关于电感值的工程变通计算和测试法

2011-06-15 09:49:56来源: 互联网

1引言

在开发电子镇流器和电子节能灯电感镇流器及电感式节能灯中,常常遇到镇流电感及滤波电感值的计算问题。

但是电感值的计算程式比较繁琐,并且在缺乏必要的磁材参数测量仪器的情况下,要严格按程式计算也是困难的,如果有设计仿真软件当然就容易了。

2传统的程式设计

例如:要设计40W电子镇流器,电路需要L=1.6mH的电感,试计算磁芯大小、绕线匝数、磁路气隙长度。

首先,计算磁芯截面积,确定磁芯尺寸。

为此,可由式(1)计算出磁芯面积乘积Ap

Ap=(392L×Ip×D2)/ΔBm(1)

式中:Ap——磁芯面积乘积cm4

L——要求的电感值H

Ip——镇流线圈通过的电流峰值A

ΔBm——脉冲磁感应增量T

D——镇流线圈导线直径mm

根据磁芯面积乘积Ap的计算值在设计手册中选择标准规格磁芯或自行设计磁芯尺寸。在此ΔBm一般取饱和磁感强度的1/2~2/3,即:ΔBm=()Bs。

Bs在一般磁材手册中都是给定的,可以查找出来,所以,一般说,由式(1)计算磁芯尺寸,并不是难事,难在磁材本身参数的分散性,同一炉磁芯的参数差别有时会很大,手册中给出的Bs—H曲线和参数是统计平均值,所以依据式(1)算出的尺寸,还要在实际使用中反复检验修正。

磁芯尺寸确定以后,计算空气隙(对EI型磁芯就是夹多厚的垫片,对于环型铁芯就是开多宽的间隙)一般是按式(2)计算:lg=(2)

式中:lg——磁芯气隙长度cm

L——所需的电感值H

Ip——线圈中通过的电流峰值A

ΔBm——脉冲磁感应增量T

Sp——磁芯截面积cm2

一般地说,根据式(2)计算气隙大小,也不会太困难。困难仍在于ΔBm值,仅是厂家的统计平均值,对于同一规格的磁芯,不同厂家也是不同的,所以,依据式(2)算出的lg,仅是个大概值,还须在实际中去反复修正,也就是再试凑。

磁芯尺寸确定了,气隙长度也确定了,就可以确定需绕多少匝,才能达到所需的电感值L。

根据L=4μ·N2×10-9×A(3)可得N=(4)

式中:N——为所需的绕组匝数

A——磁芯的几何形状参数

要根据式(4)算出匝数,关键是要知道导磁率μ为多少,从厂家给的磁材手册上查,μ值也只是个范围。例如R2K磁芯,其初始导磁率实际上是在1800~2600之间,具体值得靠测量。测量磁参数的仪器,一般工厂是不具备的,于是要根据式(4)计算匝数就比较困难。尤其是在有气隙的条件下,导磁率比无气隙时下降了多少也是未知数。所以依据式(4)计算就更困难。一般是先假设μ,进行计算,算出匝数N,试绕好后测量L能否达到设计值,通常很难达到,则再另设μ值,再计算,这样反复试凑下去,直到接近预定的L值结束。

以上就是根据已知电感量L,求磁芯尺寸,气隙及绕组匝数的通用方法。

如果,设计一种镇流器只计算一个电感值L,采用这种试凑计算也就算了,现在要面对市场,需要种种规格的镇流电感,再这样试凑,不仅时间上拖延了新品的开发进度,试制材料上也浪费很多。当然如果有电感值计算仿真软件,就另当别论。

3变通算法

根据前面计算出的磁芯尺寸、气隙长度,先绕制一匝数为No的电感,其实测电感值为Lo,则有

Lo=4μNo2×10-9×A(5)

令式(3)式(5)相除并整理后得:N==No(6)

式中:L——为要求的电感值

No——为已知的匝数

Lo——为已知的匝数下的电感值

这样,对同一参数的磁芯,只要知道L、No、Lo三个参数,即可求出匝数N。

实际制作时我们先在磁芯上绕(环形磁芯可以直接绕,EI型磁芯可在骨架上绕)No=20匝,在电感仪上测出Lo,将此值代入式(6),即可求出在该磁芯上应绕的匝数N。

[1] [2]

关键字:电感值  工程变通计算

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0615/article_2705.html
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