllll
LV.8
3
2010-12-11 12:16
好帖,很有實用價值!
0
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jepsun
LV.9
4
2010-12-11 12:44
@jepsun
先說說磁環類型的:鐵芯材料:主要有有納米晶的;線材:這個就不說了; 鐵芯優點:高初始導磁率(這個是共模電感的基本要求)、高飽和磁感應強度、溫度較之鐵氧體穩定(可以理解為溫升小),頻率特性比較靈活,因為導磁率高,很小就可以做出很大的感量,適應頻率比較寬; 整體優勢:因為初始導磁率是鐵氧體的5-20倍,對傳導干擾的抑制作用遠大于鐵氧體;納米晶的高飽和磁感應強度比鐵氧體的好,所以在大電流下不易飽和;溫升較之UF系列的要低,我實際測試:室溫下要低將近10度(個人測試值僅作參考);結構上的靈活令其適應性好,從加工工藝上進行改變,即可適應不同需求(見過節能燈上用的磁環電感,使用相當靈活);分布電容會更小,因為繞線的面積更寬,體積也相對較小;環行所用匝數少一點,分布參數小一點,效率占優(針對具體進行分析,我猜是因為線徑的緣故,望補充); 整體劣勢:磁環孔徑小,機器難以穿線,需要人工去繞,費時費力,加工成本高,效率低。而在成本壓力日益增加的同時,這一點已尤為重要了。耐壓方面較之UF優勢不大:我自己想的,因為看到很多磁環共模中間使用扎線帶隔開的,這樣不是很可靠,有的中間拉開一定距離,線用點膠固定,時間長了,可靠性怎么樣呢?如果電感量要求比較大,線會擠在一起,安全性上有一點疑惑。望補充!安裝不便,故障率較高---來自懶人兄的分享:“一般性能是一樣的,同樣線徑磁環要比UF10.5做的感量要高,容易實現。測試傳導時相同感量有遇到UF10.5比較好,相差5個DB左右!磁環要是像年紀圖片是比較便宜,但不好插件,故障比較大。要是加了底座也不便宜,比UF10.5貴” 應用:因為成本的因素,磁環大多用在大功率的電源上,powercheng兄形容:“小功率的用磁環太高檔了”,是有道理的。當然因為體積小,對體積有要求的小功率電源,采用磁環的也是很OK的選擇。綜合性能比起來,優于UF系的。如果成本壓力不大的項目,可以考慮用磁環的。我實際測試傳到,用磁環的余量要低更多。而且感量還比UF的小。以上是我對磁環共模的補充,望老師們補充!謝謝!    

再說說UF/UU系列的共模!

材料:基本上為鐵氧體,當然這鐵氧體也有區別的,一般有MXO-錳鋅類和NXO-鎳鋅類。鎳鋅類的主要優點是:初始磁導率低(小于1000u),但是可以工作在比較高的頻率(大于100MHZ)下,保持磁導率不變。很強很偉大。

 

NXO比MXO電阻率高。利用鐵氧體對高頻雜波的類似阻尼的作用將高頻雜波以熱能的方式釋放出來,這就解釋了共模電感的溫度問題。

 

百度上對共模電感的原理說的比我清楚:兩個線圈繞在同一鐵芯上,匝數和相位都相同(繞制反向)。這樣,當電路中的正常電流流經共模電感時,電流在同相位繞制的電感線圈中產生反向的磁場而相互抵消,此時正常信號電流主要受線圈電阻的影響(和少量因漏感造成的阻尼);當線圈中流過有共模干擾的電流時,會在線圈內產生同向的磁場而增大線圈的感抗,使線圈表現為高阻抗,產生較強的阻尼效果,以此衰減共模電流,達到濾波的目的。

 

整體優勢:

最重要的一點:成本低(我用的這個是0.9元人民幣),可以用機器繞、高效,常用UU9.8或UU10.5;

有骨架,繞制工藝應該會更好控制,可以做更高的電感量;

耐壓及可靠性要好?針對磁環共模的;

好插件,好安裝。四個腳嘛,孔位對了就沒一點問題;基本用在小電流的電源上,因為線徑不可以用很粗的,故電流不能太大;

 

整體劣勢:

空間因素:封裝位置大,maybe是因為比較強壯,不像磁環那么小巧玲瓏;

發熱比較嚴重,也是根據我實測的:90V輸入滿載室溫下,可以到快90度;

 

應用:

一般用在成本控制比較嚴格的、抑或小功率的場合;

針對共模電感,hlj39001兄提出:注意共模電感帶來的干擾問題。很有道理,包括但不局限于布局、布線、容量的選擇。都需要防范其本身帶來的干擾,要認真考量;

hlp330兄提出:將共模電感的感量加大以抑制差模干擾。這種用法以前聽說過,只是自己沒有用過:這需要相當的EMI功底。實在沒有可以分享的。很希望hlp330可以詳細說說!感謝!

mujian123兄的實際經驗很豐富,“UF10.5的用於小電流,多圈數,正常感量在30MH以,只做13.5左右就磁環好了;T16*12*8 0.5的線45TS加中隔板,所有性能絕對漂亮”。一看便知是多年的經驗積累了,佩服至深!!!

