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想要了解高频电感的看过来
jinlai2015 | 2018-01-29 16:43:01    阅读:251   发布文章

1 高频电感所用原材料

(1)铜线(copper wire)。铜线按漆包膜厚度分为1UEW、2UEW、3UEW、4UEW、PEW,DD-NYU 及TEX-E(三层绝缘线)。单根铜线线径有(0.033~2.5)mm 不等,按股数分单股和多股,多股线常见的有Φ0.23×7.另外还有一种丝包线,其单股线径为Φ0.1mm,股数有5,10,15……100不等。

(2)铁芯(core)。制作线圈主要用core有R型、DR型、T型、SDR型等。制作滤波器之core 有UT型(口字型)、UU型、ET型(曰字型)、T型。制作变压器之core有EE型、ER型、ERL型、EI型、EFD型、ETD等。每种类型有不同尺寸之规格,铁芯材料一般为Mn-Zn。

(3)线架(bobbin)。制作变压器一般需用到线架,其材质分有PBT、PET、电木和尼龙,因其与core 配套使用,故其外型分类方法亦为EE型、ER型、ERL型、EI型、EFD型、ETD型等。

(4)胶带(tape)。胶带可分为mylar tape(迈拉胶带)和margen tape(挡墙),一般用于变压器制作时绝缘用。对mylartape,生产厂家视需求按0.5mm一个等级制成不同宽度的规格,颜色分黄、白、绿、黑等。对margen tape视需求按0.1mm一个等级制成不同宽度的规格,一般为白色。

(5)其它。用于制作电感的材料还有磁铁、套管(tube)、底座(base)、天那水、凡立水(varnish)等。磁铁为圆柱型,套管分UL、PVC、TEFLON等。

2 线性电感线圈的制作

电感线圈根据铁芯不同有多种不同的外型结构,如R型、DR型、T型,此外空心线圈也较常见,变压器结构型线圈在某些场合亦可涉及到。

2.1 R型铁芯线圈

R型铁芯线圈一般用于在固定频率下电感量要求不大的场合,因此,制作所用铜线较粗,圈数较少,可用自动打线机大批量加工,经盆浸(浸清漆)、焊锡处理后用透明AB胶把线圈和铁芯组合。R型铁芯成批生产时其磁导率较稳定,故R型铁芯线圈电感量也较稳定,在一定频率下其静态电感量变化不大。值得注意的是,如所用铜线为PEW线,在焊锡前PIN(引脚)需经过脱皮处理,且须用低温焊锡(200~280℃),以防线圈破皮,满足其绝缘要求。

2.2 DR型铁芯线圈

DR型铁芯线圈因铁芯外型尺寸、绕线所用铜线的多样性,决定了此种线圈电感量分布的广泛性。从luH 到10mH甚至更高的电感量均可由DR型铁芯设计形成,且可大批量生产。供应厂家研制出一系列的规格品可供挑选,同时也可按具体要求设计制造。

设计DR型电感时,一般给出测试频率、电感值范围及DCR范围,在外观尺寸范围内确定出最大的铁芯尺寸,随后,在电感中心值附近确定铜线的最大线径及铜线圈数,槽满率一般以80%~90%为宜。当电感有耐电流要求时,可适当调整铁芯中径值,使其在额定电流的情况下,电感量不小于L(OA)×90%,且需保留适当的裕量,以消除铁芯材质、铁芯中径及测试仪器对电感的影响。中径与耐电流性的关系是:中径越大,耐电流性越好。铁芯槽宽对电感量及耐电流性影响较小,它主要影响DCR值。

SDR型铁芯(镀银铁芯)与DR型铁芯的区别是:SDR型铁芯一端有两个镀银半面代替DR型铁芯的两个PIN, 因铁芯直径一般大于其长度,槽宽较窄,绕线时一般不考虑其排列的整齐性,故提高SDR型铁芯线圈耐电流性的另一方法是:

增加铜线并绕根数(一般为两根)。该产品焊锡时先用高温焊锡(450℃~500℃),把铜线起落两端分别焊接于两个镀银面,后用低温焊锡使镀银面光滑,平整洁净,但焊锡时需注意起落线不得短路。

2.3 直流线性电感线圈DC linearity

DC lincarity线圈是在DR类电感线圈的基础上加一个圆柱形磁铁而成,常见的规格有DR2W9×12(单位:mm,下同),DR2W10×12及DR14×15,相应的磁铁直径为Φ10、Φ15,所用铜线一般为丝包线,以下为一个DC linearity的实例。

例1:

材料:铁芯:DR2W10×12 磁铁:Φ10×16

铜线:Φ0.1×30 圈数:23.5Ts

测试条件:1kHz/1Vrms 25℃ 

L(S~F)值要求如下:

制作时首先根据叠加0A电流时的电感值选取铁芯,其值与铁芯材质、铁芯中径及磁铁大小有关,然后绕线。焊锡时间不能过长,以免起落线破皮短路,破皮短路很难在常规测试条件下测出,一般增加一个高频测试频率的电感测量,如增加40kHz/1Vrms 叠加OA电流时的电感测量。

图1

2.4 T型铁芯线圈

T型铁芯线圈有-26材质和-52材质。-26材质铁芯一面coating(绝缘层)为白色,另一面coating为黄色,-52材质铁芯一面coating为白色,另一面coating为蓝色,此外,T型铁芯还有以磁导率表示其材质的如ui=7000,其外coating为绿色。

T型铁芯一般用于制作线圈,但也常用于制作滤波元件(filter),有时还用于制作变压器(transformer)。此类铁芯ui值幅度变化较大(生产厂家控制在30%范围内),生产出来的产品电感值变化幅度也较大。对于电感线圈,一般以调整圈数来调节电感量,DCR值一般不予考虑。对滤波线圈和变压器,则不能通过调整圈数来调节电感量,但设计厂家一般以电感最小值确定规格。

