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【总结】讨论出真知—关于共模电感用材讨论总结篇

上周五在综合区发帖探讨磁环共模和UF系共模的区别,源于自己对磁学掌握甚少,一时遇到问题,也找不到指导。幸得电源网BBS这么个平台,五湖四海之热心朋友,皆仗义相助。幸甚!

毋庸置疑,学习是需要总结的。况且如此多热心朋友帮助,我不作总结,有些辜负盛情。cheng111兄在主贴中帮助做了些总结,对他表示感谢!在此我另开一贴以作总结之用,帮助自己,同时也帮助后面的朋友,算是借花献佛!不足之处望见谅,感谢补充!

主要讨论了磁环型共模和UF(UU)系的共模之差别。涉及方方面面,地址:http://bbs.dianyuan.com/topic/621477

之前另有讨论UF(UU)2槽和4槽的,地址:http://bbs.dianyuan.com/topic/598459。可作为产考!

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jepsun
LV.9
2
2010-12-11 11:41

先说说磁环类型的:

铁芯材料:主要有有纳米晶的;线材:这个就不说了;

 

铁芯优点:

高初始导磁率(这个是共模电感的基本要求)、高饱和磁感应强度、温度较之铁氧体稳定(可以理解为温升小),频率特性比较灵活,因为导磁率高,很小就可以做出很大的感量,适应频率比较宽;

 

整体优势:

因为初始导磁率是铁氧体的5-20倍,对传导干扰的抑制作用远大于铁氧体;

纳米晶的高饱和磁感应强度比铁氧体的好,所以在大电流下不易饱和;

温升较之UF系列的要低,我实际测试:室温下要低将近10度(个人测试值仅作参考);

结构上的灵活令其适应性好,从加工工艺上进行改变,即可适应不同需求(见过节能灯上用的磁环电感,使用相当灵活);

分布电容会更小,因为绕线的面积更宽,体积也相对较小;

环行所用匝数少一点,分布参数小一点,效率占优(针对具体进行分析,我猜是因为线径的缘故,望补充);

 

整体劣势:

磁环孔径小,机器难以穿线,需要人工去绕,费时费力,加工成本高,效率低。而在成本压力日益增加的同时,这一点已尤为重要了。

耐压方面较之UF优势不大:我自己想的,因为看到很多磁环共模中间使用扎线带隔开的,这样不是很可靠,有的中间拉开一定距离,线用点胶固定,时间长了,可靠性怎么样呢?如果电感量要求比较大,线会挤在一起,安全性上有一点疑惑。望补充!

安装不便,故障率较高---来自懶人兄的分享:“一般性能是一样的,同样线径磁环要比UF10.5做的感量要高,容易实现。测试传导时相同感量有遇到UF10.5比较好,相差5个DB左右!磁环要是像年纪图片是比较便宜,但不好插件,故障比较大。要是加了底座也不便宜,比UF10.5贵”

 

应用:

因为成本的因素,磁环大多用在大功率的电源上,powercheng兄形容:“小功率的用磁环太高档了”,是有道理的。

当然因为体积小,对体积有要求的小功率电源,采用磁环的也是很OK的选择。

综合性能比起来,优于UF系的。如果成本压力不大的项目,可以考虑用磁环的。我实际测试传到,用磁环的余量要低更多。而且感量还比UF的小。

以上是我对磁环共模的补充,望老师们补充!谢谢!

 

 

 

 

