一种新型高频大电流电感器的研究_技术

一种新型高频大电流电感器的研究

ResearchofaNovelHigh－frequencyHeavyCurrenTInductor

1引言

　　电感作为储能和滤波元件，在电子设备中被广泛使用，随着科学技术的发展，电感器越来越趋于小型化，体积重量要求越来越严格，尤其在航空航天电子设备中大量高频大电流滤波电感，由于其电流大，安匝数高，且要求小体积，采用传统的开气隙方法，无法满足设计要求。本文将介绍一种新型的高频大电流小体积电感。

2电感器的制作

　　一般电感都是采用开气隙方法提高恒磁范围，恒磁范围越大，其气隙也越长，相应的导磁率也越低，要达到一定的电感量，必须增大铁心的截面积和体积，下面是一个开气隙电感的直流特性试验，铁心为非晶态，尺寸为?25/45×20，气隙为2mm，线圈34匝，测试数据如下：

表1开气隙电感的直流特性

10A

20A

28.5A

30A

251μH

223μH

164.9μH

109μH

63.6μH

在30A时其电感量仅为0A时的25.3％，为了提高电感的抗饱和性能，我们在电感铁心气隙中加入一种恒磁材料，恒磁片的面积正好等于电感铁心的截面积，厚度为2mm，然后将铁心整体封装，再在外面绕上线圈，做成电感。本研究所制作的电感均为?25/45×20，气隙为2mm，插入上述恒磁片，绕34匝线圈。恒磁材料的矫顽力（Hcb）高达8500Oe，最大磁能积为191kJ/m3，工作温度为250℃。

3电感性能测试

3.1磁化曲线

　　通常电感的磁化曲线是对称的，正负磁能积相等，而加入恒磁材料后，其正负磁能积就不相等了，如图1所示：

　　从图中我们可以看出，由于恒磁片的作用，使得磁滞回线发生偏移，当所加直流磁场与恒磁磁场方向一致时，此时，H净磁场=H直流＋H恒磁，所以，磁心很快进入饱和，导磁率下降，电感量降低；当所加直流磁场与恒磁磁场相反时，H净磁场=H直流－H恒磁，磁心不容易饱和，导磁率呈线性增长，电感量基本不变。这样，就使得电感作为直流滤波元件使用时，只要使得电感的直流磁场与恒磁场相反，便可大大提高电感器的使用安匝数，提高抗饱和能力，使电感器得以小型化。

3.2直流偏置测试

　　将表1所测试的电感插入恒磁片后，再加工成成品电感，取三个成品作测试样品，测试其直流特性如表2所示（测试仪表为HP4284A，测试频率为1kHz）:

表2恒磁电感的直流特性

样品号

直流偏置

10A

20A

25A

30A

35A

2＃(μH)

136.1