磁芯电感器设计注意事项

磁芯电感器设计注意事项
      磁芯电感器的频率特性主要由三个因素影响
      A、磁芯材料损耗的影响是最主要的，它导致Q值从最大值后呈现负斜率。
      B、介电损耗也是影响的因素，特别是在高频段尤为明显。
      C、第三个影响因素是分布电容和电感的自谐振效应。

      自谐振频率对磁芯电感器的性能起到负面影响，自谐振频率是由分布电容和自感所决定，而分布电容是由绕线方法所决定的。尽量减少分布电容是绕线设计中非常重要的考虑目标。对于环型磁粉芯的绕线，它的有效电容是与电感并联的，这个分布电容是线与线之间，层与层之间和绕线本身与磁粉芯之间的电容之和。

      好的绕线设计技术就是要尽量缩小圈数之间的电压，力求尽量减少分布电容，比如将绕线划分成几组，或者使用绕线排更可以有效较少电容量。在绕线和内部分段连接技术中，应尽量避免使输入端与输出端靠的太近，因为在着两个部分具有圈与圈间最大的势能，并因此而分布最大的有效电容值。同时，湿度指标和灌封与封装材料的绝缘常数也会提高分布电容值。

      对于精密绕线磁芯，要求时间稳定性高和温度重复性好。所以在其温度周期内，必须让绕线应力得到释放。在磁粉芯是绕制完的线圈必须要做尽量多的从室到125℃的温度循环，这个温度循环不仅仅是为了释放应力，而且还有去除湿度的作用，当完成温度循环后，必须要对磁芯电感器进行电感量的最后调整。

      绕线后磁芯必须保持干燥，尽快浸封，灌封或密封起来，应仔细选择灌封化合物材料，以避免有些材料随时间和温度收缩，而影响稳定性。在绕线后磁芯外面加上一些垫衬材料可以改善这种影响。

      对于设计工程师而言，了解热老化引起磁芯损耗增加条件是十分重要。在高频条件下，涡流损耗是主要损耗，而低频下，磁泄损耗则是主要损耗。而各种损耗形式在总损耗中所占比例也会受到磁通密度的影响。受到高温热老化影响的是磁芯损耗的涡流部分。

      在铁氧体磁芯内采用开气隙的方式，可降低磁芯的有效磁导率，从而降低工作的磁通密度，但这种气隙可以造成严重的局部化气隙损耗问题，当频率高于100KHz时，尤其显著，在很多的例子里，气隙损耗都会超过磁芯损耗，由于磁粉芯的气隙是均匀分布的，所以这类局部化气隙损耗基本上是不存在的。

      如果选用任何不适当的磁芯材料或小于指定尺寸的磁芯，磁芯会因为进行过高频率的磁芯损耗而产生温升，从而更可能导致热衰败。

      在选择适合的磁粉芯材料前，比寻确定磁芯电感器摆动的重要性，选取原则是保证磁粉芯不被磁饱和为前提。

      判断磁粉芯温度的"过热点"的最佳方法是在磁芯打一个小的盲孔，并插入温差电偶丝，要求电偶丝与磁芯紧密接触才能得到精确结果，必须严密注意通风死角的温度情况，因为这些死角处的温度比冷风通道处的温度要高。建议单元组件在最恶劣条件下运行4-8小时，或运行导磁芯电感器达到热平衡为止。这样才能获得真正的磁粉芯的最高温度。要注意磁粉芯有不同的导热系数，会形成温度分级情况。

      磁粉芯的原料磁粉有磁力格化现象，即是说当磁粉被磁化时，它们尺寸会发生轻微的变化，此情况在可听频率>20KHz以上应用中无关紧要，但在某些50Hz的用途中，磁芯会有蜂鸣噪音出现，这种情况在E形磁芯比在环形磁芯更明显，也会随着交流磁通密度的变化而改变。