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绕线方式改为松散绕制时,电容下降了将近20%。

作者:硅晶电子科技公司 阅读次数:159次 发布时间:2020-06-12 10:45

摘要:众所周知,电感在电路中具有一定的滤波作用,那么制作电磁干扰滤波器的电感时,需要重视的问题是尽量减小电感上的杂散电容。 电感上的杂散电容来自两个方面,一是线圈的匝间电

    众所周知,电感在电路中具有一定的滤波作用,那么制作电磁干扰滤波器的电感时,需要重视的问题是尽量减小电感上的杂散电容。
    电感上的杂散电容来自两个方面,一是线圈的匝间电容,另一个是绕组与磁芯之间的电容,因此减小电感的杂散电容也要从这两个方面入手。
    首先如果是磁芯导体,应该先减小绕组与磁芯之间的电容,具体方法是在绕组与磁芯之间加一层介电常数较低的绝缘材料,增加绕组与磁芯之间的距离。其次要减小匝间的电容,那么线圈的绕制方法很重要。下面就说说绕制线圈时要特别注意的问题:
    如何绕制电感与选择磁芯减小寄生电容
    1,尽量单层绕制。当空间允许时,尽量使用尺寸较大的磁芯,这样可使线圈为单层,并且增加每匝之间的距离,有效地减小匝间电容。
    2,线圈的输出输入端要相互远离。无论制作什么形式的电感,电感线圈的输入和输出都应该互相远离,否则输入和输出之间的电容会在频率较高时将整个电感短路。
    3,对于多层绕制方法。线圈的匝数越多,必须多层绕制时,要顺着一个方向去绕,一边绕,一边重叠,同时做,不要绕完一层后再回头去绕第二层,这样会产生很大的寄生电容,使得电感的滤波效果降低了。
    4,分段绕制。在一个磁芯上将线圈分段绕制,这样每段的电容较小,并且总的寄生电容是两段上的寄生电容串联,总电容量比每段寄生电容量要小很多。
    5,多个电感串联的情况。有些时候,电路设计时需要要求较高的滤波器,此时可以将一个大电容分解成一个较大的电感和若干电感量较小的小电感,在电路里面把电感串联起来,可以扩展电感的带宽,但是,也会增加电路的成本。
    减少电感寄生电容:
    (1)起始端与终止端远离(夹角大于40度)
    (2)尽量单层绕制,并增加匝间距离
    (3)多层绕制时,采用“渐进”方式绕,不要来回绕
    (4)分组绕制(要求高时,用大电感和小电感串联起来使用)
    (5)干扰滤波器中的电感一般使用铁氧体材料做磁芯。
    绕线方式改为松散绕制时,电容下降了将近20%。
    如何绕制电感与选择磁芯减小寄生电容
    导线穿过铁氧体磁芯构成的电感的阻抗虽然在形式上是随着频率的升高而增加,但是在不同频率上,其机理是完全不同的。
    低频:阻抗由电感的感抗构成。在低频,磁芯的磁导率较高,因此电感较大。并且这时磁芯的损耗较小,整个器件是一个低损耗、高Q特性的电感,这种电感容易造成谐振。因此在低频,有时会有干扰增强的现象。
    高频:阻抗由电阻成分构成。随着频率升高,磁芯的磁导率降低,导致电感的电感量减小,感抗成分减小。但是,这时磁芯的损耗增加,电阻成分增加,导致总的阻抗增加。当高频信号通过铁氧体时,电磁能量以热的形式耗散掉。
    铁氧体材料的选择:根据要抑制干扰的频率不同,选择不同磁导率的铁氧体材料。铁氧体材料的磁导率越高,低频的阻抗越大,高频的阻抗越小。另外,一般导磁率高的铁氧体材料介电常数较高,当导体穿过时,形成的寄生电容较大,这也降低了高频的阻抗。
    铁氧体磁环的尺寸确定:磁环的内外径差越大,轴向越长,阻抗越大。但内径一定要包紧导线。因此,要获得大的衰减,尽量使用体积较大的磁环。
    共模扼流圈的匝数:增加穿过磁环的匝数可以增加低频的阻抗,但是由于寄生电容增加,高频的阻抗会减小。盲目增加匝数来增加衰减量是一个常见的错误。当需要抑制的干扰频带较宽时,可在两个磁环上绕不同的匝数。
    如何绕制电感与选择磁芯减小寄生电容
    电缆上铁氧体磁环的个数:增加电缆上的铁氧体磁环的个数,可以增加低频的阻抗,但高频的阻抗会减小。这是因为寄生电容增加的缘故。
    偏置电流的影响:当穿过铁氧体磁环的导体上有电流时,铁氧体的阻抗会减小,适当增加磁环的长度可以弥补这个损失。由于铁氧体磁环主要对高频干扰其抑制作用,而高频干扰一般为共模干扰,因此在使用时,将载有电流及其回流的导线对同时穿过铁氧体,就可以避免电流偏置,同时对共模干扰电流的衰减作用没有改变。
    铁氧体磁环的安装位置:一般尽量靠近干扰源。对于屏蔽机箱上的电缆,磁环要尽量靠近机箱的电缆进出口。
    与电容式滤波连接器一起使用效果更好:由于铁氧体磁环的效果取决于原来共模环路的阻抗,原来回路的阻抗越低,则磁环的效果越明显。因此当原来的电缆两端安装了电容式滤波连接器时,其阻抗很低,磁环的效果更明显。