一、設(shè)計(jì)過程:
① 選擇磁芯材料(鎳鋅系和錳鋅系)
鐵氧體是一個(gè)較好的具有成本優(yōu)勢(shì)的材料。
② 設(shè)定電感的阻
對(duì)于一個(gè)給定的要求衰減的頻率,定義此頻率下共模電感的感抗為50~100Ω,即至少50%的衰減,因此有:Z =ωL
③ 選擇磁芯的形狀的和尺寸
成本低漏感小的環(huán)形磁芯非常適合于共模電感,但是這種形狀不容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化繞制,一般用手工繞制。磁環(huán)尺寸的大小選取有一定的隨意性,通常基于PCB的尺寸選取合適的磁芯。為了減小共模電感的寄生電容,共模電感通常只用單層的線圈。若單層繞制時(shí)磁芯無法容納所有的線圈,則選用大一號(hào)尺寸的磁環(huán)。當(dāng)然也可以基于磁芯的數(shù)據(jù)手冊(cè)由LI的乘積選取。
④ 計(jì)算線圈的匝數(shù)
由磁芯的電感系數(shù)AL計(jì)算共模電感的圈數(shù):( 106 )0.5 L N = L × A
⑤ 計(jì)算導(dǎo)線的線徑
導(dǎo)線允許通過的電流密度選取為:400~800A/cm2,由此可以得到要求的線徑。
二、設(shè)計(jì)案例:
在工作頻率為10KHz,輸入線性電流為3A(RMS)時(shí),阻抗為100 歐的共模電感。
1)選取線徑
銅線截面積=3A/400A/cm2=0.0075cm2
銅線線徑 =0.98mm
取銅線線為1.0mm
2)計(jì)算最小電感值
3)假如無指定空間,任取一磁芯
內(nèi)徑(ID)=13.72+/-0.38=13.34mm MIN
4)計(jì)算內(nèi)圓周長(zhǎng)和最大可繞圈數(shù)
內(nèi)圓周長(zhǎng)=3.14×(13.34-1.08)=38.5mm
最大圈數(shù)=(160/360)×38.5/1.08=15.8TS或16TS
5)計(jì)算磁芯的AL值,并選取材質(zhì)
磁芯的AL最小值=1.59/162=6211nH/TS2MIN
因此種磁芯AL值變化范圍一般為+/-30%故磁芯的AL值取9000nH/TS2,以上述條件,即可選取一合適磁芯。