高頻大電流電感器的製作和性能測試
發布時間:2011-11-30
中心議題:
- 電感器的製作
- 電感性能測試
解決方案:
- 磁化曲線
- 直流偏置測試
- 溫度試驗及機械碰撞振動試驗
1引言
dianganzuoweichunenghelvboyuanjian,zaidianzishebeizhongbeiguangfanshiyong,suizhekexuejishudefazhan,dianganqiyuelaiyuequyuxiaoxinghua,tijizhongliangyaoqiuyuelaiyueyange,youqizaihangkonghangtiandianzishebeizhongdalianggaopindadianliulvbodiangan,youyuqidianliuda,anzashugao,qieyaoqiuxiaotiji,caiyongchuantongdekaiqixifangfa,wufamanzushejiyaoqiu。benwenjiangjieshaoyizhongxinxingdegaopindadianliuxiaotijidiangan。
2電感器的製作
yibandiangandoushicaiyongkaiqixifangfatigaohengcifanwei,hengcifanweiyueda,qiqixiyeyuechang,xiangyingdedaocilvyeyuedi,yaodadaoyidingdedianganliang,bixuzengdatiexindejiemianjihetiji,xiamianshiyigekaiqixidiangandezhiliutexingshiyan,tiexinweifeijingtai,chicunwei25/45×20,氣隙為2mm,線圈34匝,測試數據如下:

表1開氣隙電感的直流特性
在30A時其電感量僅為0A時的25.3%,為了提高電感的抗飽和性能,我們在電感鐵心氣隙中加入一種恒磁材料,恒磁片的麵積正好等於電感鐵心的截麵積,厚度為2mm,然後將鐵心整體封裝,再在外麵繞上線圈,做成電感。本研究所製作的電感均為25/45×20,氣隙為2mm,插入上述恒磁片,繞34匝線圈。恒磁材料的矯頑力(Hcb)高達8500Oe,最大磁能積為191kJ/m3,工作溫度為250℃。
3電感性能測試
3.1磁化曲線
通常電感的磁化曲線是對稱的,正負磁能積相等,而加入恒磁材料後,其正負磁能積就不相等了,如圖1所示:

從圖中我們可以看出,由於恒磁片的作用,使得磁滯回線發生偏移,當所加直流磁場與恒磁磁場方向一致時,此時,H淨磁場=H直流+H恒磁,所以,磁心很快進入飽和,導磁率下降,電感量降低;當所加直流磁場與恒磁磁場相反時,H淨磁場=H直流-H恒heng磁ci,磁ci心xin不bu容rong易yi飽bao和he,導dao磁ci率lv呈cheng線xian性xing增zeng長chang,電dian感gan量liang基ji本ben不bu變bian。這zhe樣yang,就jiu使shi得de電dian感gan作zuo為wei直zhi流liu濾lv波bo元yuan件jian使shi用yong時shi,隻zhi要yao使shi得de電dian感gan的de直zhi流liu磁ci場chang與yu恒heng磁ci場chang相xiang反fan,便bian可ke大da大da提ti高gao電dian感gan器qi的de使shi用yong安an匝za數shu,提ti高gao抗kang飽bao和he能neng力li,使shi電dian感gan器qi得de以yi小xiao型xing化hua。
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3.2直流偏置測試
將表1所測試的電感插入恒磁片後,再加工成成品電感,取三個成品作測試樣品,測試其直流特性如表2所示(測試儀表為HP4284A,測試頻率為1kHz):

表2恒磁電感的直流特性
由上表可以看出電感器在10安培以後,其電感量極其恒定,至多隻跌落4%,與不加恒磁片相比,抗飽和性能明顯改善。(由於設備原因,隻測試到35A,1190AT,此時其磁場強度為142Oe)。
3.3溫度試驗及機械碰撞振動試驗
將上述電感經過-55℃、2h130℃、2hrs循環3次,然後測試直流偏置下其電感量變化情況,如表3所示。

表3冷熱衝擊後恒磁電感的直流特性
對照表2表3中數據,我們可以看出,經過冷熱循環試驗後,電感器的電感量及抗飽和能力都沒有改變。
再將上述試驗樣品按軍用電子產品例行試驗要求進行試驗,試驗條件如下:
(1)隨機振動
15~250Hz0.04g2/Hz(g2/Hz:功率譜密度)
250~300Hz-4dB/oct(oct:倍頻程)
300~1000Hz0.025g2/Hz
1000~2000Hz-6dB/oct
正向1h
(2)碰撞試驗(GB/T15290—94)
50m/s2、11ms、正向1000次
經jing過guo隨sui機ji振zhen動dong和he碰peng撞zhuang試shi驗yan後hou,再zai測ce試shi電dian感gan器qi在zai直zhi流liu偏pian置zhi下xia的de電dian感gan量liang變bian化hua情qing況kuang,測ce試shi結jie果guo表biao明ming,電dian感gan器qi經jing過guo例li行xing試shi驗yan,滿man足zu軍jun用yong電dian子zi產chan品pin要yao求qiu。
4結論
作zuo為wei直zhi流liu濾lv波bo使shi用yong的de電dian感gan器qi,在zai磁ci心xin中zhong插cha入ru恒heng磁ci材cai料liao可ke以yi極ji大da地di改gai善shan其qi性xing能neng,提ti高gao工gong作zuo磁ci場chang強qiang度du,通tong過guo高gao低di溫wen循xun環huan試shi驗yan和he衝chong擊ji振zhen動dong試shi驗yan,證zheng明ming應ying用yong此ci項xiang技ji術shu製zhi作zuo的de電dian感gan鐵tie心xin滿man足zu在zai航hang空kong航hang天tian設she備bei中zhong的de使shi用yong要yao求qiu,目mu前qian已yi經jing小xiao批pi量liang給gei上shang海hai某mou單dan位wei提ti供gong產chan品pin,並bing成cheng功gong地di應ying用yong在zai航hang天tian設she備bei中zhong。
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