吴忠躺衫网络科技有限公司

您好,歡迎來電子發燒友網! ,新用戶?[免費注冊]

您的位置:電子發燒友網>電子元器件>電子鎮流器>

一文詳解電子鎮流器中電感線圈參數的選擇與計算

2018年05月22日 17:50 網絡整理 作者: 用戶評論(0

  電子鎮流器是指采用電子技術驅動電光源,使之產生所需照明的電子設備。與之對應的是電感式鎮流器(或鎮流器)。現代日光燈越來越多的使用電子鎮流器,輕便小巧,甚至可以將電子鎮流器與燈管等集成在一起,同時,電子鎮流器通常可以兼具啟輝器功能,故此又可省去單獨的啟輝器。

  本文首先介紹了磁性材料的特性,然后根據它的特性,討論電子鎮流器中電感線圈參數的選擇與計算方法,包括選用磁芯尺寸、氣隙大小、線圈圈數和漆包線線徑等。

  一、錳鋅鐵氧體磁性材料的一般特性

  表征磁性材料的磁性參數有以下數種:

  1、初始磁導率μ1

  初始磁導率是基本磁化曲線上起始點的磁感應強度B與磁場強度H之比。任何一種磁性材料的初始磁導率可以按以下方法求得:用該材料做成截面積為A(cm2)的圓環,平均直徑為D(cm),在圓環上均勻分布繞線N匝,在LCR電橋(例如TH2811C數字LCR電橋)上,測出其電感為L(H),則可按下述計算公式求出其磁導率

  一文詳解電子鎮流器中電感線圈參數的選擇與計算

  式中,Le、Ae分別代表磁芯磁路的有效長度及有效面積,如式(1)除以真空磁導率μ0(μ0=4π×10-7(H/m)),則得到相對初始磁導率,它可以表示為:

  一文詳解電子鎮流器中電感線圈參數的選擇與計算

  式(1)、(2)中,L的單位為亨(H),D、有效長度Le的單位為cm,A、有效面積Ae的單位為cm2。如D、A分別換用mm、mm2為單位,則式(2)中最后一項應換成1010。公式(2)由于除以μ0,所以是無量綱的,一般在磁性材料的工廠手冊中給出的初始磁導率,就是按式(2)求得的。

  例1有一個R5K材料磁環,其尺寸為外徑12mm、內徑6mm、厚4mm,試計算其相對初始磁導率。

  解:在磁環上繞4匝線圈,測出其電感(用TH2811C數字LCR電橋在10kHz條件下測量電感)為53.1μH。直接查廠家提供的數據表,查得磁環的有效磁路長度Le=26.1mm,有效截面積為11.3mm2。如沒有這些數據,作為粗略估算,其有效磁路長度可按外徑和內徑的平均值計算出圓環的周長來代替,即Le=π(12+6)/2=9πmm=28.2mm;有效截面積并非等于由磁環厚度與其外徑、內徑之差的乘積計算出的實際面積,而應考慮磁場強度(或磁通密度)沿半徑方向內強外弱的線性變化,磁通并非均勻分布,故實際面積應除以2,才是其有效面積。按這樣方法求得的值為12mm2,與手冊表中所給數據差不多,代入式(2)得:

  一文詳解電子鎮流器中電感線圈參數的選擇與計算

  根據以上計算,上述材料應為R5K材料。目前工廠使用的測量磁導率的儀器,如磁環參數分選儀UI9700,儀表指示的不是相對初始磁導率的絕對值,而是它的相對大小。

  磁性材料的初始磁導率μi不是固定的,它隨溫度的變化而變化,如圖1所示。圖中給出的是金寧公司的磁性材料JP4A(相當于TDK的PC40)的初始磁導率隨溫度變化的曲線。

  一文詳解電子鎮流器中電感線圈參數的選擇與計算

  (相對)初始磁導率隨溫度之變化

  2、有效磁導率eμ(Effectivepermeability)

  在閉合磁路中,用有效磁導率μe來表示磁心的導磁性能:

  一文詳解電子鎮流器中電感線圈參數的選擇與計算

  式中,L為裝有磁心的線圈的電感量(亨利,H),N為線圈的匝數,le為磁芯的有效磁路長度(mm),Ae為磁芯的有效截面積(mm2)。μ0為真空磁導率(4π×10-7H/m)

