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接上文共模电感磁芯选择环形磁芯,还需知道基本参数输入电流、感抗、频率。

1.    输入电流

输入电流决定选择线径尺寸,一般采用每平方厘米四百安培的设计值,但是根据电感器可接受的温升,也可能采用其他设计值。几乎在所有情况下都采用单股导线,因为它不但最便宜,而且因高频肌肤效应产生的铜损有助于减弱噪声。

2.    感抗

感抗决定了共模电感的感量,Ls=Xs/2πf;共模电感的阻抗通常取给定频率下的最小值。此阻抗与线路阻抗串联,可实现期望的噪声衰减。可惜线路阻抗大多未知,所以设计人员经常要使用 50Ω 线路阻抗稳定网络(LISN)测试滤波器。这已经成为测试滤波器性能的标准方法;但和实际还是有差别。

3.    举例说明

在 10kHz 时需要 100Ω 阻抗。输入线路电流为 3A RMS。

a. 选择线径

电流为 3A,电流密度为 400 A/cm²,所以导线截面积是0.0075cm²。选择 #19 AWG,其导线截面积 是 0.007907cm² (直径为1 mm),包括绝缘层。

b. 计算最小电感

L 最小 = 100Ω/2π(10,000Hz) =1.59 mH

c. 计算匝数

根据L = N*N2 *AL,在选定磁芯时,AL值规格书里面有例如下面的一款磁芯,AL选3020的这款,则 N 12 为23圈。

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d. 验证磁芯能否绕下圈数

如下图为磁芯的内径示意图R为内径半径,则可绕线的周长为2*Π*(R-线的半径),则为(13.72-1)*3.14=40mm;如果在绕组之间隔离,每个绕组一般占据 150° 到 170° 的内圆周。则最大匝数 = (160°/360°) * (40mm)/(1mm/匝)=17.7匝。得出的结论,绕不下。那就要调整设计,如果感量不变,那就调正磁芯材料,如选上图选择AL 为6040的,这样圈数变为16.22圈,这样就可以绕下去。

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以上是计算共模电感的步骤,频率对共模电感的影响待后续分享。

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