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共模电感扼流线圈的频率特性

共模电感扼流线圈具有高频下阻抗降低的特性。下图为我司共模电感扼流线圈FL系列(料号:LDFL002302LS-V0E)的共模阻抗测量结果,阻抗在高频下有所下降。原因包括如下两点。
阻抗的频率特性
  1. 杂散电容的影响
    电感的理想频率特性是,阻抗与频率成正比上升,而在上述测量结果中,阻抗从超过3MHz时就开始下降。原因之一是受到绕组之间产生的杂散电容的影响。
    绕组之间所产生的杂散电容

    绕组之间所产生的杂散电容

  2. 扼流线圈损耗部分(𝒕𝒂𝒏𝜹)的影响
    此外,扼流线圈损耗也可能导致阻抗特性降低。缠绕在磁性体上的扼流线圈,大致有如下两种损耗:①磁性体(磁芯)造成的损耗部分、②绕组造成的损耗部分。
    扼流线圈的损耗 名称 等效电路 主要分类
    磁性体
    (磁芯)
    铁损
    (磁芯损耗)
    铁损等效电路 涡流损耗
    滞后损耗
    绕组 铜损 铜损等效电路 绕组的直流电阻
    漏磁通
    磁性体(磁芯)造成的损耗—铁损(铁芯损耗或称磁芯损耗)随频率的上升而增加。而绕组引起的铜线损耗(铜损)则随频率的上升而降低。这是因为针对绕组的阻抗值,扼流线圈阻抗的增加与频率成正比。

    综上所述,对于高频扼流线圈的损耗部分,铁损的影响更大。

  3. 2-1. 关于涡流损耗
    当绕组中的电流流动时,扼流线圈内会产生磁场,当磁通通过磁性体(磁芯)的内部时,所产生的涡流在表面上看来会降低相对磁导率。这会造成涡流损耗,降低阻抗。
    涡流
    如此,磁性体内部磁场的强度会因涡流的产生而减弱。
  4. 2-2. 关于滞后损耗
    滞后特性表示的是,在去程和回程时走不同轨迹的状态。
    滞后损耗
    上图中,横轴表示磁场H,纵轴表示磁通量密度B的B-H曲线。滞后特性是指在磁性体上施加强磁场H,在磁通量密度B饱和状态下将磁场归零时,磁通量密度不会归零的状态,从这些曲线得到的面积会产生滞后损耗。

    滞后损耗与过电流损耗的合计即为铁损

    综上所述,用实际情况图与等效回路的关系来表示高频阻抗特性降低的影响时,如下所示。

    线圈等效电路

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