飽和電感特性

飽和電感特性●熱特性飽和電感是一種通過進(jìn)入和退出飽和過程的磁滯損耗(而不是渦流損耗或銅損耗)吸收電流尖峰能量的功率器件。主要的熱能來自磁芯。一方面，要求磁芯應(yīng)該由高頻材料制成；另一方面，要求磁芯的溫度在任何情況下都不應(yīng)超過居里溫度。這意味著飽和電感器的磁芯應(yīng)該具有有利的散熱特性和結(jié)構(gòu)，即更高的居里溫度、更高的熱導(dǎo)率、更大的散熱面積和更短的熱傳導(dǎo)路徑?！耧柡吞匦燥@然，通常沒有必要考慮使用不容易飽和的氣隙或低磁導(dǎo)率材料作為飽和電感?！癯跏茧姼械牡刃匦栽谄渌麠l件相同的情況下，低磁導(dǎo)率磁芯匹配多匝、高磁導(dǎo)率磁芯匹配少匝的飽和電感的初始電感是等效的，緩沖效果大致相當(dāng)。這意味著始終可以直接使用1匝鐵芯電感，因?yàn)槿魏味嘣央姼卸伎梢哉业脚c1匝等效物匹配的磁導(dǎo)率更高的鐵芯。這也意味著磁芯的高磁導(dǎo)率受到限制。如果合適的磁芯與1匝飽和電感匹配，則不可能用更少的匝數(shù)來匹配具有更高磁導(dǎo)率的磁芯?！翊判倔w積的等效特性在其他條件下，相同體積的磁芯的飽和電感緩沖效應(yīng)大致相等。

電感線圈的參數(shù)

(1)電感電感也稱為自感系數(shù)，它是一個(gè)物理量，表示電感產(chǎn)生自感的能力。電感器的電感主要取決于匝數(shù)(匝數(shù))、繞組方法、磁芯的有無以及磁芯的材料等。通常，線圈纏繞得越多，線圈纏繞得越密，電感就越大。有磁芯的線圈比沒有磁芯的線圈電感大；磁芯磁導(dǎo)率越大，線圈的電感越大。電感的基本單位是亨利(簡稱亨利)，用字母“h”表示。常用的單位是毫亨(mH)和微亨(μH)，它們之間的關(guān)系是:=1000μ毫亨=1000μH (2)允許偏差是指電感的標(biāo)稱電感和實(shí)際電感之間的允許誤差值。振蕩或?yàn)V波等電路中常用的電感要求，允許偏差為0.2[%]~ 0.5[%]；然而，對(duì)耦合、高頻電流阻斷和其他線圈的精度要求不高。允許偏差為10 [%] ~ 15 [%]。(3)品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)，又稱q值或優(yōu)值，是衡量電感質(zhì)量的主要參數(shù)。指電感在一定頻率的交流電壓下工作時(shí)，感抗與等效損耗電阻的比值。電感的Q值越高，損耗越小，效率越高。電感器的品質(zhì)因數(shù)與線圈導(dǎo)體的DC電阻、線圈架的介電損耗以及由鐵芯、屏蔽等引起的損耗有關(guān)。(4)分布電容分布電容是指線圈匝之間以及線圈和磁芯之間存在的電容。電感的分布電容越小，穩(wěn)定性越好。(5)額定電流額定電流指正常運(yùn)行時(shí)允許電感通過的大電流值。如果工作電流超過額定電流，電感將因加熱而改變其性能參數(shù)，甚至因過電流而燒毀。電感線圈原理電感是指當(dāng)交流電通過導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線的磁通量與導(dǎo)線內(nèi)部和周圍產(chǎn)生交變磁通量的電流之比。當(dāng)直流電流流過電感器時(shí)，只有固定的磁力線出現(xiàn)在電感器周圍，并且不隨時(shí)間變化。然而，當(dāng)交流電流過線圈時(shí)，線圈周圍的磁力線會(huì)隨著時(shí)間而變化。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律——磁力發(fā)電，改變磁力線會(huì)在線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，這相當(dāng)于“新的電源”。

電感式傳感

大多數(shù)人認(rèn)為感應(yīng)感應(yīng)僅僅是測(cè)量線圈和導(dǎo)電目標(biāo)之間距離的一種方法，但是這種技術(shù)還有許多其他的使用情況。例如，你知道螺旋印刷電路板線圈和銅帶可以用來測(cè)量線性位置嗎？

電感-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(LDC)例如LDC1000可以感測(cè)靠近導(dǎo)電目標(biāo)(例如，一塊金屬)的電感器的電感變化。LDC可以測(cè)量電感變化并提供關(guān)于目標(biāo)位置的信息。

對(duì)于我的線性位置滑塊，我沒有使用通常的方法來改變目標(biāo)和線圈之間的距離。相反，當(dāng)線性滑動(dòng)靶時(shí)，我保持靶到線圈的距離不變，并改變整個(gè)線圈的金屬接觸面。為此，我使用了一個(gè)從銅帶上切割下來的100毫米長的三角形靶。銅帶可以穿過三角形的Z寬端，以確保在此位置的Z大金屬接觸面。

我選擇了一個(gè)直徑為29毫米、每層70圈的2層印刷電路板線圈作為傳感器線圈。選擇線圈是因?yàn)槠渲睆匠^了形狀目標(biāo)的Z寬部分。圖1是本實(shí)驗(yàn)中使用的線圈和三角形銅帶靶。

然后我把目標(biāo)放在離印刷電路板線圈4毫米的地方。當(dāng)線圈從目標(biāo)的Z寬部分移動(dòng)到Z窄部分時(shí)，將目標(biāo)靠近線圈放置會(huì)增加電感變化。對(duì)于L度線性位置傳感器，為了獲得Z分辨率，必須盡可能減小目標(biāo)距離。

我以0.5毫米的步長將目標(biāo)從位置0(目標(biāo)的Z寬部分)移動(dòng)到位置100(Z窄部分)，并測(cè)量每個(gè)位置的電感。圖2是測(cè)量數(shù)據(jù)曲線。

將目標(biāo)從Z寬位置滑動(dòng)到Z窄位置可以將傳感器電感從175.2μH增加到251.4 μ h。由于兩端的電感變化很小，我建議在移動(dòng)范圍內(nèi)放棄5%的Z高位置和5%的Z低位置。因此，你使用的目標(biāo)應(yīng)該比要求的移動(dòng)范圍至少長10%。沿剩余90毫米采集的數(shù)據(jù)樣本單調(diào)且具有良好的線性，可用于準(zhǔn)確確定銅帶目標(biāo)的位置。

為了獲得L-美線性，可以將目標(biāo)從三角形改變?yōu)槟軌虍a(chǎn)生線性輸出的不同形狀。然而，在軟件中線性化數(shù)據(jù)輸出通常更容易。