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功率电感:开关电源中线圈电感量的计算(三)

来源:    作者:     发布时间:2014-11-15 21:30:45     点击数:
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   7、多层绕组线圈的电感

  

  其中:

  L:多层绕组线圈的电感 [H]

  R:线圈的平均半径 [m]

  l :线圈的总长度 [m]

  N:线圈的总匝数

  t:线圈的厚度 [m]

  k:长冈系数(由2R/l 决定,见表2-1)

  c:由l/t 决定的系数(见表2-2)

  【说明】上式是用来计算多层线圈绕组、截面为圆形的空心线圈的电感计算公式。长冈系数k可查阅表2-1,系数c可查阅表2-2。当线圈内部有磁芯时,有磁芯线圈的电感一体电感器生产厂家是空心线圈电感的μr 倍, μr是磁芯的相对导磁率。相对导磁率的测试方法很简单,只需把有磁芯的线圈和空心线圈分别进行测试,通过对比即可求出相对导磁率的大小。

  

        8、变压器线圈的电感

  变压器线圈如图2-39所示,其电感为:

  

  L=μN*NS/l (2-108)

  其中:

  L:变压器线圈的电感 [H]

  l :变压器铁芯磁回路的平均长度 [m]

  N:线圈的匝数

  S:变压器铁芯磁回路的截面积 [m2]

  μ :变压器铁芯的导磁率 [H/m]

  【说明】一体电感企业上式是用来计算变压器线圈电感的计算公式。由于变压器铁芯的磁回路基本是封闭的,变压器铁芯的平均导磁率相对来说比较大。铁芯的导磁率一般在产品技术手册中都会给出,但由于大多数开关电源变压器的铁芯都留有气隙,留有气隙的磁回路会出现磁场强度以及磁感应强度分布不均匀,因此,(2-108)式中的导磁率只能使用平均导磁率,技术手册中的数据不能直接使用。

  在这种情况下,最好的方法是先制作一个简单样品,例如,在某个选好的变压器铁芯的骨架上绕一个简单线圈(比如匝数为10),然后对线圈的电感量进行测试,或者找一个已知线圈匝数与电感量的样品作为参考。知道了线圈样品的电感量后,只需把已知参数代入(2-108)或(2-94)式,即可求出其它未知参数,然后把所有已知参数定义为一个常数k;最后电感的计算公司就可以简化为:L = kN2 ,这样,电感量的计算就变得非常简单。

  9、两个线圈的互感

  两线圈的连接方法如图2-40所示。其中图2-40-a和图2-40-b分别为正、反向串联;图2-40-c和图2-40-d分别为正、反向并联。

  

  串联电感为:

  L=L1+L2±2M (2-109)

  并联电感为:

   (2-110)

  其中:

  L:两个线圈连接后的电感 [H]

  L1 、L2 :分别为线圈1与线圈2的自感 [H]

  M:两个线圈的互感 [H]

  【说明】互感M有正负,图2-40-a和图2-40-c的接法互感M为正,图2-40-b和图2-40-d的接法互感M为负。两个线圈之间的互感M为:

   (2-111)

  其中:

  M:两个线圈的互感 [H]

  L1、L2 :分别为线圈1与线圈2的自感 [H]

  k:两个线圈的耦合系数

  【说明】互感的大小,取决两个线圈的结构和两个线圈的相对位置以及导磁物质。当K=1时, ,这时的耦合称为全耦合,它表示一个线圈产生的磁通全部从另一个线圈通过(没有漏磁通)。但在实际应用中,无论任何结构的两个线圈总会产生漏磁通,因此,耦合系数k总是一个小于1的数。一般带有铁芯的变压器漏感都比较小,因此,变压器初、次级线圈之间的偶合系数可以认为约等于1。


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