
大电流共模滤波电感的作用
2022-07-04 13:54:02
晨欣小编
通常情况下,当我们开关电源的时候,会发现这样一个现象,开启电源或关闭电源的时候会产生较大的共模噪声和差模噪声,这两个噪声会影响到公共电网的安全运行,因而需要加以抑制,如果放任不管将会影响终端用电设备的平稳安全工作。
共模噪声主要来源是开关电源开关管工作时产生,同时与开关管的散热片(接地)之间形成回路,干拢输入回路以及公共电网。
模噪声来源比较复杂,并仅在输入的回路中产生,目前通用的方法是在输入端加入共模电感来抑制共模噪声,同时也利用共模电感绕组之间的电感差来抑制差模噪声。
开关电源要求抑制的噪声谱频率分为传导频率段(150kHz~30MHz)和辐射频率段(30MHz~300MHz),同时根据使用区域分为ClassA级(商业或工业区域中使用)和ClassB级(住宅或家庭使用),为达到衰减效果,共模电感需要有足够的工作频带宽度和共模阻抗。
在车载、充电桩、光伏、工业电源等大功率电源的需求推动下,千瓦级的电源产品需求大幅提升,输入共模电
感作为电源输入端的必配器件,需求越来越旺盛。目前因受传统设计观念及成熟工艺的影响,磁环结构的共模电感
在自动化方面有了很大发展,比如自动化穿磁环,自动化点胶艺等。但随着电源功率越来越大,功率密度要求越来
越高,必使产品设计要求越来越紧凑,同时制作难度也会越来越有挑战。
目前跑道型共模电感应用还没有起步,磁性器件供应商也几乎没有进行前期的研发设计,主要原因是绕线存在困难,用现有的绕线设备很难实现自动化。
新产品开始时应用不广泛,研发投入大回报周期长,推广也需要比较长时间,导致很多磁性件厂商创新热情度
不高。
同时需着手克服绕线工艺的难点,根据产品特点研究自动化设备以便提高生产效率。
3跑道型共模电感的结构特点跑道型共模电感的结构是属于紧凑型设计理念,有效
的节省空间提升功率密度。通常的共模电感磁芯采用磁环设计,磁环中孔利用率比较低。跑道型共模电感采用跑道
型磁芯结构,磁芯中孔比较紧凑有效的节约了空间。但由于中孔比较小绕绕的难度很大,需要研发特殊的绕线设备,
这些特殊设备的设计定制需要高投入并研发周期长。
磁芯选材方面基于应用的功率大,产品损耗是至关重
要的,而产品铜损是主要的损耗,增加铜线的线径或减少圈数是比较常见的做法,纳米晶材料的饱和磁通密度远远
高于铁氧体材料,有很高的初始磁导率,宽的工作频带优良的阻抗特性,宽的并稳定的温度特性。越来越广泛的应
用在各种大功率场合。
共模电感的分布电容直接影响产品的谐振频率,为了获得更高的谐振频率,需要减少绕组匝间和层间电容及绕
组与磁芯之间的电容。时钟绕线结构可以减小层间电容,但对大功率输入共模电感来说使用的线径较大,实现起来
不容易。只有选用单层绕组的设计是最佳的。