讲古佬电感饱和问题.doc

請南大俠指教：“如何分析與防止磁飽和現象”最近在設計電感時常發現磁飽和現象，實例如下：R12KT12.7X7.92X6.35-CAL：7065現做一共模電感：取一CORE，實測AL：7200繞線42TS後測試電感值為8.8mH,再測AL值：4200-5000之間以上現象還高手幫忙分析一下。因在下是新手固還望詳細分析分析。幾千年沒有弄電感了,指名我解答,也實在太難為我了. 磁飽和的計算,推導,air gap的處理.等等,我以前的確有研究過, 可是,資料,講義.等等,都是放在台灣家裡的電腦或書架上, 要回去台灣時,番半天才有可能番出來. 我整理之後,那很可能就有你滿意的答案! 可是,我現在是隻身在大陸,來大陸的時候,心想只來大陸玩幾天, 只輕鬆帶了一台全新筆記型電腦,裡面什麼資料也沒有; 後來,卻得在大陸發展太陽能也不錯,臨時起意就成立了南海十一科技, 同時,成立南海十一科技主要目的,是從事太陽能的研究和開發, 電感的資料和功力,早就隨時日,也隨著東江水消逝,快無影無蹤了. 現在叫我將maxwell 方程組背出來,我恐怕也背不全了,就就還給教授了. 更不用說用maxwell方程式推導和分析磁飽和的問題. 唉! 老師傅有云: 練拳不練功,到老一場空! 人老了,真的是一場空喔! 誰叫年青時學習不紮實啊! 不過,遠來都是客嘛,我試著用經驗作定性分析, 如果說得不對,請多多指正! 首先,我不完全明白你給出的實例內容, 不過,沒關係,我還是試著看圖作文, 記得以前推導過的公式,磁飽和是跟感值相關, 同樣條件下,感值越大,就越容易飽和, 你現在的感值是8.8mH,是我生平接觸過的高感值電感之一. 很容易飽和是正常的. 另磁飽和跟頻率和溫度也有關,試試改變測試頻率,看看有什麼差別.(不過,這好像不是你要的.) 你用的CORE,供應商應該提供這方面的數據的. 不過,很多供應商都是十問九不知, 很多時候,也根本沒有做這方面的測試數據, 一分錢,一分貨,我們有時也不要太苛求了. 文中所述,AL值在感值大時,降了非常多,這更驗證了感值越大,越易飽和的現象. 針對你的狀況,除了換CORE,我看是比較難解的了. 針對你的狀況,除了換CORE,我看是比較難解的了. 西浪兄,繼續了: 因為,如果弄AIR GAP,固然可以大幅提高磁飽和電流, 可是,有效導磁率也會降得很快, 要達到8.8mH,不知道繞圈數要繞到何年何月, 而且,也不保證到8.8mH時就不飽和, 甚且,很可能到不了8.8mH. 如果換core, 要換磁路截面大一點的, 導磁率再高一點的, 飽和磁通密度較高的. 最後,我考慮了一個問題, 因為你提到common choke, Common choke因為磁場抵消,是對訊號不影響的, 對訊號形同不存在,所以core可以不慮訊號的電流. (可是導線還是要考慮喔,不然燒機不要找我啊!) 其實,common choke面對的離訊電流很可能是很小很小的, 所以,你的線圈提早飽和,有可能是量測的問題喔! 因為我們的量測儀器,無論是用i-v原理的,電橋原理的,. 都是要給待測物一個小訊號,小訊號可以是電壓,也可以是電流, 你的線圈繞43圈, 8.8 mH , 有效磁通截面積(12.7-7.92)/2)*6.35 大概等於15.18平方mm, 所以磁通密度是很高的. 我沒有精確計算,我是用你給的數據作估算的: 根據Maxwell的安培定律,推導後可算出T-core的公式, 亦即 L=( u*N*N*h)(Ln(b/a)/(2*3.1416) u為導磁率, u=uo*ur ,uo為真空的導磁率 , ur為相對導磁率 N=42 h=0.00635 m , b=0.0127 m / 2 , a=0.00792 m /2 倒算ur值, 我隨便粗算, 約為4178 ,應該是錳鋅. 況且你的感值應是飽和之間的感值, 所以沒飽和的相對導磁率應該比4178還要高很多. 再來,運用Maxwell的安培定律,以及u=B/H 跟上式推導方式相似, 可得, 磁通量=(uNIh)(Ln(b/a)/(2*3.14159265) 其中I是電流. 