電動節氣門 - 工作原理和使用示例
用於抑制干擾、平滑電流波、在線圈或磁芯的磁場中存儲能量、在高頻下將電路的各個部分彼此隔離的電感器稱為扼流圈或電抗器(來自德語 drosseln — 到限制,楔形)。
因此,電路中扼流圈的主要目的是在一定頻率範圍內保持自身電流或在磁場中積累一定時間的能量。
物理上,線圈中的電流不能立即變化,需要有限的時間,—直接跟隨這個位置 從倫茨規則.
如果通過線圈的電流可以瞬間改變,那麼線圈兩端就會出現無窮大的電壓。線圈的自感,當電流變化時,會自行產生電壓—— 自感電動勢......這樣,扼流圈會減慢電流。
如果需要抑制電路中電流的可變分量(噪聲或振動只是可變分量的一個例子),那麼在這樣的電路中安裝一個扼流圈—— 電感器,它對乾擾頻率下的電流具有顯著的感抗。如果在路徑上安裝扼流圈,網絡中的紋波將大大減少。同樣,在電路中工作的不同頻率的信號可以相互分離或隔離。
在無線電工程、電氣工程、微波技術中,使用從赫茲到千兆赫茲單位的高頻電流。 20 kHz 以內的低頻是指音頻,其次是超聲波範圍 - 高達 100 kHz,最後是 HF 和微波範圍 - 高於 100 kHz,單位,數十和數百 MHz。
所以這是油門 自感線圈,用作某些交流電的大電感電阻。
如果扼流圈必須對低頻電流具有較大的感應電阻,則它必須具有較大的電感,在這種情況下,它由鋼芯製成。高頻扼流圈(代表對高頻電流的高電阻)通常沒有鐵芯。
低頻扼流圈它看起來像一個鐵質變壓器,唯一的區別是它上面只有一個線圈。繞組纏繞在變壓器的鋼芯上,變壓器的板是絕緣的以減少渦流。
這種線圈具有高電感(超過 1 N),它對安裝它的電路中的任何電流變化都有顯著的抵抗力:如果電流開始急劇下降,則線圈支持它,如果電流開始下降急劇增加,線圈會限制,不會急劇累積。
扼流圈最廣泛的應用領域之一是高頻電路......多層或單層線圈纏繞在鐵氧體或鋼芯上或根本沒有鐵磁芯使用 - 只有塑料框架或只有電線。如果該電路在中長程波上運行,然後分段繞組通常是可能的。
鐵磁芯扼流圈比相同電感的無芯扼流圈小。對於高頻操作,使用具有低內部電容的鐵氧體或磁電介質芯。這種扼流圈可以在相當寬的頻率範圍內工作。
如您所知,扼流圈的主要參數是電感,就像任何線圈一樣……這個參數的單位是亨,標號是Gn。下一個參數是電阻(直流電),單位為歐姆(ohms)。
然後是允許電壓、額定偏置電流等特性,當然還有品質因數,這是一個極其重要的參數,特別是對於振盪電路。今天廣泛使用不同類型的扼流圈來解決各種各樣的工程問題。
扼流圈的類型
無線圈扼流圈 旨在抑制電路中的高頻噪聲。它們通常是鐵氧體磁芯,製成空心圓柱體(或 O 形環)形式,電線從中穿過。
這種扼流圈在低頻(包括工業頻率)下的反應性很小,而在高頻(0.1 MHz ... 2.5 GHz)下則很大。因此,如果電纜中出現高頻干擾,則這種扼流圈會以 10 ... 15 dB 的插入損耗抑制它。錳鋅和鎳鋅鐵氧體用於製造無匝數扼流圈的磁芯。
交流電抗器 廣泛用作電阻器(電感)電阻器、LR 和 LC 電路的元件,以及交流轉換器的輸出濾波器。此類扼流圈由十分之一微亨到數百亨的電感製成,電流從 ~ 1 mA 到 10 A。它們有一個線圈,位於由鐵磁或亞鐵磁材料製成的磁芯上。
設計交流電抗器時,需要考慮以下主要標稱參數:所需功率(電流的最大允許值)、電流頻率、尊嚴和重量。
可以通過各種方法提高品質因數。從磁路生產的角度來看,有必要考慮到由於以下原因可以增加優點:
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選用高導磁率、低損耗的磁性材料;
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增加磁路截面積;
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引入非磁性間隙。
