Проектирование дросселя DC-фильтра

November 20, 2011 by admin Комментировать »

Дроссельная катушка DC-фильтра используется для понижения пульсаций напряжения и тока на выходе импульсного источника питания сразу же после существующих фильтров. Она также используется в качестве фильтра электромагнитных помех в импульсных источниках питания, имеющих одну линию электроснабжения на входе (например, аккумуляторные батареи и распределенные системы питания).

В индукторе DC-фильтра постоянный ток протекает через индуктор с наложением на него небольшого сигнала переменного тока. При таком большом постоянном токе, протекающем через дроссель, требуются воздушные зазоры. В качестве сердечника обычно выбирают кольцевой МРР-сердечник, в котором воздушные зазоры распределенные внутри материала сердечника. Такие сердечники бывают различной магнитной проницаемости. Эмпирическое правило гласит, что при большем постоянном токе, протекающем через индуктор, следует использовать меньшую магнитную проницаемость.

По существу, спроектировать индуктор DC-фильтра электромагнитных помех очень просто. Производители предоставляют для МРР-сердечников особый график, называемый "Основные кривые намагничивания" (рис. 3.22). Рекомендуется проницаемость 60ц и ниже.

Основные кривые намагничивания

Напряженность магнитного поля (Э) Рис. 3.22. Импульсные источники питания с ШИМ (по данным компании Magnetics, Inc.)

Зависимость магнитной проницаемости от частоты

На первом шаге проектирования определяем необходимый диаметр проволоки. Это можно сделать, если знать среднее значение постоянного тока, протекающего через индуктор, а затем по таблице типов проводов (см. Приложение Е) выбрать диаметр проволоки, который может передать этот ток. В использовании литцендра- та нет необходимости, поскольку количество переменного тока, протекающего через индуктор, незначительно.

Далее следует обратиться к основным кривым намагничивания (см. рис. 3.22) и выбрать величину напряженности магнитного поля Н (в эрстедах, Э), которая ниже той точки на кривых, где магнитная проницаемость начинает падать из-за насыщения материала сердечника. На графике, представленном на рис. 3.22, вполне приемлемым является значение в 20 Э. Выбор магнитной проницаемости 60 дает разумно низкое значение магнитной индукции.

Теперь начинается итеративный процесс. С точки зрения технологичности, хорошо подходит обмоточный коэффициент следует 50% или менее, что предполагает размещение на сердечнике около 10 витков. Рассчитываем область обмотки, умножив площадь поперечного сечения выбранного провода на 10. Затем с помощью спецификации находим сердечник, по крайней мере в два раза большего размера.

Для начального выбора сердечника вычисляем фактическое необходимое число витков, используя формулу (3.33):

где: Н— выбранное значение напряженности магнитного поля, Э; / — длина магни- топровода сердечника, см или м; 1т — среднее значение тока, протекающего через индуктор, А.

Снова проверяем обмоточный коэффициент, чтобы убедиться, что заполнение окна сердечника составляет не более 50%. Если эта величина больше 50%, выбираем следующий больший, а если меньше 30% — меньший по размеру сердечник. Затем пересчитываем количество витков для нового сердечника. В литцендрате для этого приложения нет необходимости, поскольку количество переменного тока, протекающего через обмотку, очень мало.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты