怎樣計(jì)算電子鎮(zhèn)流器扼流圈的參數(shù)

1、怎樣計(jì)算電子鎮(zhèn)流器扼流圈的參數(shù)在電子鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器和能源開發(fā)節(jié)能燈電感電感節(jié)能節(jié)能燈，鎮(zhèn)流器經(jīng)常遇到的感應(yīng)器和過(guò)濾器的電感值計(jì)算問(wèn)題。電感值的公式，但更多的麻煩，以及必要的儀器的測(cè)量參數(shù)的情況缺乏磁性材料，應(yīng)嚴(yán)格按照公式是困難的，如果有設(shè)計(jì)和仿真軟件，當(dāng)然，寬松的。2 傳統(tǒng)的程式設(shè)計(jì)例如：要設(shè)計(jì)40W 電子鎮(zhèn)流器，電路需要L=1.6mH 的電感，試計(jì)算磁芯大小、繞線匝數(shù)、磁路氣隙長(zhǎng)度。首先，計(jì)算磁芯截面積，確定磁芯尺寸。為此，可由式（ 1）計(jì)算出磁芯面積乘積 Ap Ap=(392L×Ip ×D2)/ Bm(1)式中： Ap 磁芯面積乘積cm4L 要求的電感值HIp 鎮(zhèn)流

2、線圈通過(guò)的電流峰值A(chǔ)Bm 脈沖磁感應(yīng)增量TD 鎮(zhèn)流線圈導(dǎo)線直徑mm根據(jù)磁芯面積乘積Ap 的計(jì)算值在設(shè)計(jì)手冊(cè)中選擇標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格磁芯或自行設(shè)計(jì)磁芯尺寸。在此Bm一般取飽和磁感強(qiáng)度的 1/2 2/3，即：Bm=（） Bs。Bs 在一般磁材手冊(cè)中都是給定的，可以查找出來(lái)， 所以，一般說(shuō)，由式（1）計(jì)算磁芯尺寸，并不是難事，難在磁材本身參數(shù)的分散性，同一爐磁芯的參數(shù)差別有時(shí)會(huì)很大，手冊(cè)中給出的Bs H 曲線和參數(shù)是統(tǒng)計(jì)平均值，所以依據(jù)式（ 1）算出的尺寸，還要在實(shí)際使用中反復(fù)檢驗(yàn)修正。磁芯尺寸確定以后， 計(jì)算空氣隙 （對(duì) EI 型磁芯就是夾多厚的墊片，對(duì)于環(huán)型鐵芯就是開多寬的間隙） 一般是按式（ 2）計(jì)算：

3、 lg=(2)式中： lg 磁芯氣隙長(zhǎng)度cmL 所需的電感值HIp 線圈中通過(guò)的電流峰值A(chǔ)Bm 脈沖磁感應(yīng)增量TSp 磁芯截面積cm2一般地說(shuō)，根據(jù)式（2）計(jì)算氣隙大小，也不會(huì)太困難。困難仍在于Bm 值，僅是廠家的統(tǒng)計(jì)平均值，對(duì)于同一規(guī)格的磁芯，不同廠家也是不同的，所以，依據(jù)式（2）算出的 lg ，僅是個(gè)大概值，還須在實(shí)際中去反復(fù)修正，也就是再試湊。磁芯尺寸確定了，氣隙長(zhǎng)度也確定了，就可以確定需繞多少匝，才能達(dá)到所需的電感值 L。根據(jù) L=4?N2×10 9×A(3) 可得 N=(4)式中： N 為所需的繞組匝數(shù)A 磁芯的幾何形狀參數(shù)要根據(jù)式（ 4）算出匝數(shù)，關(guān)鍵是要知道導(dǎo)

