扼流圈變壓器是一種特殊類型變壓器,其通常作用是通直流、阻交流電感線圈,再加上鐵心組成一個濾波性變壓器,它能降低峰值電壓,而且降低無效功率,提高有效功率的濾波電氣部件。在電子電路中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。在日異更新的電器產(chǎn)品中,要求其電氣特性更加嚴(yán)格。如何使品質(zhì)更加優(yōu)良,其中追加扼流圈變壓器是非常必要的。因此如何更好設(shè)計出一款性能好的產(chǎn)品,對設(shè)計者提出了更高的要求,本文提供的設(shè)計方法是如何設(shè)計出性價比好的扼流圈變壓器,如何合理地選擇估算輸出功率、骨架型號、線徑大小、溫升等等。
大家都知道,電感計算方法很多,通用計算式如下:
L=電感值(H亨利)
N=線圈的圈數(shù)
μ=磁導(dǎo)率
Ae=鐵心的截面積(cm2)
Lc=磁路長(cm)
I=電流(A)
所以影響電感值的因素很多,與磁導(dǎo)率、圈數(shù)的平方、鐵心的截面積成正比,與平均磁路長成反比。
如果要確定扼流圈變壓器的大小,需根據(jù)以下計算式進行計算:
計算扼流圈變壓器的容量VA=LI2
如果是無間隙鐵心情況下:
LI2=3.35Ae2×10-3 (經(jīng)驗公式)
如果在EI型鐵心情況下,此公式可變換成:
其中:L=電感值(H亨利), I=電流值(A); Ae=鐵心截面積(cm2)
Ae=A×B×0.9 (cm2) (A=中間鐵心的長度cm,B=鐵心的厚度cm)
如圖1所示。
為了更詳細(xì)說明以上問題,現(xiàn)舉例EI型扼流圈變壓器的設(shè)計方法。
此變壓器的規(guī)格條件如下:
① 電感L=0.5H
② 使用頻率數(shù)F=50Hz
③ 電流A=70mA(直流)
④ 直流電阻=35Ω±10%
1、首先由容量來確定鐵心的尺寸:
根據(jù)上述公式:
由鐵心資料可選取EI-28-A0 (厚度為11mm) S=1.1×0.8×0.9=0.8 cm2)
2、鐵心容積為
V=(2.5×2.8-2×(0.6×1.7))×1.1×0.9=4.91(cm3)
3、磁路長Lc=6.2cm
詳細(xì)EI28鐵心尺寸見如圖2所示。
4、附件中曲線圖可得(可見下頁所附圖4):
根據(jù)附圖4,可很快得出以下的結(jié)果及間隙長度值:
N= 6.2×11.5/0.07=1018 (圈)
5、求線徑:70℃溫升以下,電流密度需在5A以下,可選線徑為Φ0.18,但仍需確認(rèn)卷線占據(jù)率是否可滿足。
6 、Rdc=平均卷線長×卷數(shù)×Φ0.18的Ω/Km的值;
=5.26×1018×715/100000=37.6Ω
實測:35.2Ω
7、由于需要間隙,鐵心E和I間需有間隙片進行隔離開來,所以根據(jù)經(jīng)驗,鐵心組合為以下幾種情況:
①當(dāng)無間隙片 L=0.25H (當(dāng)電流為0.5A)
②025MF1(之間為0.025mm厚),L=0.47H(當(dāng)電流為0.5A)
③45K1 (之間為0.45mm厚),L=0.5H(當(dāng)電流為0.5A)
④45K1+025G1(之間為0.475mm厚),L=0.43H(當(dāng)電流為0.5A)
組合方式如下:
本變壓器用45K絕緣紙板1塊作為間隙片,即可滿足以上要求。
當(dāng)然,如果在鐵心E片中開一定的間隙長度,然后將E和I片熔接在一起,對于防振動效果更加良好,如果當(dāng)鐵心相當(dāng)大時,需要追加防振動使用的特殊專用材料間隙片。所以要設(shè)計一款良好的扼流圈變壓器,需長期經(jīng)驗總結(jié),不斷地改善,才能較圓滿滿足客戶的要求。