 

以上差不多是對UF/UU的總結。很多朋友都給了意見,在此一并表示感謝!同時希望高手進來補充!謝謝!

 

 

 

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bode
LV.9
5
2010-12-11 12:46
@jepsun
再說說UF/UU系列的共模!材料:基本上為鐵氧體,當然這鐵氧體也有區別的,一般有MXO-錳鋅類和NXO-鎳鋅類。鎳鋅類的主要優點是:初始磁導率低(小于1000u),但是可以工作在比較高的頻率(大于100MHZ)下,保持磁導率不變。很強很偉大。 NXO比MXO電阻率高。利用鐵氧體對高頻雜波的類似阻尼的作用將高頻雜波以熱能的方式釋放出來,這就解釋了共模電感的溫度問題。 百度上對共模電感的原理說的比我清楚:兩個線圈繞在同一鐵芯上,匝數和相位都相同(繞制反向)。這樣,當電路中的正常電流流經共模電感時,電流在同相位繞制的電感線圈中產生反向的磁場而相互抵消,此時正常信號電流主要受線圈電阻的影響(和少量因漏感造成的阻尼);當線圈中流過有共模干擾的電流時,會在線圈內產生同向的磁場而增大線圈的感抗,使線圈表現為高阻抗,產生較強的阻尼效果,以此衰減共模電流,達到濾波的目的。 整體優勢:最重要的一點:成本低(我用的這個是0.9元人民幣),可以用機器繞、高效,常用UU9.8或UU10.5;有骨架,繞制工藝應該會更好控制,可以做更高的電感量;耐壓及可靠性要好?針對磁環共模的;好插件,好安裝。四個腳嘛,孔位對了就沒一點問題;基本用在小電流的電源上,因為線徑不可以用很粗的,故電流不能太大; 整體劣勢:空間因素:封裝位置大,maybe是因為比較強壯,不像磁環那么小巧玲瓏;發熱比較嚴重,也是根據我實測的:90V輸入滿載室溫下,可以到快90度; 應用:一般用在成本控制比較嚴格的、抑或小功率的場合;針對共模電感,hlj39001兄提出:注意共模電感帶來的干擾問題。很有道理,包括但不局限于布局、布線、容量的選擇。都需要防范其本身帶來的干擾,要認真考量;hlp330兄提出:將共模電感的感量加大以抑制差模干擾。這種用法以前聽說過,只是自己沒有用過:這需要相當的EMI功底。實在沒有可以分享的。很希望hlp330可以詳細說說!感謝!mujian123兄的實際經驗很豐富,“UF10.5的用於小電流,多圈數,正常感量在30MH以,只做13.5左右就磁環好了;T16*12*8 0.5的線45TS加中隔板,所有性能絕對漂亮”。一看便知是多年的經驗積累了,佩服至深!!! 以上差不多是對UF/UU的總結。很多朋友都給了意見,在此一并表示感謝!同時希望高手進來補充!謝謝!   
是的,這樣的總結很有意義,受教了~
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jepsun
LV.9
6
2010-12-11 12:52

再分享一些關于此類的資料,算是輔助學習吧~

百度上有個文獻很好,可惜我積分不夠,下不下來,提供鏈接:http://wenku.baidu.com/view/5fbd5c360b4c2e3f572763a6.html。是關于鐵氧體材料的研究,很好很強大!

共模電感材料選擇 

電源噪聲濾波器設計 

開關電源EMI抑制 

可飽和電感 

直流電源EMI濾波器的設計 

 

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蘭波
LV.8
7
2010-12-11 13:14

感謝jepsun的總結,謝謝!

