滤波扼流圈设计方法

1、滤波扼流圈设计方法在电子设备中，将交流电经整流后得到脉动直流电，为了获得平滑的直流电流， 必须采用电容滤波或电感滤波，以减少整流后的纹波电压，虽然许多小功率的整流电路，只需在整流后并联上一只大容量的电解电容器，即可满足要求。但对直流负载功率达几百瓦的整流电路，单靠电容器滤波是不够的，因为加大电容器的容量，它的体积也要增大，另外，当负载电流变化时， 直流电压的波动也会增大， 输出特性变差。如果在整流后采用一个滤波扼流圈，与电容器配合接成n形滤波电路，或者接成倒L形滤波电路，那么，滤波效果要好得多了，见图1所示。如何确定滤波扼流圈的电感量L ?在图1中，先计算负载电阻K I的阻值:Rl =那么，滤

2、波扼流圈的电感量L可以根据负载电阻卜：的大小，按下式计算电感量L:当电源频率f=50Hz时，则7 - R皿2（亨）R -Ik-徑例如：经整流、滤波后的负载电压为 24V，直流电流I为5A。此时负载电阻、I=4.8Q。那么要求滤波扼流圈的电感量L:冷討吋即电感量为5毫亨，直流电流为 5A。由于在滤波扼流圈中通过的是脉动直流电流，其中主要的是直流成分，也有少量的交流成分，即在交直流同时磁化下工作的。因此在铁芯中产生很强的直流磁通，甚至使铁芯中的磁通达到饱和状态。制造这样的扼流圈，在铁芯的磁路中都留有一定的空气隙lg以防止直流磁通的饱和。滤波扼流圈的铁芯体积V、线圈匝数N和空气隙lg，是由三个有相互

3、关系的电气参数，即:电感量L、直流磁化电流I和线圈两端的交流的电压 U而决定的。滤波扼流圈的匝数、 和通过的直流电流，因而在铁芯中产生直流磁通， 同时在直流电流中还含 有纹波电压，因此在铁芯中也含有一部分交变的磁通，它叠加在直流磁通上，见图2所示。2滤波扼流圈的磁路是由铁芯的磁路长度:和空气隙lg两部分组成。虽然磁路长度:-极大于空气隙lg,但这两部分是不能直接相加的。因为这两部分的导磁率是不同的，在空气隙中的导磁率是1,而在铁芯中的导磁率视铁芯的饱和程度而定。磁路中有空气隙的，其有效导磁率ye般在 100 1000。在铁芯中的导磁率与空气隙中的导磁率两者比值极大，而空气隙对磁通的阻力很大。所

4、以某个滤波扼流圈，当通过的直流磁化电流变动时，而电感量的变化很小，那么这种扼流圈称为线性扼流圈。假如磁路中的空气隙lg很小，当直流磁化电流变动时，使电感量也引起变动，如通过的直流电 流变小时，电感量 L增大，当通过直流电流增大时，电感量 L减小，（如音频乙类功率放大电 路）。这种扼流圈则称为非线性扼流圈，又叫做摇摆扼流圈。滤波扼流圈铁芯体积 V的大小，与 的乘积成正比例，所以设计时，先要按表一选定某一丄II旦型号的铁芯，并求出 的比值，再从图 3的曲线上求得厂的对应值，此时即可计算绕组匝数N:_ I （匝）导线直径d也根据表一提供的电流密度J进行计算:1.5V。现举例设计一个10mH、5Ad.

5、c.的滤波扼流圈，用于 50Hz整流电路上，电压降不大于 计算步序：在图3的中部区间内。LI52按表1选择铁芯，并计算选择EI26 &8,铁芯体积V=108代入下式:=0.0023=23X1Q-4然后在图3的纵座标上，找到 23X：二 并找到对应的 h值为40。常用冲片铁芯参数表铁芯毘号a X t證贡积5c CH2珂口面釈Socn2磁腐氏度Lccm铁芯重量屍铁芯面秒Cltf轶芯毎积cn?电谎密度 JA/nr?n 12X1-6L71.0&7-21.85L2.34LB伽1血口0.1142.21L4.4El 1WQ3.U4l.Q?翊55.8428.23-6&1-G29,60-?7d7,0136.04

6、II 18X2442.7011.40.011-7斟.43-S邛53.?0IL4044313-引3-8II 2SX28占一骷3.B313-PIL皿21-f77.3-6SE3.6313.20.607EB-EIOS3-6II恥加6廊-0?U-0-13-1IDS佃抽e.ea.07U.61.164E-8160II 2fx 3fiei&廊M启1.2064J1S63*4转危06.E&U.81 -5670.&ED?3”4II19.7Y.6&19.22.OSMEssa9-28018卫.7.66H卫2.P9140340El 30X4615-4eEl-62-60皿3333-0&1lfi-&_ fi-?2El-S-O

7、BISO4005-0II 38X61lfl-410-623-9igg4P02-SSO21-710.S3.81咖伽S-SII 40X5520.924-03.S2615-6roeS-91E.0124*04.2318easE-6ii23,818.330.0s co4477142-47E36.81S.83Q.0S.22L06S2-43计算线圈匝数_N_I_因为H= : =40N 旦匕=.XLM.所以N= 一 1二 =125圈4计算导线直径d按线规表选择 QE-1.32漆包线。QE-1.32 漆5表一中所列的铁芯系列，是变压器厂常用的规格，一般都配有塑料骨架，本例中 包线绕125圈，正好能绕在 EI-2

8、6 28的骨架上，线圈厚度为 10mm。6平均匝长Io10=2 (29+31)+10 n =imm7导线总长LL=Nlo=125 0.15仁18.9m8直流电阻R20C9. 电压降UrUr=l 门=5 0.242=1.21V此电压降Ur接近并小于预定值 1.5V，比较合适。如果计算 Ur值大于预定值。则应重选大一 号的铁芯。减少圈数，增大导线直径。如果客户对Ur未提出要求。也应以表一提供的电流密度J计算导线直径，若设计时 J取得偏高，则导线偏细，线包温升就会偏高。10. 空气隙lg在图3的曲线上，本例计算正好在两个点0.0040.005之间，可取0.0045,=lg，由于EI型铁芯磁路中要遇到

9、两个空气隙，所以计算空气隙时应除以2lg=“ ”二二=0.35mm即在装配铁芯时，在EI型铁芯之间垫以 0.35mm厚的绝缘纸板，由于铁芯材质不同，导磁率也有高低，在测试时，可调整空气隙的大小，以达到需要的电感量。LTic 抑兀 U M 口现将EI16 X24铁芯滤波扼流圈参数列于表二、EI268铁芯滤波扼流圈参数列于表三中，供设计时参考。EI-16 X 24滤波扼流圈参数 表二电感量直流电流匝数导线亘徒直獄电阻电压降LIHdVrHAtmmWV0.01e115Q.ea0.446Q.&920.0171-61530.670 5421.岀04斗12300.551.S11.810 0707b3000.493. OB2.3C0. 1&0.64600.407, H3.550.250用S750.3511.44.5610.211500.2545.59. i40.13000,1719419.47Q-07530000.1532321216Q.OE45000,1357233.6空气陳1旷0, 15 mm1-2甌朋 滤波扼流圈參數 表三电愿量直琉电療匝数导钱宜径直流电阻电压降LdVrHk1V051益1.眾0.2421.210. CIS415G1.200.2661.470.02832OS1.OB0.