一、设计过程:
① 选择磁芯材料(镍锌系和锰锌系)
铁氧体是一个较好的具有成本优势的材料。
② 设定电感的阻
对于一个给定的要求衰减的频率,定义此频率下共模电感的感抗为50~100Ω,即至少50%的衰减,因此有:Z =ωL
③ 选择磁芯的形状的和尺寸
成本低漏感小的环形磁芯非常适合于共模电感,但是这种形状不容易实现机械化绕制,一般用手工绕制。磁环尺寸的大小选取有一定的随意性,通常基于PCB的尺寸选取合适的磁芯。为了减小共模电感的寄生电容,共模电感通常只用单层的线圈。若单层绕制时磁芯无法容纳所有的线圈,则选用大一号尺寸的磁环。当然也可以基于磁芯的数据手册由LI的乘积选取。
④ 计算线圈的匝数
由磁芯的电感系数AL计算共模电感的圈数:( 106 )0.5 L N = L × A
⑤ 计算导线的线径
导线允许通过的电流密度选取为:400~800A/cm²,由此可以得到要求的线径。
二、设计案例:
在工作频率为10KHz,输入线性电流为3A(RMS)时,阻抗为100 欧的共模电感。
1)选取线径
铜线截面积=3A/400A/cm2=0.0075cm2
铜线线径 =0.98mm
取铜线线为1.0mm
2)计算最小电感值
3)假如无指定空间,任取一磁芯
内径(ID)=13.72+/-0.38=13.34mm MIN
4)计算内圆周长和最大可绕圈数
内圆周长=3.14×(13.34-1.08)=38.5mm
最大圈数=(160/360)×38.5/1.08=15.8TS或16TS
5)计算磁芯的AL值,并选取材质
磁芯的AL最小值=1.59/162=6211nH/TS2MIN
因此种磁芯AL值变化范围一般为+/-30%故磁芯的AL值取9000nH/TS2,以上述条件,即可选取一合适磁芯。