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环形电感器的作用原理_颜色代码_磁场计算方法

3177 2022-11-28 15:48:30 来源: IC先生 作者: ic先生小编

电感器是电气领域中最重要的电子元器件。与其它类型的电感器相比,环形电感器在各种工业和商业设备中起着关键作用,因为这些电感器因其特定级别的载流能力和电感而广为人知。

目前,许多行业都依靠环形电感器来满足消费品制造中需要最小电磁场的国际标准。在许多电子设备中,这些电感器用于限制磁场的发射,这会对消费者的健康产生非常严重的影响。因此,为了克服这些磁场发射,电子制造商必须使用优质的环形材料。

基本概念

在由铁氧体、铁粉等不同材料制成的环形磁芯上缠绕绝缘线圈称为环形电感器。与具有相同材料和尺寸的螺线管相比,这些电感器每圈的电感更大,并且可以承载额外的电流。因此,环形电感器主要用于需要大电感的地方。

环形电感器有不同类型,如标准环形、SMD功率、高温、耦合环形、共模环形电感器等,其符号如下图所示:

环形电感符号

结构构造

环形电感器由环形或圆环形磁芯构成,磁芯缠绕有一段铜线。这些环由不同的铁磁材料制成,如硅钢、铁氧体、叠层铁、铁粉或镍。环形电感器在绕组和早期饱和之间具有高耦合结果。

环形电感

这种结构提供了最小的磁通量损失,有助于避免其它设备耦合磁通量。环形电感器在低频应用中具有高电感值和最大能量传输效率。

工作原理

环形电感器的工作原理与用于将频率增加到必要水平的任何其它电感器的工作方式类似。环形电感器扭曲以产生更高的频率。与螺线管相比,它们更经济且使用效率更高。

当在整个环形电感器中提供电流时,它会在其周围产生磁场。所以产生的磁场强度主要取决于流过的电流值。

此外,磁场的通量还取决于垂直于电流方向的扭曲数。当电流流过整个电感时,该磁通以相同的速度变化。当通量连接到线圈时,它会在线圈中感应出与施加电压相反方向的电动势。

颜色代码

目前,环形磁芯有涂层和未涂层两种形式,可用于各种应用。带涂层的磁芯提供更平滑的圆角半径和绕组表面。在这些芯材中,涂层可用于提供额外的边缘覆盖、边缘保护和绝缘功能。

环形电感颜色代码

环形磁芯中使用了不同颜色的涂层,如环氧漆和聚对二甲苯涂层。环氧漆涂料有不同的颜色可供选择,如蓝色、灰色和绿色(CFR)。环氧树脂涂层已通过UL认证,主要用于环形磁芯的涂层。

  • 聚对二甲苯涂层主要用于具有低厚度涂层和高介电强度的小环形芯环。
  • 环形磁芯涂层会导致初始磁导率根据磁芯尺寸下降。因此,当环形磁芯受到高磁导率和更高卷绕力时,也可能发生这种情况。
    使用彩色涂层环形磁芯有很多好处。
  • 这些磁芯与环氧树脂、聚对二甲苯和粉末涂层等各种涂层完美匹配,可轻松增加绕组并改善击穿电压。
  • 环氧树脂涂料的工作温度范围高达200摄氏度。
  • 涂层为边缘提供保护,同时为芯线提供绝缘功能。
  • 环形涂层需要在电线和环形磁芯之间形成绝缘屏障,以避免短路。
  • 彩色涂层不影响环形线圈的AL值。
  • 带有环氧树脂涂层的环形磁芯具有许多优点,例如强度、耐用性、防潮性、耐化学性和强介电性能。

磁场计算

环形电感器磁场可以使用以下公式计算,即:

B=(μ0NI/2πr)

其中:

'I' 表示整个环形线圈的电流量、'r' 是环形的平均半径、“n”是每个单位长度的圈数、N=2rn是每个单位长度的环形线圈的平均匝数。

主要优缺点

环形电感器的优点主要包括以下内容:

  • 重量较轻。与其它形状的磁芯相比,环形电感器更紧凑,因为它们由更少的材料制成。
  • 环形电感器产生高电感,因为闭环磁芯具有强大的磁场,并且它们发出的电磁干扰非常低。
  • 由于没有气隙,与其它典型电感器相比,这些电感器要安静得多。
  • 环形电感具有闭环磁芯,因此具有高磁场、更高的电感和Q值。
  • 绕组相当短并且在闭合磁场中受伤,因此它将提高电气性能、效率并减少失真和边缘效应。
  • 由于环形线圈的平衡,从铁芯逸出的小磁通量很低。因此,该电感器非常高效并且向附近电路辐射的EMI(电磁干扰)较少。

环形电感器的缺点主要包括以下内容:

  • 在实际操作和测试过程中偶尔会出现问题。
  • 用机器缠绕非常困难。
  • 在这些电感器中,实现绝缘更加复杂,而且绕组之间也很难有磁隙。
  • 环形线圈更难缠绕,也更难调谐。但是,它们在产生所需电感方面效率更高。对于与普通螺线管相同的电感,环形线圈需要的匝数更少并且尺寸可以做得更小。

主要应用

环形电感器的应用包括以下内容。

  • 环形电感器适用于电信、医疗设备、工业控制、乐器、镇流器、电子制动器、制冷设备、电子离合器、航空航天和核领域、放大器和空调设备。
  • 用于不同的电子电路,如逆变器、电源和放大器,也用于电子设备,如计算机、收音机、电视和音频系统。
  • 当低频需要电感时,这些用于实现能源效率。
  • 这些用于SMPS、EMI(电磁干扰)敏感电路和滤波器应用。

总结

环形电感器非常常见,而且应用也是比较的广泛,这些电感器的选择主要取决于不同的特性,如外壳尺寸、尺寸、直流电阻、公差、标称电感、封装类型和额定电流。在为特定应用选择合适的环形电感器时,所有这些特性都起着关键作用。

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