电感器的分类-电子科技大学电子信息材料与器件国家级实验教学示范.PPT
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软磁器件磁路参数设计与制作 本实验目的 利用相应的专业知识,设计符合要求的电感器。 课程内容 一、电感器基础知识 电感器的定义 电感器:依据电磁感应原理,用绝缘导线绕制而成的器件。电感器是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。 电感器的主要用途 广泛应用于工业、农业、国防、医疗、科研等技术领域的仪器设备和家用电器。如:开关电源、监视器、交换机、主板、扫描仪、电话机等。 电感器的分类 电感器的发展 薄膜电感器的三种结构 传统电感器的几种结构 对电感器的要求主要有以下几点: 在工作频带内,电感器电感量稳定; 在一定温度下长期工作时,电感器的电感量随时间的变化率应保持最小; 在给定工作温度变化范围内,电感量的温度系数应保持在允许限度之内; 电感器的电损耗和磁损耗都要低; 非线性畸变小; 价格低、体积小。 电感器设计基础 电感在电路中起着重要的作用,为了提高电子产品性能,必须对其电子电路中的器件进行设计,电感器设计便是其中的一个重要环节。电感器设计的一个重要目标是在小型化的基础上获得合适的电感量和品质因数。 电感器的设计过程 1. 选择磁芯 电感器设计的第一步是根据电感器工作条件进行选择磁芯。当工作频率从低频直到1MHz时,最好选用磁导率稳定、低损耗的MnZn铁氧体材料,这类材料不仅具有低损耗值,而且具有较宽范围的低温度系数,以适应不同的应用范围。当工作频率很高时宜选用低损耗NiZn铁氧体材料。电感器应工作在磁芯材料磁谱图的平坦部分。 铁氧体磁芯 EE型磁芯的形状 EE型磁芯相关尺寸 相关参数计算 2. 计算气隙长度 磁性材料的磁导率随温度、时间、机械应力以及受到的直流偏置磁场等条件而发生变化,磁性材料在工作中所出现的磁导率的变化是不可能完全避免的,但在磁芯中引入气隙可以使这些现象得到某些缓和。 磁芯开气隙后,同一气隙时,高磁导率磁芯的磁导率下降更为明显。为使带气隙的高磁导率磁芯仍能保持较高的有效磁导率,需要对磁芯之间的接触面进行仔细研磨、抛光、在装配时要将磁芯夹紧,以便保持良好接触。 在磁芯中引入气隙对磁滞回线的影响 确定最佳气隙的方法 根据要求的电感量,确定磁芯的尺寸; 选取导线的直径:依据是具有最小直径的导线在通过直流电流时导线不出现过热。 考虑直流偏置,如果在直流偏置场作用下磁芯出现饱和,必须引入较大的气隙。 为了克服由此引起的电感量下降,需要适当增加匝数,必要时选用较大尺寸的磁芯。 反复试验,直到确定出适当的磁芯和气隙。 可得 调节电感量的方法 a.通过中心磁芯的倾斜面进行调整 b.通过磁通分流进行调整 本实验采用方法 3. 绕制方式与线径 本实验中电感器采用一个绕组。 按电子变压器的具体使用要求和工艺要求来选择导线。导线的粗细与趋肤效应密切相关。当导线中流过交流电流时,电流将向导线表面集中,导致导线表面电流密度增大,这种现象称为趋肤效应。 4. 制作电感器 实验一 磁芯参数的测量及电感器设计 一、实验目的 掌握环型磁芯有效尺寸参数计算方法,并学会利用环型磁芯设计出一定电感量的电感器。 学会使用TH2828 LCRZ测量仪。 二、实验器材 环型磁芯、游标卡尺、漆包线、 LCRZ测量仪 三、实验原理 利用磁芯的有效尺寸可以提高测量的精确性,尤其是试样尺寸不能满足均匀磁化条件时,应用等效尺寸参数计算磁性参数更合乎实际结果。对于环型磁芯来说,磁芯的有效磁导率等于材料的磁导率。根据 (1) 推导出所需一定电感量的电感器的匝数。 四、实验内容 计算磁芯有效尺寸 、 、 、 ,并计算μi 。 2. 设计1个L=300 μH±10%的电感器,作出 L~f、Q~f关系曲线,并总结规律和解释之。 五、实验步骤 将LCRZ测量仪电源插头插入插座,打开LCRZ测量仪电源开关,预热30分钟。 依次对LCRZ测量仪进行开路较准和短路较准。然后进行测量条件设置,测试电压为100 mV,频率为f=10 kHz,量程高为AUTO,偏置为0,速度为SLOW。 计算有效参数:取一个环型磁芯,用游标卡尺进行磁芯尺寸参数测量r1、r2、h,根据相关公式计算出磁芯有效尺寸re、le、Ae、Ve。 计算μi:取约15cm长的一段漆包线,用砂纸将线头砂亮去漆,在磁芯上均匀绕10匝线圈(注:绕制线圈时漆包线每穿过磁芯一次即为一匝,绕组线头不宜留得太长,否则,将引起较大误差)。在100mV
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