  顯然這里μe是相對于真空磁導率的比值,也是無量綱的。

  如果在閉合磁路中,磁芯各段截面積不同,此時磁芯的有效磁導率為

  一文詳解電子鎮流器中電感線圈參數的選擇與計算

  式中L為裝有磁芯線圈的自感量(亨),N為線圈匝數,

  Li為具有均勻截面積第i部分的磁路長度(mm)

  Ai為該部分的截面積(mm2)

  對于一個中心開有氣隙長度為lg的E形磁芯,如忽略磁芯本身的磁阻,認為磁場強度全部降落在氣隙上,則有效磁路長度即等于lg,式(4)最后一項可去掉Σ符號,簡單地寫作lg/Ae,如此,式(4)將變為

一文詳解電子鎮流器中電感線圈參數的選擇與計算  

  因為空氣隙的相對有效磁導率μe為1。以μe=1,帶入上式,由此可得氣隙lg的表達式為:

  一文詳解電子鎮流器中電感線圈參數的選擇與計算

  式中,lg以mm為單位,Ae以mm2為單位,L以亨為單位。在國外某些公司發表的技術資料中采用式(5)作為初步估算氣隙長度的依據。但如果計算出來的氣隙不夠大,則磁芯部分不能忽略不計,這個數值是不夠準確的。

  3、電感因數(InductanceFactor)

  電感因數是指磁芯的單匝電感量。一個裝有磁心的電感,繞有N匝線圈,其電感值為L,則磁芯的單匝電感量即電感因數AL,可按下式求得:

  一文詳解電子鎮流器中電感線圈參數的選擇與計算

  AL單位為nH/匝2(有的資料省去分母不寫,簡寫為nH)。一般取N=100,測得電感量L后,按式(6)計算出AL值,廠家在其產品手冊會給出未磨氣隙的每種規格磁芯的AL值以及有效磁路長度、有效截面積、有效體積等,例如PC30材料EEI3的AL值為1000nH;EE16A的AL值為1100nH;EE25A的AL值為1900nH。由于磁性材料參數的零散性,這個數值并不很準確,有+/-(15~25)%的誤差。我們使用時,一般都磨氣隙,由于有氣隙存在,AL值雖然變小了,但是電感因子卻相對穩定了,零散性也小了。為求得磨氣隙后磁芯的AL值,我們可以在相應骨架上先繞100匝,裝上磁心,測得其電感值L,根據式(6),即可算出開氣隙后磁心的AL值。例如EE25A中心磨氣隙1.6mm.后,其AL值降為59.6nH。

  已知某種型號磁芯的AL值,要求繞制的磁芯線圈的電感量為L,可求得所需繞的線圈的匝數N

  一文詳解電子鎮流器中電感線圈參數的選擇與計算

  電感量和圈數的平方成正比,圈數變化1%,電感量大約變化2%。在繞制電感時,如只在小范圍內改變電感量時,可按此原則調整、估算圈數。

  例2已知EE16(中心磨氣隙0.8mm)的AL值為46.8nH/匝2,為繞制2.8mH的電感,應繞多少匝數N?

  一文詳解電子鎮流器中電感線圈參數的選擇與計算

  例3已知某電感采用EE16磁芯,所繞匝數N1為305、電感量L1為4.5mH,今欲繞制的電感為L2=3.4mH,試求出應繞的匝數N2

  一文詳解電子鎮流器中電感線圈參數的選擇與計算

  4、飽和磁通密度(Saturation magnetic fux density)

  飽和磁通密度是一個很重要的參數,對鎮流器是否能可靠地工作關系很大。如所熟知,當電流(或磁場)增加到某一數值后,磁芯就會飽和,磁通密度不再增加,如圖2的曲線所表示的那樣。此時,磁導率很低,該磁通密度稱為飽和磁通密度,以B.表示之。Bs不是固定的,隨溫度的升高而下降,在80~100C下,比室溫下低得很多。由圖2可以查出,在節能燈中常用的PC30、PC40材料在25C時,Bs=510mT,而在100C時, Bs只有390mT,下降了20%多。應該指出的是,磁芯工作時允許的磁感應強度要比上述的390mT低得多,一方面因為在100C時接近300 mT附近磁芯的磁導率已開始降低,另一方面,如工作時磁芯的磁感應強度較大,則磁芯損耗亦較大(見圖4)。 所以在工程計算中均取B為200~230mT作為磁芯工作時允許的最大磁感應強度值,遠離磁飽和。

