充電器中的電感和扼流圈

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充電器中的電感和扼流圈

充電器廠家為大家介紹了如下幾種繞線元件（電感和握流圈）

1.簡單的電感（無直流電流通過）

2.共模線路濾波電感（特別是載有大的對稱工頻電流的雙繞組電感）
3.串聯型線路濾波電感器（載有大且非對稱工頻電流的電感）
4.流圈（繞在有氣隙的鐵氧體磁心且載有大直流偏置電流的電感）
5.棒狀流圈（繞在鐵氧體磁心或棒狀鐵粉磁心上的拋流圈）

為了便于討論，我們這里所說的“電感”專指不帶直流電流的繞線元件，“扼流圈”專指載有大偏置電流并且有相對較小交流紋波的繞線元件。
對繞線元件的設計和選材必須充分考慮其應用的場所，此外，設計要重復多次，要協調好一些相互聯系但又對立的變量之間的關系。
如果工程師能完全理解和拿握充電器中的各種繞線元件最優設計所需的理論和實際規格要求，那么他擁有的設計技能將是寶貴的和獨一無二的。
這里所用到的設計方法主要根據其應用范圍，重點考慮成本，尺寸和損耗三方面的影響，最終的設計只能是折中的方案，由于這三個主要方面是相互矛盾的，所以只能選用一種折中的方案。設計者的任務就是獲得最佳的折中方案。
在充電器的應用中，無直流偏置的電感一般局限于用在充電器線路中的低通濾波器中，在這里，它們的主要功能就是阻止高噪聲傳回充電器線路中去，那么對于這類應用我們應該選用導率高的心材料。
扼流圈（載有大偏置直流電流的電感）應用在高頻功率輸出濾波器和連續型降壓升壓變換器“變壓器”中，在這些應用中，應該優先選用導磁率低且高頻磁損耗小的磁心材料。
為了達到減少匝數從而降低銅損耗的要求，最理想的磁心材料應該具有高的導磁率和小的磁損耗，遺憾的是，在擔流圓的設計中，大直流元件的存在以及實際中所用磁性材料的有限的飽和磁通密度使得我們不得不選用低導率的材料或者是在磁心中引入氣，然而，由于過低的有效導磁率，需要更多匝數的繞組來達到所需的電感值。因此，在扼流圈的設計中，為了能通過一個較大的直流電流，必須同時兼顧低銅損耗和高效率兩個方面。

簡單的電感
在充電器的應用領域中，純電感（不能承載直流電流分量或強制交流大電流分量）是很少見的。與下面將要介紹的共模濾波電感不同，由于不需要氣隙，這種電感的值可直接由已給出的磁心電感系數A值求出，因此設計上相對簡單，對此不予以敘述。但是必須要記住此類電感的大小同匝數的平方成正比。因此必須給出1匝時的A1（如下式所示），或者給出多匝時的A1，此時應將A的值歸算至1匝時的值，方法是除以匝數的平方。
L=N2AL

共模線路濾波電感
圖所示為一個典型的平衡式線路濾波器，這種濾波器用在離線充電器中來限制傳導型RFI噪聲。從圖中可看出，兩個獨立的電感L1(a)和L1(b)纏繞在同一個磁心上，形成一個雙繞組共模線路濾波器，從圖中圖樣也可以看出電感L2是一個單繞組串聯型電感。
圖顯示為兩種典型的雙繞組共模濾波電感。
共模濾波電感有兩個匝數相同的、獨立的繞組。這兩個繞組是以反相的方式接入電路，從而能通過串聯的工頻電流。所以由一般的串聯交流（甚至可以是直流）充電器電流產生的磁場將會相消至零。
當這兩個繞組以反相方式相連且通過串聯電流時，所呈現的電感僅僅是它們之間的漏電感。因此低頻線路電流將不能使磁心飽和，于是可以采用高導磁率的材料而不會在磁心中引入氣隙，從而只用較少的繞組匝數便可獲得較大的電感。
然而，對于共模噪聲（在線路兩端同時產生的對地的噪聲電流或電壓）面言，這兩個繞組是平行且同相位的，且在共模電流下會呈現一個高的電感。因此，為防止任何有效的共模干擾電流傳導到輸入充電器電路，共模噪聲電流可從旁路電路經過電容C1和C2引入地下。

掃描儀電源適配器共模線路濾波電感（E型磁心）基本設計方法舉例
在這個例子中，假設采用一個高導磁率的E型鐵氧體磁心，對于一個特定的鐵心尺寸要求有最大的共模電感組。由于其中兩個繞組是反相對稱的，因此磁心中的有效的直流或低頻交流電流為零。如圖3。1。1a所示。通常在設計共模線路濾波電感時，設計人員僅僅是通過選擇磁心的大小來獲得某一工作電流下能取得的盡可能大的電感值的（當然，所選的磁心大小也要滿足一致性、一定的性能要求、功率損耗、溫升等要求）。

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