因為 磁通量=磁通密度/有效磁面積 我們將上式,假定I 為 1 mA , 我剛才粗算,磁通密度約2000多高斯, 雖然我手頭上沒有材質的資料, 可是,我隱約記得相對導磁率4到6仟左右的飽和磁通密度約為4000高斯左右. 故此,如果我們量測時,量測時使用的小電流是2 mA , 西浪兄的線圈,就很有可能達到飽和磁通密度4000高斯以上. 造成線圈飽和. 很不幸,一般儀器,如HP4291等,如果你沒有設定它, 它的量測電流,如果我沒記錯,就是2 mA ! 改善的方法,如果客戶雜訊電流不高,低於1 mA, 則可調低量測電流, 這樣,你的線圈就不會飽和,感值就會回來了! 如果是這樣,只要調一下量測電流, 這世界什麼都沒改變,只增加我們對電感飽和的認知,以及量測的原理, 就解決問題了! 如果真是這樣,天下本無事,庸人自擾之! 哈哈! 不過,我真的很久沒有接觸這些問題了, 有沒有效,是不是真的是我說的這樣, 就要西浪兄驗證了! 我這瘋子半夜4點多仍未睡, 又胡言亂語了! 唉! 練拳不練功,到老一場空! 如果當時有像我師弟張福巖這樣扎扎實實的練功, 現在就會很簡單告訴你答案了! 唉! 少壯不努力,老大徒悲傷! 嗚嗚! 相信如果是我師弟張福巖,這問題根本難不到他! 因我是隨便分析的,不保證對喔! 哈哈! 睡覺去了! 南海十一郎 於南海十一科技 剛為我單戀很久很久,也相處很久很久, 總之天長地久,已經五年多了, 我心愛的人填了一首詞. 唉! 相思苦,單思更苦呀! 況且現在我人在大陸,更難有表現機會了! 唉!輾轉難眠呀! 我心愛的人呀! 只好填首歌詞, 抒發一下,埋藏在我內心深處, 已經幾百萬年的心聲, 思念她,但追不到她,異地單思,作此曲於七夕獨賞, 有誰跟我有一樣心情的,也可唱一唱解解悶! 歌名: 憶XX 填詞: 南海十一郎 曲: 明月千里寄相思 斷梗浮沉帶月流 人似一葉輕舟 飄萍岐路未分明 前塵怕認更煩憂 寒枝揀盡西風緊 心聲難酬已殘昏 念XX 困情囚 五載的情誼寄冰溝 謝大俠賜教。我有用不同儀器測試亦有改變測試條件對比。HP-4284A10KHZ/0.25VL：7.8mH後我增加測試電壓儀器顯示測試電流亦有所增加，L值又增加。此款所用材質特性如下：交流初始導磁率12000+/-30%有效飽和磁束密度（1200A/m)Bms 415有效飽和殘留磁束密度Brms 76有效飽和保磁力Hcms 3.0之間我們有用此款材料做過實驗，並打樣給客均無問題。固此款應為磁芯有問題。現我只是想聽聽大俠講課亦好久沒有看到你講課了另大俠詩做得不錯，在我腦海中不禁浮現一大俠：只見他站在窗口迎著風。忘著天空的牛郎與織女。想起故鄉彎月下的美人。只是床頭的利劍換成了桌上的手提了。哈.好一幅英雄思美的畫面。斷梗浮沉帶月流 人似一葉輕舟 飄萍岐路未分明 前塵怕認更煩憂 寒枝揀盡西風緊 心聲難酬已殘昏 念XX 困情囚 五載的情誼寄冰溝 你題目是叫我分析和如何防止磁飽和現象,這是屬於技術的問題啦! 至於合不合格,是屬於業務問題啦! 如果客戶的共模雜訊電流比你測試用的電流低, 而且又能保證以後交貨的,都跟你測的樣品一樣或更好, 再者,你述說的測試頻率,如果客戶說可以接受, 那就說服你的客戶囉! EMI產品,誤差比較大,勢所難免,只要不太過份就好,(這句話自己知道就好,不用跟客戶說啦!) 最好問一下客戶R&D,他預期的雜訊電壓或電流是多少, 主要是在什麼頻段,要衰減幾個db, 這些你都是可以根據數據計算的, 會不會出問題,也是可預期的! 品質嘛,質者斤斤計較金錢也,三個口是代表有得商量嘛, 斤斤計較者,就是先要充分了解產品的狀況, 超過品質有時候並不是好事,因為品質是要付出成本的, 符合客戶品質要求是最理想的,也是要嚴格遵守的. 不過EMI產品是比較可以寬鬆一點的,容許誤差可以大一點, 不過如果太過份,會影響客戶產品品質,就不好了! 所以知道原因,而且充分了解後,去跟客戶R&D溝通,就是正解啦! 一分錢,一分貨嘛! 西浪兄,只要不斷充實自己,用務實和負責的態度面對客戶, 成竹在胸,而且能確實替客戶解決問題和疑慮, 客戶是永遠不會拋棄你的. 