磁性元件在機(jī)頂盒電源中的應(yīng)用
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
濾波電感
共模電感也叫共模扼流圈，用于各種開關(guān)電源過濾共模的電磁干擾信號(hào)。共模電感是起EMI濾波的作用，用于抑制高速信號(hào)線產(chǎn)生的電磁波輻射。在機(jī)頂盒電源中的主板上混合了高頻電路、數(shù)字電路和模擬電路，它們工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量高頻電磁波互相干擾。EMI還會(huì)通過主板布線或外接線向外發(fā)射，造成電磁輻射污染，不但影響其他的電子設(shè)備正常工作，還對(duì)人體有害。共模電感實(shí)質(zhì)上是一個(gè)雙向?yàn)V波器：一方面要濾除信號(hào)線上共模電磁干擾，另一方面又要抑制本身不向外發(fā)出電磁干擾，避免影響同一電磁環(huán)境下其他電子設(shè)備的正常工作。
共模電感的磁芯具有較高的初始導(dǎo)磁率，在磁場下具有大的阻抗和插入損耗，對(duì)干擾具有極好的抑制作用。共模電感線圈繞在同一鐵芯上，匝數(shù)和相位都相同(繞制反向)。這樣，當(dāng)電路中的正常電流流經(jīng)共模電感時(shí)，電流在同相位繞制的電感線圈中產(chǎn)生反向的磁場而相互抵消，此時(shí)正常信號(hào)電流主要受線圈電阻的影響，當(dāng)有共模電流流經(jīng)線圈時(shí)，由于共模電流的同向性，會(huì)在線圈內(nèi)產(chǎn)生同向的磁場而增大線圈的感抗，使線圈表現(xiàn)為高阻抗，產(chǎn)生較強(qiáng)的阻尼效果，以此衰減共模電流，達(dá)到濾波的目的。
機(jī)頂盒中的電源變壓器
機(jī)頂盒中開關(guān)電源變壓器被視做機(jī)頂盒電源的心臟，主要功能是功率傳送、電壓變換和絕緣隔離。變壓器功率一般在30W左右，工作原理是基于電磁感應(yīng)原理，既強(qiáng)調(diào)功率傳送大，又強(qiáng)調(diào)絕緣隔離電壓高。變壓器的使用條件包括兩方面內(nèi)容：可靠性和電磁兼容性。以前只注意可靠性，現(xiàn)在由于環(huán)境保護(hù)意識(shí)增強(qiáng)，必須注意電磁兼容性。屏蔽是防止電磁干擾，增加高頻電源變壓器電磁兼容性的好辦法。為了阻止高頻電源變壓器的電磁干擾，在設(shè)計(jì)磁芯結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)繞組結(jié)構(gòu)也應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的措施，例如在變壓器的繞組內(nèi)加屏蔽銅箔或在變壓器外邊加屏蔽罩等。
開關(guān)變壓器的功率傳送有兩種方式。第一種的傳送方式是加在原繞組上的電壓，在磁芯中產(chǎn)生磁通變化，使副繞組感應(yīng)電壓，從而使電功率從原邊傳送到副邊。在功率傳送過程中，磁芯又分為磁通單方向變化和雙方向變化兩種工作模式。第二種是電感器功率傳送方式，原繞組輸入的電能，使磁芯激磁，變?yōu)榇拍軆?chǔ)存起來，然后通過去磁使副繞組感應(yīng)電壓，變成電能釋放給負(fù)載。傳送功率決定于電感磁芯儲(chǔ)能，而儲(chǔ)能又決定于原繞組的電感。電感與磁芯磁導(dǎo)率有關(guān)，磁導(dǎo)率高，電感量大，儲(chǔ)能多，而不直接與磁通密度有關(guān)。電壓變換通過原邊和副邊繞組匝數(shù)比來完成。不管功率傳送是哪一種方式，原邊和副邊的電壓變換比等于原繞組和副繞組匝數(shù)比。但是，繞組匝數(shù)與高頻電源變壓器的漏感有關(guān)。漏感大小與原繞組匝數(shù)的平方成正比。因?yàn)槁└兄荡?，?chǔ)存的能量也大，在電源開關(guān)過程中突然釋放，會(huì)產(chǎn)生尖峰電壓，增加開關(guān)器件承受的電壓峰值，對(duì)開關(guān)管的絕緣不利，也產(chǎn)生附加損耗和電磁干擾。工廠制造生產(chǎn)時(shí)為了減小漏感在設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意以下幾點(diǎn)控制的方法：
① 減少繞組的匝數(shù)，選用高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、低損耗的磁性材料;
② 減少繞組的厚度，增加繞組的高度;
③ 盡可能減少繞組間的絕緣厚度;
④ 初、次級(jí)繞組采用分層交叉繞制;
⑤ 初、次級(jí)繞線應(yīng)雙線并繞制
評(píng)論