4、磁率 為多少，從廠家給的磁材手冊(cè)上查， 值也只是個(gè)范圍。 例如 R2K磁芯，其初始導(dǎo)磁率實(shí)際上是在 1800 2600 之間，具體值得靠測(cè)量。測(cè)量磁參數(shù)的儀器，一般工廠是不具備的，于是要根據(jù)式（ 4）計(jì)算匝數(shù)就比較困難。尤其是在有氣隙的條件下，導(dǎo)磁率比無(wú)氣隙時(shí)下降了多少也是未知數(shù)。所以依據(jù)式（ 4）計(jì)算就更困難。一般是先假設(shè)，進(jìn)行計(jì)算，算出匝數(shù) N ，試?yán)@好后測(cè)量 L 能否達(dá)到設(shè)計(jì)值，通常很難達(dá)到，則再另設(shè) 值，再計(jì)算，這樣反復(fù)試湊下去，直到接近預(yù)定的L 值結(jié)束。以上就是根據(jù)已知電感量 L ，求磁芯尺寸，氣隙及繞組匝數(shù)的通用方法。如果，設(shè)計(jì)一種鎮(zhèn)流器只計(jì)算一個(gè)電感值 L ，采用這種試湊計(jì)算也就

5、算了，現(xiàn)在要面對(duì)市場(chǎng)，需要種種規(guī)格的鎮(zhèn)流電感，再這樣試湊，不僅時(shí)間上拖延了新品的開發(fā)進(jìn)度，試制材料上也浪費(fèi)很多。當(dāng)然如果有電感值計(jì)算仿真軟件，就另當(dāng)別論。3 變通算法根據(jù)前面計(jì)算出的磁芯尺寸、氣隙長(zhǎng)度，先繞制一匝數(shù)為 No 的電感，其實(shí)測(cè)電感值為 Lo ，則有Lo=4No2×10 9×A(5)令式（ 3）式（ 5）相除并整理后得：N=No （ 6）式中： L 為要求的電感值No 為已知的匝數(shù)Lo 為已知的匝數(shù)下的電感值這樣，對(duì)同一參數(shù)的磁芯，只要知道L、No 、Lo 三個(gè)參數(shù)，即可求出匝數(shù)N 。實(shí)際制作時(shí)我們先在磁芯上繞（環(huán)形磁芯可以直接繞，EI 型磁芯可在骨架上繞）No=

6、20 匝，在電感儀上測(cè)出Lo ，將此值代入式（6），即可求出在該磁芯上應(yīng)繞的匝數(shù)N 。間隙的確定：（1）間隙的作用圖 1 及圖 2 中的曲線為無(wú)間隙時(shí)磁芯的磁化曲線及導(dǎo)磁率 與 B 的曲線，圖 1 及圖 2 中的曲線為有氣隙時(shí)的相應(yīng)曲線。從圖 1 及圖 2 的曲線可看出，同一磁芯開了氣隙后，可使 BH 曲線斜率降低，使磁芯飽和點(diǎn)右移，從而增加了磁芯抗直流磁化的能力。但氣隙的加入，又使導(dǎo)磁率下降，所以氣隙有個(gè)較佳值，即在電感線圈通過(guò)較大峰值電流時(shí)，磁芯不進(jìn)入飽和， 同時(shí)又不致使導(dǎo)磁率降得太低， 因?yàn)閺氖剑?3）可知，在所需電感量一定時(shí)若導(dǎo)磁率降低勢(shì)必要增加線圈匝數(shù)，這是個(gè)矛盾。（2）確定較佳氣隙

7、按該鎮(zhèn)流電感所通過(guò)的較大電流峰值Ip ，利用直流磁化電源，和電感測(cè)試儀配套連接，使通入的直流電流達(dá)到Ip時(shí)，電感量下降不超過(guò)零電流時(shí)的10，即認(rèn)為磁芯已經(jīng)到達(dá)較高 Bm 值，此時(shí)的間隙即為較佳氣隙長(zhǎng)度。如果通入Ip 時(shí)，電感下降值超過(guò)10，說(shuō)明間隙小了些，可適當(dāng)再加大點(diǎn)，如果在Ip 時(shí)，電感不下降，說(shuō)明間隙片大了點(diǎn)，應(yīng)適當(dāng)減小點(diǎn)，這樣，邊測(cè)邊改，十幾分鐘就確定了較佳氣隙長(zhǎng)度，避免了利用式 （ 2）計(jì)算氣隙時(shí)因Bm 值不確定帶來(lái)的反復(fù)試湊的麻煩。根據(jù)上述可歸結(jié)出電感值計(jì)算三步法，即在根據(jù)電路要求或燈電參數(shù)確定了鎮(zhèn)流電感值L 后，可按下述三步進(jìn)行：利用式（ 1）確定磁芯尺寸；用直流磁化電源和電感測(cè)