我看你所述的,很明顯就是core製程不穩定造成的嘛, 日本人很笨,但是工作認真,工作的精神和態度真的是值得我們學習的, 而且一個口令一個動作,所以產品品質都很穩定. 我國的卻著重模仿和走捷徑, 真的用心去研究氧分壓,溫度梯度,純潔度, 以及氧分壓和溫度梯度在爐子裡各分佈點的分佈, 跟其他不同形狀,不同導磁率的產品,不同數量等,混在同一爐燒的情形, 就算同一匣呠內同一產品,放中間的跟放外圍的,放上面的跟放下面的, 他們的特性跟以上分佈的情形, 以上這些種種, 雖然就是笨笨的去做,記錄資料,輸入電腦,時間久了,就會知道什麼是最佳化情況, 以上這些,日本人比我們管理得太好了, 我們國內的供應商,有幾個能告訴我,他們都有做! 而且是確實的執行! 唉! 難怪日本人的產品都可以賣得比較好的價錢, 而我們還是停留在斤斤計較品質的階段! 苦呀! 誰叫我們聰明的中國人嘛! 喜歡走捷徑啊! 不用怕啦! 版上有很多年青的工程師,看他們的了! 也看西浪兄的了! 希望他們能改變現狀,讓中國人的產品是世界上附加價值的產品! 南海十一郎嘛,唉!廉頗老矣!尚能飯否! 好啦! 不聊電感了,我又要繼續做我的太陽能研發了. 以上很多關於題目未盡之處,就請西浪兄及版上其他高人異士補充了! 言不達意啦! 請西浪兄及各位大大見諒啦! 辛苦喔! 又要開工了! 自己寫的程式,自己都不知道寫什麼! 抓蟲! 累啊! 抓到天亮吧! 抓蟲抓到天亮,睡了一會,現在仍天昏地暗, 離開這個行業久了,功力也急速衰退, 況且每天做研究做得快瘋掉了, ldhsina001兄,有問題,大家研究就是了,名份這些東西,不用太講究啦!學無先後啦,我退你進, 只要態度專心,針對問題找方法, 平時多充實,就會成大器的. 我本身是學物理的,專業是天文, 也不是電子專業,也不是做材料的專業. 我才是半路出家啦! 你比我好啦,因為我不但半路出家,而且我已經半路離家了.記得我學過跟材料直接有關的專業,一門是統計熱力學,一門是固態物理,一門是材料科學,統計熱力學是本科研究生必修的,固態物理是本科選修的,材料科學是去材研所選修的. 記得唸書的時候,統計熱力學最難,教科書是英文原版的,什麼名字我早就忘了, 我看的中文參考書,我記得的主要有兩本,一本是李政道寫的,一本是王竹溪大師寫的, 都是天書呀! 我也真的學不好! 也算半途出師啊! 聊了半天,都忘記告訴你我要跟你說的主題,錳鋅產品變異,可能原因很多, 但以我的經驗,大部份都是燒結的問題, 錳鋅core,猶其是本地的(含台灣啦!),變異2,3,40%已經算是正常的啦! 特別是高導磁率的,買導磁率12000的,變異個三份一,就剩下8000了,司空見慣啦,不管做線圈的人知不知道,這些變異大部份都是做線圈的人吸收啦! 可憐喔! 我的建議是西浪兄,最好跟廠商說,你要他們找回你做樣品時,跟樣品一起燒的那批core,如果變異比較小,就要求他們給你換啦. 如果core廠商連批號都沒辦法追蹤,就要當機立斷,換廠商啦!因為,同一批燒的變異會比較少,不同批不同時間燒的變異較大,不同時間不同爐子燒的,變異更大.不同批,不同時間,不同爐子燒的,不同人,爐子又停機維修過的,或有設定過的,那就很可能各安天命了!一般做業務的,做品保的,做採購的,做製程的,不可能這麼多專業全懂啦! 所以,西浪兄,辛苦啦!南海十一郎山人拙见:非磁饱和现象;应与磁芯的应力有关,以及绕在磁环上面的圈数及绕制方法关系密切!圈数越多,电磁转换的效率会降低,漏感也会增大,所以根据AL=L/N2去计算,AL会低很多!建议楼主搞清楚以下几点:1.R12KT12.7X7.92X6.35-CAL：7065以上的AL值是供应商提供的,供应商的AL值也是通过实际绕制计算来的,通常他们的绕法是占满整个磁环,而非像我们的共模电感那样分两边绕制,磁环的绕制是否均匀对L值影响很大,固AL值的偏差也会大(可以通过实践验证)且供应商提供的AL值都有30%的误差范围!2.要了解供应商提供的AL值是在多少圈的情况下计算出来!绕10圈与绕100圈所计算出来的AL是有差距的!(可实践验证)比如说越峰的目录上就有标明是在100圈是所测得AL值!3現做一共模電感：取一CORE，實測AL：7200以上数值是否是单圈电感!