  一文詳解電子鎮流器中電感線圈參數的選擇與計算

  在一體化節能燈或電子鎮流器中所用磁性材料,如果由于工作溫度升高,則其磁芯的B。值下降,造成磁導率及電感量減少,流過電感的電流上升,在電流的峰值附近出現很大的尖峰,如圖3所示。這種情形是很危險的,它會導致電感量進一步減少及電流進-步加大,最終使電感失磁,L=0,三極管因電流過大、管子結溫過高而損壞。

  一文詳解電子鎮流器中電感線圈參數的選擇與計算

  5、磁性材料的功率損耗(Power loss of magnetic materia)

  磁性材料的功率損耗是一個很重要的參數,它反映磁芯工作時發熱的程度,損耗大,發熱就厲害。帶有磁芯的線圈,其功率損耗包括線圈電阻的功率損耗(俗稱銅耗)和磁芯材料的功率損耗(俗稱鐵耗)。磁芯材料的功率損耗包括磁滯損耗、渦流損耗和剩余損耗三部分。

  大家知道,磁芯中磁感應強度B的變化滯后于磁場強度H的變化,并呈現出封閉的磁滯回線形狀,磁滯損耗的大小與磁滯回線所包圍的面積呈正比。也與頻率成正比。

  渦流損耗則是由于交變磁通穿過磁芯截面時,在與磁力線相垂直的截面內環繞交變磁通會產生渦流,渦流亦產生功率損耗。它與磁通變化的頻率,磁性材料的電阻大小有關。一般磁芯材料的電阻愈大、工作頻率愈低,渦流損耗煎小;反之亦然。

  上述損耗與頻率及其工作時的磁感應強度有關,工作頻率煎高、磁感應強度愈大,則其損耗亦愈大。

  一文詳解電子鎮流器中電感線圈參數的選擇與計算

  由圖還知,在同一頻率下,磁芯損耗隨磁感應強度的增加而增加,例如在40kHz、100^C條件下,當磁感應強度由150mT增加到 200mT時,功率損耗密度由 50kW/m3增加為100kW/m‘ 大約增加為原來的2倍, 如果磁感應強度為300mT時,功率損耗密度將增加為250kW/m,大約增加為原來的5倍。

  可見, 磁心損耗隨其工作感磁感應強度的增加而增加。同-種材料和尺寸的磁心,在保持電感不變時,增加氣隙, 能減少其磁感應強度(以后會講到),對于降低功率損耗是有利的。或者, 在同樣的氣隙下, 減少電感量,就會減少磁感應強度, 也能降低磁芯的損耗。當然,如采用大一號的磁心,也會大大降低磁心的磁感立強度和它的發熱程度。不過,增加氣隙,雖能減少磁芯損耗,但線圈的圈數要增加,銅損會增大,而且窗口的面積會容納不下線圈。所以,氣隙的增加也是有限度的,并非愈大愈好。應對銅損和鐵損兩者綜合加以考慮才對。

非常好我支持^.^

(8) 88.9%

不好我反對

(1) 11.1%

( 發表人:陳翠 )

      發表評論

      用戶評論
      評價:好評中評差評

      發表評論,獲取積分! 請遵守相關規定!

      ?
      百家乐官网牌桌订做| 百家乐官网游戏单机牌| 澳门百家乐官网群代理| 瑞士百家乐官网的玩法技巧和规则| 百家乐的规则博彩正网| 大发888官方下载网站| 百家乐官网投注方式| 明升国际娱乐 | 百家乐官网有好的投注法吗| 阳宅24方位座向| 钱柜百家乐娱乐城| 涟源市| 免费百家乐官网统计| 百家乐平注法到| 维西| 澳门百家乐官网论坛及玩法| 百家乐投资| 百家乐官网视频网络游戏| 百家乐多少点数算赢| 金冠娱乐城最新网址| 爱拼娱乐城| 百家乐官网英皇娱乐网| 怎么玩百家乐的玩法技巧和规则| 大发888为什么这么卡| 爱赢百家乐官网开户送现金 | 澳门百家乐怎么下载| 网上百家乐官网作弊下载| 大佬百家乐现金网| 大发888娱乐城 casino| 百家乐官网二十一点| 大三巴百家乐的玩法技巧和规则 | 优博百家乐的玩法技巧和规则| 百家乐官网压钱技巧| 澳门百家乐的赢钱不倒翁| 永胜博| 百家乐保单详图| 明珠国际娱乐| 百家乐是否违法| 在线娱乐场| 百家乐现金网开户平台| 化德县|