平滑扼流圈 — 設計用於降低轉換器輸入或輸出電壓或電流的可變分量的轉換器元件。這種扼流圈有一個單一的繞組,其電流(與交流扼流圈不同)同時存在交流和直流分量。扼流圈與負載串聯。
扼流圈必須具有大電感(感應電阻).在其繞組處,觀察到電壓的交流分量下降,而恆定分量(由於繞組的有源電阻很小)在負載處釋放。
電流分量在扼流圈磁路中產生直接磁通量(用作磁化器)和交變磁通量, 正弦曲線… 由於電流的恆定分量,磁路中的磁通量(感應)根據初始磁化曲線發生變化,而由於可變分量,磁化反轉在相應電流值的部分循環中發生。
隨著電流的增加,磁通量的交變分量減小(在恆定的交變電流分量下),這導致微分導磁率減小,因此導致扼流圈的電感減小。從物理上講,電感隨磁化電流的增加而減小,這是因為隨著該電流的增加,扼流圈的磁路變得越來越飽和。
飽和窒息 在交流電路中用作可調感抗。這種扼流圈至少有兩個繞組,其中一個(工作)包含在交流電路中,另一個(控制) - 在直流電路中。飽和扼流圈的工作原理是利用曲線 B 的非線性(H) 磁路,當它們被控制和操作電流磁化時。
這種扼流圈的磁路沒有非磁隙。飽和扼流圈(與平滑扼流圈相比)的主要特徵是磁路中磁通量可變分量的值明顯更高,並且其變化呈正弦曲線性質。
電子設備的發展對扼流圈提出了不同的要求,特別是在元件組裝密度高的情況下,要求減小尺寸和降低電磁干擾水平。為了解決這個問題而開發 基於表面貼裝板的多層鐵氧體芯片濾波器。
這種設備是使用薄膜技術製造的。在基板上沉積一層薄薄的鐵氧體(例如台灣奇力新電子公司採用鎳鋅鐵氧體),其間形成半匝線圈結構。
在層數可達數百層的沉積之後進行燒結,在此期間形成具有鐵氧體磁芯的體積線圈。由於這種設計,雜散場減少到最低限度,因此實際上排除了元件之間的相互影響,因為力線主要在磁路內部閉合。
鐵氧體芯片多層濾波器:a——生產工藝; b——與步長為 1 mm 的刻度有關的外觀
多層鐵氧體貼片濾波器用於過濾消費電子、電源等電源和信號電路中的高頻干擾。芯片濾波器的主要製造商有Chilisin Electronics、TDK Corporation(日本)、Murata Manufacturing Co., Ltd(日本)、Vishay Intertechnology(美國)等。
羰基鐵基磁電介質製成的磁芯扼流圈 用於在 0.5 … 100.0 MHz 範圍內運行的無線電設備。
在扼流圈中,可以使用由所有已知軟磁材料製成的磁芯:電工鋼、鐵氧體、磁電介質,以及精密、非晶和納米晶合金。
與變壓器、磁放大器和類似設備中的扼流圈不同,磁路用於集中磁通量,同時最大限度地減少磁損耗。在這種情況下,磁路執行的主要功能實際上排除了它由具有低相對磁導率的磁電介質材料製造。
各種不同等級的鐵氧體設計用於在類似於磁電介質的頻率範圍內工作,縮小了磁電介質在製造業中的應用範圍 電磁裝置的磁路.
窒息應用
所以,按用途,電抗器分為:
在次級開關電源中運行的交流電抗器。 線圈將主電源的能量存儲在其磁場中,然後將其傳輸至負載。反相轉換器、放大器——它們使用扼流圈,有時帶有多個繞組,例如變壓器。它以類似的方式工作 熒光燈鎮流器,用於點燃和維持額定電流。
發動機啟動扼流圈 ——啟動和製動限流器。這比通過電阻器以熱量形式耗散功率更有效。對於功率高達 30 kW 的電力驅動器,這種油門看起來很相似 三相變壓器 (三相電抗器用於三相電路)。
飽和扼流圈它用於電壓穩定器和鐵磁諧振轉換器(變壓器部分轉換為扼流圈),以及磁放大器,其中磁芯被磁化以改變電路的電感電阻。
平滑扼流圈應用於 過濾器 去除整流後的電流紋波。由於缺乏非常大的電容器,平滑功率扼流圈在電子管放大器的全盛時期非常流行。為了平滑整流器後的波,必須恰到好處地使用扼流圈。
在電源電路中 真空弧光燈 隨附的 油門助力器 - 這些是特殊放大器,其中扼流圈用作燈的陽極負載。

在扼流圈Dp處釋放的增加的交流電壓通過隔直電容C被饋送到下一盞燈的柵極。需要放大一個相對較窄的頻率範圍並且在該頻段不需要很大的增益均勻性。