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    一體成型貼片電感EMI濾波器的特點

    作者: 發布時間:2020-12-26 11:24:40點擊:3140

    一體成型貼片電感為滿足載波信號在中壓配網電纜線路的耦合通信要求,需要高耦合效率的卡式一體成型貼片電感耦合器.提出一種中壓配網載波通信卡式一體成型貼片電感耦合器耦合模型,并對其耦合效率進行了分析.首先在卡式一體成型貼片電感耦合器結構型式及電纜線路結構特征基礎上,分析卡式一體成型貼片電感耦合器的耦合機理.然后結合羅氏線圈與松耦合變壓器模型,推導卡式一體成型貼片電感耦合器的耦合數學模型,修正卡式一體成型貼片電感耦合器互感系數.并利用ansoft電磁軟件搭建仿真模型,驗證所推導的卡式一體成型貼片電感耦合器耦合數學模型的正確性.最后利用耦合器數學模型及仿真模型,分析卡式一體成型貼片電感耦合器不同影響因子:耦合器磁環氣隙、磁環相對磁導率、繞組匝數以及耦合器骨架尺寸對電纜側電壓耦合效率的影響.仿真結果與計算結果均表明,所提耦合器數學模型能夠準確地反映耦合器的耦合情況,為電力線載波技術在智能配電網中的實用化提供了較好的分析方法和理論依據.


    某型箭載相控陣天線在進行系統聯試全箭轉電過程中出現T/R組件掉電重啟的現象,經過分析及試驗驗證,確認該現象是由于相控陣天線電源濾波電路中的共模一體成型貼片電感兩繞組匝數不一致,從而沒能對系統轉電過程中電壓變化產生的共模干擾進行有效濾除或抑制,導致電壓產生模塊重啟.通過對共模一體成型貼片電感兩繞組的一致性分析與試驗驗證,給出了適應工程化應用的解決方法和加固措施.


    環形共模一體成型貼片電感是EMI濾波器中必不可少的器件,分析并研究環形一體成型貼片電感泄漏磁場至關重要.利用鏡像法等效原理對環形一體成型貼片電感泄漏磁場進行等效,并借助有限元分析軟件Ansoft Maxwell分析鏡像法精度的影響因素,包括繞組線徑、匝數、磁芯外徑、磁導率.具體方法為先分析比對平面鏡像法和曲面鏡像法,然后仿真距離繞組表面20mm內的泄露磁場分布情況來判斷其鏡像法的適用性.仿真驗證表明,繞組線徑、匝數、磁芯外徑、磁導率并不影響曲面鏡像法的適用性,所以可采用畢奧-薩伐爾定律計算環形一體成型貼片電感任意一點的泄漏磁場,為環形一體成型貼片電感的泄漏磁場磁密計算提供了一種新的思路.


    耦合一體成型貼片電感主要應用于礦下開關電源,以提高系統的穩態和動態響應性能.傳統的耦合一體成型貼片電感由鐵氧體和銅線纏繞而成,體積較大,不利于開關電源功率密度的提高;其制作工藝決定了其在空氣中的磁通散射較大.針對以上問題,對利用3D打印技術——選擇性激光燒結技術(SLS)來實現耦合一體成型貼片電感的研究.首先,提出2種不同的3D耦合一體成型貼片電感結構,并對其結構進行Maxwell仿真和分析.其次,推導出了耦合系數、一體成型貼片電感和漏感值的理論計算公式,并分析了其影響因數.為了更好地驗證SLS技術生產耦合一體成型貼片電感的特性,制作了一個超薄的、易于三維集成的耦合一體成型貼片電感模型,并將其應用于一臺100 kHz、10 V輸入、2 V/1 A輸出的兩相交錯并聯降壓斬波電路中.通過測試其在功率電路中的性能,得出其電流紋波和工作效率曲線.由仿真結果和試驗數據對比分析可知,3 D打印生產的耦合一體成型貼片電感不僅體積小,并且能夠在開關電源中穩定工作,大大提高了效率.


     通過對共模一體成型貼片電感工作原理及特點的分析,提出了兩種優化高導鐵氧體共模一體成型貼片電感阻抗-頻率特性的設計方法:其中環形高導鐵氧體單層繞線設計極大地降低了繞組寄生電容,提高了諧振頻率,從而改善了阻抗-頻率特性;使用 FT 型高導鐵氧體磁芯與扁銅線單層立繞設計還可以降低磁芯與繞組之間的寄生電容,提高了諧振頻率,從而改善阻抗-頻率特性.



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