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998lllll
LV.8
3
2010-12-11 12:16
好帖,很有实用价值!
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jepsun
LV.9
4
2010-12-11 12:44
@jepsun
先说说磁环类型的:铁芯材料:主要有有纳米晶的;线材:这个就不说了; 铁芯优点:高初始导磁率(这个是共模电感的基本要求)、高饱和磁感应强度、温度较之铁氧体稳定(可以理解为温升小),频率特性比较灵活,因为导磁率高,很小就可以做出很大的感量,适应频率比较宽; 整体优势:因为初始导磁率是铁氧体的5-20倍,对传导干扰的抑制作用远大于铁氧体;纳米晶的高饱和磁感应强度比铁氧体的好,所以在大电流下不易饱和;温升较之UF系列的要低,我实际测试:室温下要低将近10度(个人测试值仅作参考);结构上的灵活令其适应性好,从加工工艺上进行改变,即可适应不同需求(见过节能灯上用的磁环电感,使用相当灵活);分布电容会更小,因为绕线的面积更宽,体积也相对较小;环行所用匝数少一点,分布参数小一点,效率占优(针对具体进行分析,我猜是因为线径的缘故,望补充); 整体劣势:磁环孔径小,机器难以穿线,需要人工去绕,费时费力,加工成本高,效率低。而在成本压力日益增加的同时,这一点已尤为重要了。耐压方面较之UF优势不大:我自己想的,因为看到很多磁环共模中间使用扎线带隔开的,这样不是很可靠,有的中间拉开一定距离,线用点胶固定,时间长了,可靠性怎么样呢?如果电感量要求比较大,线会挤在一起,安全性上有一点疑惑。望补充!安装不便,故障率较高---来自懶人兄的分享:“一般性能是一样的,同样线径磁环要比UF10.5做的感量要高,容易实现。测试传导时相同感量有遇到UF10.5比较好,相差5个DB左右!磁环要是像年纪图片是比较便宜,但不好插件,故障比较大。要是加了底座也不便宜,比UF10.5贵” 应用:因为成本的因素,磁环大多用在大功率的电源上,powercheng兄形容:“小功率的用磁环太高档了”,是有道理的。当然因为体积小,对体积有要求的小功率电源,采用磁环的也是很OK的选择。综合性能比起来,优于UF系的。如果成本压力不大的项目,可以考虑用磁环的。我实际测试传到,用磁环的余量要低更多。而且感量还比UF的小。以上是我对磁环共模的补充,望老师们补充!谢谢!    

再说说UF/UU系列的共模!

材料:基本上为铁氧体,当然这铁氧体也有区别的,一般有MXO-锰锌类和NXO-镍锌类。镍锌类的主要优点是:初始磁导率低(小于1000u),但是可以工作在比较高的频率(大于100MHZ)下,保持磁导率不变。很强很伟大。

 

NXO比MXO电阻率高。利用铁氧体对高频杂波的类似阻尼的作用将高频杂波以热能的方式释放出来,这就解释了共模电感的温度问题。

 

百度上对共模电感的原理说的比我清楚:两个线圈绕在同一铁芯上,匝数和相位都相同(绕制反向)。这样,当电路中的正常电流流经共模电感时,电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消,此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼);当线圈中流过有共模干扰的电流时,会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗,产生较强的阻尼效果,以此衰减共模电流,达到滤波的目的。

 

整体优势:

最重要的一点:成本低(我用的这个是0.9元人民币),可以用机器绕、高效,常用UU9.8或UU10.5;

有骨架,绕制工艺应该会更好控制,可以做更高的电感量;

耐压及可靠性要好?针对磁环共模的;

好插件,好安装。四个脚嘛,孔位对了就没一点问题;基本用在小电流的电源上,因为线径不可以用很粗的,故电流不能太大;

 

整体劣势:

空间因素:封装位置大,maybe是因为比较强壮,不像磁环那么小巧玲珑;

发热比较严重,也是根据我实测的:90V输入满载室温下,可以到快90度;

 

应用:

一般用在成本控制比较严格的、抑或小功率的场合;

针对共模电感,hlj39001兄提出:注意共模电感带来的干扰问题。很有道理,包括但不局限于布局、布线、容量的选择。都需要防范其本身带来的干扰,要认真考量;

hlp330兄提出:将共模电感的感量加大以抑制差模干扰。这种用法以前听说过,只是自己没有用过:这需要相当的EMI功底。实在没有可以分享的。很希望hlp330可以详细说说!感谢!

mujian123兄的实际经验很丰富,“UF10.5的用於小電流,多圈數,正常感量在30MH以,只做13.5左右就磁環好了;T16*12*8 0.5的線45TS加中隔板,所有性能絕對漂亮”。一看便知是多年的经验积累了,佩服至深!!!

