工字電感是通過纏繞在形似漢字“工”的磁芯上形成的,決定工字電感的電感有三個參數,如磁芯尺寸、繞組數量和線徑大小。繞組的數量對電感大小起著決定性的作用。磁芯中柱越小,感量越高,線徑越大,感量越低。在實際應用設計中,如何選擇合適的線徑和磁芯?
1、首先,我們需要確定目標感量對應的繞線圈數,并計算合適的線徑和磁芯尺寸。
由于工字形電感是開路磁路結構,沒有計算匝數的正規公式,但我們可以根據經驗粗略估計匝數,然后嘗試去爭取。我們可以選擇小線徑來確定匝數,然后計算線徑能繞多少。
比如10*12的工字電感是470uh,需要0.35的線徑,不確定能否繞滿達到470uh的感量,首先可以將0.2的線徑繞夠116圈達到感量,然后確定匝數為116,再看能否繞0.35的線徑,磁芯槽寬7mm,線徑0.35計為漆膜,厚度約0.37mm,7/0.37=18.9,取數為18 ,也就是說一層可以纏繞18圈,6.44層需要纏繞116圈,取整數為7層,纏繞層厚度為7*0.37*2=5.18。纏繞后的尺寸=磁芯中柱+繞層的厚度<磁芯本體外徑,繞線后的尺寸小于磁芯外徑,繞線難度越低,繞線不容易滑線飛線。根據上面的計算,磁芯中柱需要小于4.82,而10*12的工字磁芯中柱一般有3種尺寸:4.5、5.0、5.5,所以只能選擇尺寸為4.5的中柱合適。
2、在疊加電流要求的情況下,需要綜合考慮線徑磁芯中柱和磁芯材料,進行綜合評估。
比如470uh的工字電感,要求疊加1A電流后電感下降不超過20%,我們知道磁芯材料越好,中柱越大,線徑越大,電感的電流電阻越好。這還是一個案例分析:
10*12-470uh電感,中柱4.5和0.35的線徑繞制,疊加1A電流后,感量只有260uh,下降45%,超過20%,流阻不合格。我們不妨調整一下思路,選擇大中柱,線徑略改小,選擇線徑0.3的5.5中柱芯,計算后即可繞制。試繞測試電流疊加,470uh疊加1A電流,感量410uh,下降13%,耐電流合格。這樣,在不增加磁芯成本的情況下,滿足了既定的要求。
工字電感的直徑和磁芯中柱的選擇,首先要保障繞線順暢,生產無障礙;二是滿足特色要求。學會計算工字電感排中的線圈數量,分層次計算,就可以輕松設計出工字電感的參數。