同一磁环,电感AL值为什么不是固定的
同一在电感计算中,我们常常认为同一磁环的AL值是固定不变的,
不会受到其他因素干扰。但实际案例中,却受到多种条件的影响,本篇我们结合案例讲解。
群友A:左边和右边都是线圈,同一个磁芯,怎么线圈的电感量计算不准确?磁芯Al=34uH,线圈是250圈,计算2.12mH,实际是2.18mH。
群友B:电感系数有20%左右偏差,电感系数不是精确值,是大概值。
群友A:不是,是测了20圈的电感值,反推到单圈,然后绕线到250圈的电感量,不是计算的值,比计算值偏大。所以不知道是什么原因?
群友A:20圈电感量是13.6uH,250圈应该是2.125mH,结果不是,是2.18mH,超过了设计值。
器件之光:看一下磁环规格书和目录就清楚了,AL值都是有公差的,算出来自然也有公差。
群友A:现在讨论单个铁心,圈数不同的情况下电感怎么不一样?
群友C:正常现象,你20圈跟250圈的层数不一样,实际每层的匝长也不一样,实际绕线截面积也不一样。
器件之光:不同的圈数绕制应力、寄生电容、绕线电阻不同,这些都会在一定程度影响感量,所以一般都在AL值加大公差,比如粉芯磁芯AL公差为7个点,而成品会加大到10~15个点,有些甚至定义20个点。
群友A:谢谢群主,粉末铁心公差8%,成品10%。
分析:案例中,20圈时测试出来的电感量是13.6uH,根据电感量计算公式L=AL*N*N,反推AL值为34nH/N²。当线圈为250圈时,通过计算为2.125mH,但实际测试值为2.18mH。
这个案例与前面的文章《同一副磁芯,变压器AL值为什么不是固定的?》,其本质是接近的:圈数增加,电感系数变大。其原因在于线圈中的每个匝,都相当于在产生一个磁通量,这些磁通量会随着匝数的增加而增加。
除此之外,还要考虑应力、寄生电容等因素的综合影响。20圈时,磁环并没有绕满,线圈对磁环的应力相对小。而250圈时绕制了满满的几层,其应力带来的应力不可忽视。
尤其是漆包线比较粗、磁环为高导磁环的时候。本案例为粉芯磁环,线径相对小,其对电感量的影响相对较小,但从分析角度来讲不可忽略,此案例中250圈的理论值与实际测试值误差仅为3%。
其次,是寄生电容的影响。电感的圈数越多,寄生电容越大,从而对电感量产生负面影响,导致电感量减小。这块可以查看文章《变压器的分布电容》。
正因为如此,在实际批量生产时,因此我们往往会根据磁环的公差进行放大,比如AL值公差为7%时,公差往往放大到10%;AL值公差为25%时,公差往往放大到30%。如考虑来料、工艺的影响,其公差会放得更大,但要结合实际应用场景,以保证满足基本要求。