 

以上差不多是对UF/UU的总结。很多朋友都给了意见,在此一并表示感谢!同时希望高手进来补充!谢谢!

 

 

 

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bode
LV.9
5
2010-12-11 12:46
@jepsun
再说说UF/UU系列的共模!材料:基本上为铁氧体,当然这铁氧体也有区别的,一般有MXO-锰锌类和NXO-镍锌类。镍锌类的主要优点是:初始磁导率低(小于1000u),但是可以工作在比较高的频率(大于100MHZ)下,保持磁导率不变。很强很伟大。 NXO比MXO电阻率高。利用铁氧体对高频杂波的类似阻尼的作用将高频杂波以热能的方式释放出来,这就解释了共模电感的温度问题。 百度上对共模电感的原理说的比我清楚:两个线圈绕在同一铁芯上,匝数和相位都相同(绕制反向)。这样,当电路中的正常电流流经共模电感时,电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消,此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼);当线圈中流过有共模干扰的电流时,会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗,产生较强的阻尼效果,以此衰减共模电流,达到滤波的目的。 整体优势:最重要的一点:成本低(我用的这个是0.9元人民币),可以用机器绕、高效,常用UU9.8或UU10.5;有骨架,绕制工艺应该会更好控制,可以做更高的电感量;耐压及可靠性要好?针对磁环共模的;好插件,好安装。四个脚嘛,孔位对了就没一点问题;基本用在小电流的电源上,因为线径不可以用很粗的,故电流不能太大; 整体劣势:空间因素:封装位置大,maybe是因为比较强壮,不像磁环那么小巧玲珑;发热比较严重,也是根据我实测的:90V输入满载室温下,可以到快90度; 应用:一般用在成本控制比较严格的、抑或小功率的场合;针对共模电感,hlj39001兄提出:注意共模电感带来的干扰问题。很有道理,包括但不局限于布局、布线、容量的选择。都需要防范其本身带来的干扰,要认真考量;hlp330兄提出:将共模电感的感量加大以抑制差模干扰。这种用法以前听说过,只是自己没有用过:这需要相当的EMI功底。实在没有可以分享的。很希望hlp330可以详细说说!感谢!mujian123兄的实际经验很丰富,“UF10.5的用於小電流,多圈數,正常感量在30MH以,只做13.5左右就磁環好了;T16*12*8 0.5的線45TS加中隔板,所有性能絕對漂亮”。一看便知是多年的经验积累了,佩服至深!!! 以上差不多是对UF/UU的总结。很多朋友都给了意见,在此一并表示感谢!同时希望高手进来补充!谢谢!   
是的,这样的总结很有意义,受教了~
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jepsun
LV.9
6
2010-12-11 12:52

再分享一些关于此类的资料,算是辅助学习吧~

百度上有个文献很好,可惜我积分不够,下不下来,提供链接:http://wenku.baidu.com/view/5fbd5c360b4c2e3f572763a6.html。是关于铁氧体材料的研究,很好很强大!

共模电感材料选择 

电源噪声滤波器设计 

开关电源EMI抑制 

可饱和电感 

直流电源EMI滤波器的设计 

 

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兰波
LV.8
7
2010-12-11 13:14

感谢jepsun的总结,谢谢!

