設(shè)計(jì)定制電感

電感器制造商在標(biāo)準(zhǔn)器件系列方面取得了巨大進(jìn)步。在過去10年中，這一類別中的現(xiàn)成零件的選擇顯著增加。然而，越來越多的工程師正在從頭開始設(shè)計(jì)他們自己的電感器和變壓器。

標(biāo)準(zhǔn)組件制造商不可能提供每個(gè)設(shè)計(jì)所需的準(zhǔn)確信息。如果你有一些處理設(shè)計(jì)的專業(yè)知識(shí)，定制是一個(gè)好方法。磁芯和線軸的可用性表明這越來越普遍。一些流行的磁芯可以從Digikey和Mouser購買(圖1)。選擇仍然非常有限，但這是一個(gè)好的開始。選擇電感值

許多工程師認(rèn)為，應(yīng)該使用單個(gè)電感值來實(shí)現(xiàn)給定的設(shè)計(jì)。例如，他們可能已經(jīng)閱讀了應(yīng)用筆記或教科書來設(shè)置L-down轉(zhuǎn)換器中的電流紋波值。我想提醒大家不要對(duì)這項(xiàng)技術(shù)有太多的信心。實(shí)際上，轉(zhuǎn)換器中可以工作的電感范圍非常大[2]。它的范圍可以從40到1，紋波電流與DC電流的比率從5%到200%不等。200%的值可能看起來太大，這意味著L-down轉(zhuǎn)換器以不連續(xù)模式運(yùn)行。然而，在這種模式下可以獲得軟交換的一些優(yōu)勢(shì)。一些復(fù)雜而密集的轉(zhuǎn)換器就是這樣設(shè)計(jì)的。對(duì)于沒有經(jīng)驗(yàn)的工程師來說，這有時(shí)很難接受，但是電感值沒有“正確”的。實(shí)驗(yàn)和測(cè)試是zui實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序優(yōu)化設(shè)計(jì)的佳方式。不要害怕設(shè)計(jì)迭代——只要學(xué)會(huì)如何有效地利用你的時(shí)間。圖2顯示了一個(gè)應(yīng)用，其中我們希望設(shè)計(jì)一個(gè)電感——一個(gè)工作頻率為300kHz的300瓦壓降L電壓轉(zhuǎn)換器。

電感式傳感器的工作原理

同步是感應(yīng)位置傳感器的另一種形式，當(dāng)線圈相對(duì)移動(dòng)時(shí)，它測(cè)量感應(yīng)耦合。同步通常是旋轉(zhuǎn)的，需要與傳感器的移動(dòng)和固定部分(通常稱為轉(zhuǎn)子和定子)電連接。它們具有極高的精度，可用于工業(yè)計(jì)量、雷達(dá)天線和望遠(yuǎn)鏡。同步非常昂貴，越來越不常見。其中大多數(shù)已被(無刷)旋轉(zhuǎn)變壓器取代。這些是感應(yīng)位置檢測(cè)器的另一種形式，但是電連接只與定子上的繞組連接。

LVDT、RVDT和旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量線圈之間電感耦合的變化位置，通常稱為初級(jí)和次級(jí)繞組。傳感器的初級(jí)繞組將能量耦合到次級(jí)繞組中，但是耦合到每個(gè)次級(jí)繞組中的能量比率與導(dǎo)磁目標(biāo)的相對(duì)位移成比例地變化。在LVDT，這通常是一根穿過纏繞孔的金屬棒。在RVDT或旋轉(zhuǎn)變壓器中，它通常是一個(gè)成型的轉(zhuǎn)子或極片，相對(duì)于圍繞轉(zhuǎn)子外圍布置的繞組旋轉(zhuǎn)。LVDT和RVDT的典型應(yīng)用包括航空副翼、發(fā)動(dòng)機(jī)液壓伺服系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)控制。旋轉(zhuǎn)變壓器的典型應(yīng)用包括無刷電機(jī)的換向。

感應(yīng)位置傳感器的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是相關(guān)的信號(hào)處理電路不需要位于傳感器線圈附近。這允許感測(cè)線圈位于惡劣的環(huán)境中，否則它可能會(huì)阻礙其他技術(shù)，例如磁傳感器或光學(xué)編碼器，因?yàn)樗鼈冃枰鄬?duì)精細(xì)的硅基電子器件來位于感測(cè)點(diǎn)。

電感線圈的纏繞方法

1.單層卷繞法

單層纏繞法是將電感線圈的匝以單層方式纏繞在絕緣管的外表面上。單層纏繞法分為間接纏繞法和緊密纏繞法。間接繞組一般用在一些高頻諧振電路中，因?yàn)檫@種方式的繞組方法可以降低高頻諧振線圖的電容并穩(wěn)定其一些特性。緊密纏繞法基于諧振線圈范圍相對(duì)較小的線圈。

2.多層卷繞法

線圈的電感相對(duì)較大，線圈的纏繞方式為多層纏繞方式。多層卷繞方法包括兩種類型的封閉卷繞和一室卷繞。密繞法排列緊密，需要逐層分布。由它纏繞的線圈產(chǎn)生相對(duì)較大的電容。蜂L室纏繞法是以一定角度排列的，其排列并不十分平滑，但與密繞法相比，其電容相對(duì)較小。對(duì)于一些高壓諧振電路，當(dāng)纏繞電感線圈時(shí)，需要滿足線圈之間的電流值和耐受電壓。當(dāng)纏繞電感線圈時(shí)，我們還需要考慮線圈的熱狀況。

檢查電感的方法:

用電感測(cè)量?jī)x測(cè)量它的電感。

用萬用表測(cè)量它的通斷狀態(tài)，理想的電感和電阻非常小，接近于零。

差模電感簡(jiǎn)介

差模電感是閉環(huán)的一個(gè)屬性，也就是說，當(dāng)電流通過閉環(huán)時(shí)，電動(dòng)勢(shì)會(huì)抵抗電流的變化。這被稱為自感，這是它們自己的閉環(huán)特性。假設(shè)學(xué)生通過閉環(huán)的電流可以在企業(yè)進(jìn)行分析時(shí)改變。目前，在中國(guó)，電動(dòng)勢(shì)是由于感應(yīng)因素的影響而產(chǎn)生的。在另一個(gè)這樣的國(guó)家，沒有閉環(huán)。這種電感稱為互感。電感電路元件和電感電路實(shí)現(xiàn)。螺線管是一種簡(jiǎn)單的電感，指的是纏繞多次的導(dǎo)線(稱為“線圈”)。它可以是中空的，也可以是中國(guó)的金屬芯。電磁電感的自感。變壓器是在兩個(gè)系統(tǒng)耦合線圈之間形成的電感。變壓器因其互感而成為基本的磁路元件。