磁芯電感器設計注意事項

磁芯電感器設計注意事項
      磁芯電感器的頻率特性主要由三個因素影響
      A、磁芯材料損耗的影響是最主要的，它導致Q值從最大值后呈現負斜率。
      B、介電損耗也是影響的因素，特別是在高頻段尤為明顯。
      C、第三個影響因素是分布電容和電感的自諧振效應。

      自諧振頻率對磁芯電感器的性能起到負面影響，自諧振頻率是由分布電容和自感所決定，而分布電容是由繞線方法所決定的。盡量減少分布電容是繞線設計中非常重要的考慮目標。對于環型磁粉芯的繞線，它的有效電容是與電感并聯的，這個分布電容是線與線之間，層與層之間和繞線本身與磁粉芯之間的電容之和。

      好的繞線設計技術就是要盡量縮小圈數之間的電壓，力求盡量減少分布電容，比如將繞線劃分成幾組，或者使用繞線排更可以有效較少電容量。在繞線和內部分段連接技術中，應盡量避免使輸入端與輸出端靠的太近，因為在著兩個部分具有圈與圈間最大的勢能，并因此而分布最大的有效電容值。同時，濕度指標和灌封與封裝材料的絕緣常數也會提高分布電容值。

      對于精密繞線磁芯，要求時間穩定性高和溫度重復性好。所以在其溫度周期內，必須讓繞線應力得到釋放。在磁粉芯是繞制完的線圈必須要做盡量多的從室到125℃的溫度循環，這個溫度循環不僅僅是為了釋放應力，而且還有去除濕度的作用，當完成溫度循環后，必須要對磁芯電感器進行電感量的最后調整。

      繞線后磁芯必須保持干燥，盡快浸封，灌封或密封起來，應仔細選擇灌封化合物材料，以避免有些材料隨時間和溫度收縮，而影響穩定性。在繞線后磁芯外面加上一些墊襯材料可以改善這種影響。

      對于設計工程師而言，了解熱老化引起磁芯損耗增加條件是十分重要。在高頻條件下，渦流損耗是主要損耗，而低頻下，磁泄損耗則是主要損耗。而各種損耗形式在總損耗中所占比例也會受到磁通密度的影響。受到高溫熱老化影響的是磁芯損耗的渦流部分。

      在鐵氧體磁芯內采用開氣隙的方式，可降低磁芯的有效磁導率，從而降低工作的磁通密度，但這種氣隙可以造成嚴重的局部化氣隙損耗問題，當頻率高于100KHz時，尤其顯著，在很多的例子里，氣隙損耗都會超過磁芯損耗，由于磁粉芯的氣隙是均勻分布的，所以這類局部化氣隙損耗基本上是不存在的。

      如果選用任何不適當的磁芯材料或小于指定尺寸的磁芯，磁芯會因為進行過高頻率的磁芯損耗而產生溫升，從而更可能導致熱衰敗。

      在選擇適合的磁粉芯材料前，比尋確定磁芯電感器擺動的重要性，選取原則是保證磁粉芯不被磁飽和為前提。

      判斷磁粉芯溫度的"過熱點"的最佳方法是在磁芯打一個小的盲孔，并插入溫差電偶絲，要求電偶絲與磁芯緊密接觸才能得到精確結果，必須嚴密注意通風死角的溫度情況，因為這些死角處的溫度比冷風通道處的溫度要高。建議單元組件在最惡劣條件下運行4-8小時，或運行導磁芯電感器達到熱平衡為止。這樣才能獲得真正的磁粉芯的最高溫度。要注意磁粉芯有不同的導熱系數，會形成溫度分級情況。

      磁粉芯的原料磁粉有磁力格化現象，即是說當磁粉被磁化時，它們尺寸會發生輕微的變化，此情況在可聽頻率>20KHz以上應用中無關緊要，但在某些50Hz的用途中，磁芯會有蜂鳴噪音出現，這種情況在E形磁芯比在環形磁芯更明顯，也會隨著交流磁通密度的變化而改變。