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2010-12-11 13:47
@jepsun
先说说磁环类型的:铁芯材料:主要有有纳米晶的;线材:这个就不说了; 铁芯优点:高初始导磁率(这个是共模电感的基本要求)、高饱和磁感应强度、温度较之铁氧体稳定(可以理解为温升小),频率特性比较灵活,因为导磁率高,很小就可以做出很大的感量,适应频率比较宽; 整体优势:因为初始导磁率是铁氧体的5-20倍,对传导干扰的抑制作用远大于铁氧体;纳米晶的高饱和磁感应强度比铁氧体的好,所以在大电流下不易饱和;温升较之UF系列的要低,我实际测试:室温下要低将近10度(个人测试值仅作参考);结构上的灵活令其适应性好,从加工工艺上进行改变,即可适应不同需求(见过节能灯上用的磁环电感,使用相当灵活);分布电容会更小,因为绕线的面积更宽,体积也相对较小;环行所用匝数少一点,分布参数小一点,效率占优(针对具体进行分析,我猜是因为线径的缘故,望补充); 整体劣势:磁环孔径小,机器难以穿线,需要人工去绕,费时费力,加工成本高,效率低。而在成本压力日益增加的同时,这一点已尤为重要了。耐压方面较之UF优势不大:我自己想的,因为看到很多磁环共模中间使用扎线带隔开的,这样不是很可靠,有的中间拉开一定距离,线用点胶固定,时间长了,可靠性怎么样呢?如果电感量要求比较大,线会挤在一起,安全性上有一点疑惑。望补充!安装不便,故障率较高---来自懶人兄的分享:“一般性能是一样的,同样线径磁环要比UF10.5做的感量要高,容易实现。测试传导时相同感量有遇到UF10.5比较好,相差5个DB左右!磁环要是像年纪图片是比较便宜,但不好插件,故障比较大。要是加了底座也不便宜,比UF10.5贵” 应用:因为成本的因素,磁环大多用在大功率的电源上,powercheng兄形容:“小功率的用磁环太高档了”,是有道理的。当然因为体积小,对体积有要求的小功率电源,采用磁环的也是很OK的选择。综合性能比起来,优于UF系的。如果成本压力不大的项目,可以考虑用磁环的。我实际测试传到,用磁环的余量要低更多。而且感量还比UF的小。以上是我对磁环共模的补充,望老师们补充!谢谢!    

好啊

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lhj200304
LV.2
9
2010-12-11 14:16
mark  电感用材料的总结
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jepsun
LV.9
10
2010-12-11 18:44
@兰波
感谢jepsun的总结,谢谢!
客气客气!感谢电源网这么个平台!
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flyahead
LV.5
11
2010-12-11 18:56

这样的总结实在太好了

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cheng111
LV.11
12
2010-12-22 20:55
jepsun兄,总结的非常完善,实践的经验多,总结要漂亮很多。
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asd1335
LV.2
13
2010-12-23 10:07
@cheng111
[图片]jepsun兄,总结的非常完善,实践的经验多,总结要漂亮很多。

有见地  很是受益

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liuhou
LV.9
14
2010-12-23 10:44
@asd1335
有见地 很是受益
楼主精神可嘉,顶一个。
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banana
LV.4
15
2010-12-24 20:42
@liuhou
楼主精神可嘉,顶一个。

好貼啊,學習了。

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jepsun
LV.9
16
2010-12-25 20:28
@cheng111
[图片]jepsun兄,总结的非常完善,实践的经验多,总结要漂亮很多。

呵呵,感谢cheng111兄!这个礼拜比较忙,没怎么上坛子~

实践经验缺乏啊。以后多多指教!

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raul_0908
LV.2
17
2010-12-28 11:43
@jepsun
呵呵,感谢cheng111兄!这个礼拜比较忙,没怎么上坛子~实践经验缺乏啊。以后多多指教!

谢谢分享,真是受教很多啊!作为新人,虽然不是很理解,还是会慢慢学习的!

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bobery
LV.7
18
2011-01-05 17:54
@raul_0908
谢谢分享,真是受教很多啊!作为新人,虽然不是很理解,还是会慢慢学习的!

学习了

 

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加伊
LV.4
19
2011-03-23 11:02
@jepsun
再分享一些关于此类的资料,算是辅助学习吧~百度上有个文献很好,可惜我积分不够,下不下来,提供链接:http://wenku.baidu.com/view/5fbd5c360b4c2e3f572763a6.html。是关于铁氧体材料的研究,很好很强大![图片]共模电感材料选择 [图片]电源噪声滤波器设计 [图片]开关电源EMI抑制 [图片]可饱和电感 [图片]直流电源EMI滤波器的设计  

锰锌MnZn_镍锌NiZn铁氧体 
http://wenku.baidu.com/view/5fbd5c360b4c2e3f572763a6.html

我把这篇文章下下来了,希望对大家有所帮助,恳请多多指教。

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jepsun
LV.9
20
2011-03-23 12:44
@加伊
[图片]锰锌MnZn_镍锌NiZn铁氧体 http://wenku.baidu.com/view/5fbd5c360b4c2e3f572763a6.html我把这篇文章下下来了,希望对大家有所帮助,恳请多多指教。
多谢兄弟分享!
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加伊
LV.4
21
2011-03-23 17:36
@jepsun
多谢兄弟分享!

