漏感是電機(jī)初次級(jí)在耦合的過(guò)程中漏掉的那一部份磁通,漏感應(yīng)該是線圈所產(chǎn)生的磁力線不能都通過(guò)次級(jí)線圈,因此產(chǎn)生漏磁的電感稱為漏感。
漏感在共模電感中的應(yīng)用
對(duì)理想的電感模型而言,當(dāng)線圈繞完后,所有磁通都集中在線圈的中心內(nèi)。但通常情況下環(huán)形線圈不會(huì)繞滿一周,或繞制不緊密,這樣會(huì)引起磁通的泄漏。共模電感有兩個(gè)繞組,其間有相當(dāng)共模電感大的間隙,這樣就會(huì)產(chǎn)生磁通泄漏,并形成差模電感。
因此,共模電感一般也具有一定的差模干擾衰減能力。
在濾波器的設(shè)計(jì)中,我們也可以利用漏感。如在普通的濾波器中,僅安裝一個(gè)共模電感,利用共模電感的漏感產(chǎn)生適量的差模電感,起到對(duì)差模電流的抑制作用。有時(shí),還要人為增加共模扼流圈的漏電感,提高差模電感量,以達(dá)到更好的濾波效果。
漏感在共模電感中形成原因
共模電感(濾波器)的漏感是如何形成的呢?緊密繞制,且繞滿一周的環(huán)形線圈,即使沒(méi)有磁芯,其所有磁通都集中在線圈“芯”內(nèi)。但是,如果環(huán)形線圈沒(méi)有繞滿一周,或者繞制不緊密,那么磁通就會(huì)從芯中泄漏出來(lái)。這種效應(yīng)與線匝間的相對(duì)距離和螺旋管芯體的磁導(dǎo)率成正比。共模扼流圈有兩個(gè)繞組,這兩個(gè)繞組被設(shè)計(jì)成使它們所流過(guò)的電流沿線圈芯傳導(dǎo)時(shí)方向相反,從而使磁場(chǎng)為0。如果為了安全起見(jiàn),芯體上的線圈不是雙線繞制,這樣兩個(gè)繞組之間就有相當(dāng)大的間隙,自然就引起磁通“泄漏”,這即是說(shuō),磁場(chǎng)在所關(guān)心的各個(gè)點(diǎn)上并非真正為0。共模扼流圈的漏感是差模電感。事實(shí)上,與差模有關(guān)的磁通必須在某點(diǎn)上離開(kāi)芯體,換句話說(shuō),磁通在芯體外部形成閉合回路,而不僅僅只局限在環(huán)形芯體內(nèi)。
如果芯體具有差模電感,那么,差模電流就會(huì)使芯體內(nèi)的磁通發(fā)生偏離零點(diǎn),如果偏離太大,芯體便會(huì)發(fā)生磁飽和現(xiàn)象,使共模電感基本與無(wú)磁芯的電感一樣。結(jié)果,共模輻射的強(qiáng)度就如同電路中沒(méi)有扼流圈一樣。差模電流在共模環(huán)形線圈中引起的磁通偏離可由下式得出:
式中,是芯體中的磁通變化量,Ldm是測(cè)得的差模電感,是差模峰值電流,n為共模線圈的匝數(shù)。
由于可以通過(guò)控制B總,使之小于B飽和,從而防止芯體發(fā)生磁飽和現(xiàn)象,有以下法則:
式中,是差模峰值電流,Bmax是磁通量的最大偏離,n是線圈的匝數(shù),A是環(huán)形線圈的橫截面積。Ldm是線圈的差模電感。
共模扼流圈的差模電感可以按如下方法測(cè)得:將其一引腿兩端短接,然后測(cè)量另外兩腿間的電感,其示值即為共模扼流圈的差模電感。
綜述
共模扼流圈能發(fā)揮一定的作用是由于μcm比μdm大好幾個(gè)數(shù)量級(jí)的緣故,因?yàn)楣材k娏魍ǔ:苄。梢酝ㄟ^(guò)使L/D保持在較低值來(lái)獲得更小的μdm。
為了得到共模電感,同時(shí)又要使差模電感最小,最好是采用橫截面積較大的磁芯繞制成多匝線圈。采用較大的螺旋管磁芯,也并非一定要這樣的磁芯,可在共模扼流圈內(nèi)并入有效的差模電感。因?yàn)椴钅4磐ㄊ沁h(yuǎn)離磁芯(環(huán)形結(jié)構(gòu))的,因此可能會(huì)產(chǎn)生極強(qiáng)的輻射。尤其是濾波器安裝在PCB板上的情況下,這種輻射可以耦合到電源線,使傳導(dǎo)發(fā)射增強(qiáng)。當(dāng)磁性材料被帶到場(chǎng)內(nèi)時(shí)(例如,環(huán)形磁芯放置在鐵殼里),差模磁導(dǎo)率就可能會(huì)顯著地增加,從而由于差模電流而導(dǎo)致磁芯的飽和。