8、試儀確定氣隙；利用公式（ 6）計(jì)算所需的匝數(shù)。當(dāng)然，這樣確定的鎮(zhèn)流電感值還要裝到電路里進(jìn)行實(shí)驗(yàn)確認(rèn)。一般只需作簡(jiǎn)單的匝數(shù)修正即可滿足設(shè)計(jì)要求，用這種變通法設(shè)計(jì)鎮(zhèn)流電感， 繞開了對(duì)磁材磁性能指標(biāo)如 及 Bs 的準(zhǔn)確了解，而能順利設(shè)計(jì)出需要的電感值。4 應(yīng)用效果（ 1）我們?cè)陂_發(fā)研制出的許多系列節(jié)能燈產(chǎn)品中所用的鎮(zhèn)流器電感，都是按上述三步法設(shè)計(jì)的，效果良好。（2）利用變通計(jì)算法在已知產(chǎn)品的電感值，磁芯尺寸及間隙厚度條件下，反求其繞線的匝數(shù)。當(dāng)有的電感繞組不能用測(cè)圈儀測(cè)量其匝數(shù)時(shí)，只好一圈一圈拆計(jì)數(shù)， 對(duì) EI 型磁芯還好拆， 對(duì)于環(huán)形鐵芯拆起來(lái)較困難，尤其是小環(huán)、 線細(xì)、匝數(shù)多的情況， 現(xiàn)在利用變

9、通算法，只要設(shè)法在原電感上繞20 30 匝線，再測(cè)出新繞電感值Lo代入式（ 6）即可求出該電感的實(shí)際匝數(shù)。（ 3）利用變通計(jì)算法控制環(huán)形鐵芯電感量的一致性。在鐵芯卷繞及加工間隙時(shí)，由于操作工藝上的問(wèn)題，會(huì)造成間隙厚度和形狀不一致，這樣，如按固定的匝數(shù)進(jìn)行繞制，勢(shì)必造成各個(gè)環(huán)形電感值的很大差異，不符合設(shè)計(jì)要求。為解決這個(gè)問(wèn)題，一般采用寧肯多繞幾圈的辦法，在測(cè)量電感值時(shí)，再把多余的圈數(shù)拆掉（當(dāng)然拆幾圈比增加幾圈簡(jiǎn)單一些）我們?cè)陂_始生產(chǎn) 250W 鈉燈鎮(zhèn)流器時(shí)，唯恐繞好后有的電感量不夠，就寧肯多繞十幾匝，結(jié)果逐個(gè)檢測(cè)電感量時(shí)，發(fā)現(xiàn)有的電感量基本接近設(shè)計(jì)值，而有的多繞了十幾匝，只好一個(gè)個(gè)地拆掉多余的匝數(shù)，浪費(fèi)了銅線也費(fèi)了工時(shí)。為此，我們專門設(shè)計(jì)了一個(gè)工裝，用此工裝結(jié)合LCR測(cè)試儀可直接對(duì)每個(gè)鐵芯進(jìn)行Lo 的測(cè)量，并用標(biāo)簽貼在鐵芯上。工裝的No 為 30 匝，測(cè)量一個(gè)批量后，用公式（6）計(jì)算，即知同一L 值的鐵芯上應(yīng)繞的匝數(shù)。對(duì)于某一功率的鎮(zhèn)流器，L 是已知的，如250W 鈉燈鎮(zhèn)流電感， L 一般為 190mH 左右，則：這就把一個(gè)較復(fù)雜的計(jì)算問(wèn)題簡(jiǎn)化，交由生產(chǎn)線工人來(lái)操作。結(jié)束語(yǔ)：在