客气客气,感谢电源网这个平台。电感器分布电容的建模 

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cheng111
LV.11
22
2011-03-24 12:25
@加伊
客气客气,感谢电源网这个平台。[图片]电感器分布电容的建模 
多谢兄弟分享了。
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jepsun
LV.9
23
2011-03-24 16:20
@加伊
客气客气,感谢电源网这个平台。[图片]电感器分布电容的建模 

是个好东东啊~

兄弟还有别的好东东,多分享些啊!

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2011-03-29 10:31
@加伊
[图片]锰锌MnZn_镍锌NiZn铁氧体 http://wenku.baidu.com/view/5fbd5c360b4c2e3f572763a6.html我把这篇文章下下来了,希望对大家有所帮助,恳请多多指教。

顶下,学习

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EeTsang
LV.5
25
2011-04-09 13:24
@jepsun
先说说磁环类型的:铁芯材料:主要有有纳米晶的;线材:这个就不说了; 铁芯优点:高初始导磁率(这个是共模电感的基本要求)、高饱和磁感应强度、温度较之铁氧体稳定(可以理解为温升小),频率特性比较灵活,因为导磁率高,很小就可以做出很大的感量,适应频率比较宽; 整体优势:因为初始导磁率是铁氧体的5-20倍,对传导干扰的抑制作用远大于铁氧体;纳米晶的高饱和磁感应强度比铁氧体的好,所以在大电流下不易饱和;温升较之UF系列的要低,我实际测试:室温下要低将近10度(个人测试值仅作参考);结构上的灵活令其适应性好,从加工工艺上进行改变,即可适应不同需求(见过节能灯上用的磁环电感,使用相当灵活);分布电容会更小,因为绕线的面积更宽,体积也相对较小;环行所用匝数少一点,分布参数小一点,效率占优(针对具体进行分析,我猜是因为线径的缘故,望补充); 整体劣势:磁环孔径小,机器难以穿线,需要人工去绕,费时费力,加工成本高,效率低。而在成本压力日益增加的同时,这一点已尤为重要了。耐压方面较之UF优势不大:我自己想的,因为看到很多磁环共模中间使用扎线带隔开的,这样不是很可靠,有的中间拉开一定距离,线用点胶固定,时间长了,可靠性怎么样呢?如果电感量要求比较大,线会挤在一起,安全性上有一点疑惑。望补充!安装不便,故障率较高---来自懶人兄的分享:“一般性能是一样的,同样线径磁环要比UF10.5做的感量要高,容易实现。测试传导时相同感量有遇到UF10.5比较好,相差5个DB左右!磁环要是像年纪图片是比较便宜,但不好插件,故障比较大。要是加了底座也不便宜,比UF10.5贵” 应用:因为成本的因素,磁环大多用在大功率的电源上,powercheng兄形容:“小功率的用磁环太高档了”,是有道理的。当然因为体积小,对体积有要求的小功率电源,采用磁环的也是很OK的选择。综合性能比起来,优于UF系的。如果成本压力不大的项目,可以考虑用磁环的。我实际测试传到,用磁环的余量要低更多。而且感量还比UF的小。以上是我对磁环共模的补充,望老师们补充!谢谢!    
顶!,感谢分享!
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xjl1012
LV.3
26
2011-04-09 15:18
@bobery
学习了 

学习

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2011-04-10 00:34
学习了。
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2011-05-31 17:25
@javike
学习了。
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jghhb
LV.3
29
2011-06-18 20:11
@轩邈的天空
[图片]

学习了!

 

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明峰
LV.2
30
2011-07-26 17:45
@jghhb
学习了! 
好贴
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LV.1
31
2011-07-26 20:03
@明峰
好贴
好贴
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