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2010-12-11 13:47
@jepsun
先說說磁環類型的:鐵芯材料:主要有有納米晶的;線材:這個就不說了; 鐵芯優點:高初始導磁率(這個是共模電感的基本要求)、高飽和磁感應強度、溫度較之鐵氧體穩定(可以理解為溫升小),頻率特性比較靈活,因為導磁率高,很小就可以做出很大的感量,適應頻率比較寬; 整體優勢:因為初始導磁率是鐵氧體的5-20倍,對傳導干擾的抑制作用遠大于鐵氧體;納米晶的高飽和磁感應強度比鐵氧體的好,所以在大電流下不易飽和;溫升較之UF系列的要低,我實際測試:室溫下要低將近10度(個人測試值僅作參考);結構上的靈活令其適應性好,從加工工藝上進行改變,即可適應不同需求(見過節能燈上用的磁環電感,使用相當靈活);分布電容會更小,因為繞線的面積更寬,體積也相對較小;環行所用匝數少一點,分布參數小一點,效率占優(針對具體進行分析,我猜是因為線徑的緣故,望補充); 整體劣勢:磁環孔徑小,機器難以穿線,需要人工去繞,費時費力,加工成本高,效率低。而在成本壓力日益增加的同時,這一點已尤為重要了。耐壓方面較之UF優勢不大:我自己想的,因為看到很多磁環共模中間使用扎線帶隔開的,這樣不是很可靠,有的中間拉開一定距離,線用點膠固定,時間長了,可靠性怎么樣呢?如果電感量要求比較大,線會擠在一起,安全性上有一點疑惑。望補充!安裝不便,故障率較高---來自懶人兄的分享:“一般性能是一樣的,同樣線徑磁環要比UF10.5做的感量要高,容易實現。測試傳導時相同感量有遇到UF10.5比較好,相差5個DB左右!磁環要是像年紀圖片是比較便宜,但不好插件,故障比較大。要是加了底座也不便宜,比UF10.5貴” 應用:因為成本的因素,磁環大多用在大功率的電源上,powercheng兄形容:“小功率的用磁環太高檔了”,是有道理的。當然因為體積小,對體積有要求的小功率電源,采用磁環的也是很OK的選擇。綜合性能比起來,優于UF系的。如果成本壓力不大的項目,可以考慮用磁環的。我實際測試傳到,用磁環的余量要低更多。而且感量還比UF的小。以上是我對磁環共模的補充,望老師們補充!謝謝!    

好啊

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lhj200304
LV.2
9
2010-12-11 14:16
mark  電感用材料的總結
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jepsun
LV.9
10
2010-12-11 18:44
@蘭波
感謝jepsun的總結,謝謝!
客氣客氣!感謝電源網這么個平臺!
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flyahead
LV.5
11
2010-12-11 18:56

這樣的總結實在太好了

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cheng111
LV.11
12
2010-12-22 20:55
jepsun兄,總結的非常完善,實踐的經驗多,總結要漂亮很多。
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asd1335
LV.2
13
2010-12-23 10:07
@cheng111
[圖片]jepsun兄,總結的非常完善,實踐的經驗多,總結要漂亮很多。

有見地  很是受益

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liuhou
LV.9
14
2010-12-23 10:44
@asd1335
有見地 很是受益
樓主精神可嘉,頂一個。
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banana
LV.4
15
2010-12-24 20:42
@liuhou
樓主精神可嘉,頂一個。

好貼啊,學習了。

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jepsun
LV.9
16
2010-12-25 20:28
@cheng111
[圖片]jepsun兄,總結的非常完善,實踐的經驗多,總結要漂亮很多。

呵呵,感謝cheng111兄!這個禮拜比較忙,沒怎么上壇子~

實踐經驗缺乏啊。以后多多指教!

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raul_0908
LV.2
17
2010-12-28 11:43
@jepsun
呵呵,感謝cheng111兄!這個禮拜比較忙,沒怎么上壇子~實踐經驗缺乏啊。以后多多指教!

謝謝分享,真是受教很多啊!作為新人,雖然不是很理解,還是會慢慢學習的!

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bobery
LV.7
18
2011-01-05 17:54
@raul_0908
謝謝分享,真是受教很多啊!作為新人,雖然不是很理解,還是會慢慢學習的!