制作时要注意:coating是一层较薄的绝缘附着物,绕制和焊锡时不能让coating损坏,否则影响其高压特性,同时绕制时不能过度用力,以防止铁芯破裂。

3 滤波线圈的制作

制作滤波线圈所用铁芯除上面所述T型铁芯外,还有UU型铁芯、ET型铁芯(曰字型铁芯)、UT型(口字型铁芯)和EE型铁芯。

3.1 UU型滤波线圈的制作

UU型铁芯最常见的尺寸规格有UU9.8(10)、UU15.7(16),它是由两片U型铁芯组合而成。根据铁芯材质的不同,其磁导率ui值有2500(3000)、7000、10000不等。

UU型线架(bobbin)有PBT和电木两种材质,其结构常见有双槽和四槽两种,每槽(双槽型)或每两槽(四槽型)各绕一组线圈,绕制时需注意起落线不能交叉,槽满率不能太高,以免线和铁芯相互紧靠。线绕好焊锡后可用铁夹(clip)把铁芯和线包组合起来。

UU型滤波线圈需进行浸漆作业,一般采用盆浸的方法。

因线架和铁芯均在尺寸上左右对称,铜线线径和圈数相同,所以制作出来的滤波器漏感较小,可满足关系式:|L1-L2|/|L1+L2|≤1%.用UU型线架和铁芯也可制作两绕组变压器。

3.2 ET型和UT型滤波线圈的制作

ET型和UT型铁芯是一个单独的整体,它有完整、封闭的磁通路,其磁通量在制作时不会改变。其线架分两部分:一部分叫轮轴,轮轴有双槽型和四槽型,由两个半圆柱型PBT材质的骨架构成,轮轴的一端有一个完整的齿轮,可由自动绕线机带动绕线;另一部分叫底座(dbase),根据底座的不同形式,ET型分卧式和立式两种,UT型只有立式一种。

绕线前,把铁芯和两个轮轴组合,使铁芯夹在两轮轴中间,然后用自动机绕线,绕完线与底座组合后,焊锡、浸漆。

ET型和UT型滤波线圈同UU型一样,两绕组结构上对称,漏感较低,可满足|L1-L2|/|L1+L2|≤1%,但因铁芯的磁导率波动较大(公差=30%),成品电感分布范围太宽,电感不良偏多。解决此问题的方法是:对铁芯逐个筛选,不同磁导率的铁芯配以不同的圈数,但此法增加了一道工序,工时增加,不适宜大批量生产。

3.3 EE型滤波线圈

EE型滤波线圈的线架常见有EE-25,它也有对称的外型结构,其铁芯为两个"E"片,与UU型滤波线圈制作不同的是:

EE型滤波线圈绕线完成后一般在外面包一定圈数(一般为2圈)的胶带以绝缘铁芯与线圈。

4 常规高频变压器的制作

变压器可以对交流电(或信号)进行电压变换、电流变换、阻抗变换,可以传递信号,隔直流等作用,一般由线圈、磁铁和线架构成。其主要测试技术参数有:各线圈在规定频率下的电感量、DCR值、漏感、变压比(圈数比)及高压测试,有时附加线圈的耐电流测试。以下为制作变压器的一个实例。

例2:变压器绕线结构如附图(图左所示圈数为胶带圈数)。

附图变压器线圈剖面圈

附图变压器线圈剖面圈。

4.1 绕线

附图为成型变压器线包剖面图,图中出示了各层线圈所用铜线线径、并绕根数、圈数、挡墙宽度及绝缘胶带圈数,由图可知,绕线部分可分六步逐层完成。绕线时须注意:PIN位不能挂错,绝缘胶带不能少圈数,铜线不能用错,圈数不能增减,挡墙宽度选取不能错---它影响漏感及绝缘性,每层如果铜线分布不足一层,则一般采用平均疏绕形式以降低漏感。

4.2 组合

线圈绕完后,用高温焊锡机焊锡,此后可把线包与铁芯组合,铁芯在组合前需经过一定的处理,处理方法如下:

对于宽度C大于25mm 的铁芯,其磁导率ui一般在2000~3500之间,可根据变压器主电感值成批送到研磨厂家进行研磨,对研磨好的铁芯可直接与线包组合。

对于宽度C小于或等于25mm之铁芯,其磁导率ui值分布较宽,因其外型尺寸小,易碎,研磨较难,因此组合时采用垫一定厚度的垫片以符合电感值的要求。

4.3 测试

组合好的半成品变压器须测试其所规定需测试的电气参数,如电感、漏感、DCR值、电压比、圈数比、耐压性,另外还有变压器综合测试仪可一次性完成上述各参数的测试。

4.4 浸漆、烘烤

变压器浸漆的主要作用是提高绝缘性和增大机械强度。

凡立水(varnish)与天那水的比重一般调至0.92左右,浸漆的主要步骤如下:

(1)在真空含浸机内把变压器浸入绝缘漆,同时抽真空,对铁芯宽度小于或等于25mm的变压器,时间约为5min,铁芯宽度C大于25mm的变压器时间约为10min.

(2)放掉绝缘漆,对变压器抽真空,抽真空时间与浸漆时间相同。

(3)浸好漆的变压器送至烤箱烘烤,对铁芯宽度C大于25mm的变压器烘烤时间约8h,对铁芯宽度小于或等于25mm的变压器,时间约为6h,烘烤温度为(80~100)℃。

4.5 测试

烘干后的变压器需再次测试各电气参数是否符合要求。

本文由好电感 金籁造的金籁科技发表。


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IsaacW  2018-01-31 09:41:10 

請問天那水的用途是?和凡立水有區別嗎?

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