學習了

 

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加伊
LV.4
19
2011-03-23 11:02
@jepsun
再分享一些關于此類的資料,算是輔助學習吧~百度上有個文獻很好,可惜我積分不夠,下不下來,提供鏈接:http://wenku.baidu.com/view/5fbd5c360b4c2e3f572763a6.html。是關于鐵氧體材料的研究,很好很強大![圖片]共模電感材料選擇 [圖片]電源噪聲濾波器設計 [圖片]開關電源EMI抑制 [圖片]可飽和電感 [圖片]直流電源EMI濾波器的設計  

錳鋅MnZn_鎳鋅NiZn鐵氧體 
http://wenku.baidu.com/view/5fbd5c360b4c2e3f572763a6.html

我把這篇文章下下來了,希望對大家有所幫助,懇請多多指教。

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jepsun
LV.9
20
2011-03-23 12:44
@加伊
[圖片]錳鋅MnZn_鎳鋅NiZn鐵氧體 http://wenku.baidu.com/view/5fbd5c360b4c2e3f572763a6.html我把這篇文章下下來了,希望對大家有所幫助,懇請多多指教。
多謝兄弟分享!
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加伊
LV.4
21
2011-03-23 17:36
@jepsun
多謝兄弟分享!

客氣客氣,感謝電源網這個平臺。電感器分布電容的建模 

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cheng111
LV.11
22
2011-03-24 12:25
@加伊
客氣客氣,感謝電源網這個平臺。[圖片]電感器分布電容的建模 
多謝兄弟分享了。
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jepsun
LV.9
23
2011-03-24 16:20
@加伊
客氣客氣,感謝電源網這個平臺。[圖片]電感器分布電容的建模 

是個好東東啊~

兄弟還有別的好東東,多分享些啊!

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2011-03-29 10:31
@加伊
[圖片]錳鋅MnZn_鎳鋅NiZn鐵氧體 http://wenku.baidu.com/view/5fbd5c360b4c2e3f572763a6.html我把這篇文章下下來了,希望對大家有所幫助,懇請多多指教。

頂下,學習

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EeTsang
LV.5
25
2011-04-09 13:24
@jepsun
先說說磁環類型的:鐵芯材料:主要有有納米晶的;線材:這個就不說了; 鐵芯優點:高初始導磁率(這個是共模電感的基本要求)、高飽和磁感應強度、溫度較之鐵氧體穩定(可以理解為溫升小),頻率特性比較靈活,因為導磁率高,很小就可以做出很大的感量,適應頻率比較寬; 整體優勢:因為初始導磁率是鐵氧體的5-20倍,對傳導干擾的抑制作用遠大于鐵氧體;納米晶的高飽和磁感應強度比鐵氧體的好,所以在大電流下不易飽和;溫升較之UF系列的要低,我實際測試:室溫下要低將近10度(個人測試值僅作參考);結構上的靈活令其適應性好,從加工工藝上進行改變,即可適應不同需求(見過節能燈上用的磁環電感,使用相當靈活);分布電容會更小,因為繞線的面積更寬,體積也相對較小;環行所用匝數少一點,分布參數小一點,效率占優(針對具體進行分析,我猜是因為線徑的緣故,望補充); 整體劣勢:磁環孔徑小,機器難以穿線,需要人工去繞,費時費力,加工成本高,效率低。而在成本壓力日益增加的同時,這一點已尤為重要了。耐壓方面較之UF優勢不大:我自己想的,因為看到很多磁環共模中間使用扎線帶隔開的,這樣不是很可靠,有的中間拉開一定距離,線用點膠固定,時間長了,可靠性怎么樣呢?如果電感量要求比較大,線會擠在一起,安全性上有一點疑惑。望補充!安裝不便,故障率較高---來自懶人兄的分享:“一般性能是一樣的,同樣線徑磁環要比UF10.5做的感量要高,容易實現。測試傳導時相同感量有遇到UF10.5比較好,相差5個DB左右!磁環要是像年紀圖片是比較便宜,但不好插件,故障比較大。要是加了底座也不便宜,比UF10.5貴” 應用:因為成本的因素,磁環大多用在大功率的電源上,powercheng兄形容:“小功率的用磁環太高檔了”,是有道理的。當然因為體積小,對體積有要求的小功率電源,采用磁環的也是很OK的選擇。綜合性能比起來,優于UF系的。如果成本壓力不大的項目,可以考慮用磁環的。我實際測試傳到,用磁環的余量要低更多。而且感量還比UF的小。以上是我對磁環共模的補充,望老師們補充!謝謝!    
頂!,感謝分享!
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xjl1012
LV.3
26
2011-04-09 15:18
@bobery
學習了 

學習

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2011-04-10 00:34
學習了。
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2011-05-31 17:25
@javike
學習了。
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jghhb
LV.3
29
2011-06-18 20:11
@軒邈的天空
[圖片]

學習了!

 

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明峰
LV.2
30
2011-07-26 17:45
@jghhb
學習了! 
好貼
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LV.1
31
2011-07-26 20:03
@明峰
好貼
好貼
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