EMC電路中電感有什么作用?
EMC電感用在輸入和輸出濾波器可以用來(lái)減少傳導(dǎo)干擾,用于低于EMc標(biāo)準(zhǔn)的限制設(shè)計(jì)。所有的電感器都需要鐵粉磁心而非鐵氧體。在它飽和前,可以處理更大電流,需要依據(jù)負(fù)載選擇合適的電流值。
制作濾波電感選用何種磁心材料,除了必須注意防止磁心飽和問(wèn)題外,還必須考慮到磁心的恒磁導(dǎo)電特性。需要指出的是,有些設(shè)計(jì)人員往往只注意電感量的指標(biāo),選擇磁導(dǎo)率高的材料,以減少線(xiàn)圈的匝數(shù),而對(duì)于電感額定電流較大時(shí),電感量是否減少,減少到什么程度,會(huì)不會(huì)達(dá)到飽和,對(duì)這些因素考慮較少,這是應(yīng)該注意避免的。由于鐵粉芯具有飽和磁通密度高,恒磁導(dǎo)電特性好,價(jià)格便宜,因而得到了廣泛應(yīng)用。
常用EMC元件:
IGBT凌亂電感排列規(guī)則:
疊層母線(xiàn)用于實(shí)現(xiàn)電力電子產(chǎn)品中功率電路各組件的電氣連接,通過(guò)采用正負(fù)極平行層疊分布的結(jié)構(gòu)形式降低線(xiàn)路分布電感,從而降低功率元件兩端的反向尖峰電壓,降低功率器件對(duì)電壓保護(hù)吸收電路的要求,提高功率器件運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性,同時(shí)提高了電路的集成度,便于維修維護(hù)。
疊層母線(xiàn)具有以下優(yōu)點(diǎn):
?。?)低雜散電感,從而減少電壓尖峰對(duì)元器件的損害,提高(延長(zhǎng))電子元器件的使用壽命;
?。?)具有最小的阻抗,降低連接組件兩端的壓降;可以降低系統(tǒng)噪音和電磁干擾、射頻干擾;
(3)方便安裝和現(xiàn)場(chǎng)維護(hù);
?。?)減少部件數(shù)量,增加系統(tǒng)可靠性;
?。?)簡(jiǎn)潔、美觀(guān)。
目前BUSBAR已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電力電子、航空航天、交通運(yùn)輸及軍事等領(lǐng)域。
功率損耗與雜散電感的影響,VCE, IC, Pv, Eswitch 的關(guān)系如下圖:
如果增加開(kāi)關(guān)速度, 將減少開(kāi)關(guān)損耗 Eswitch :
雜散電感對(duì)關(guān)斷過(guò)程的影響:
?
IGBT在關(guān)斷時(shí),由于直流環(huán)節(jié)的雜散電感,兩端會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓:
加上直流母線(xiàn)電壓后可能會(huì)導(dǎo)致Vce》Vcemax,從而使IGBT過(guò)電壓損壞。
通過(guò)設(shè)計(jì)低電感的直流環(huán)節(jié)(較小的Lstray),可以使過(guò)電壓顯著減小。
電感:
當(dāng)線(xiàn)圈中有電流通過(guò)時(shí),線(xiàn)圈的周?chē)蜁?huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)線(xiàn)圈中的電流發(fā)生變化時(shí),其周?chē)拇艌?chǎng)也產(chǎn)生相應(yīng)的變化,此變化的磁場(chǎng)可使線(xiàn)圈自身產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),這就是自感。
兩個(gè)電感線(xiàn)圈相互靠近時(shí),一個(gè)電感線(xiàn)圈的磁場(chǎng)變化將影響另一個(gè)電感線(xiàn)圈,這種影響就是互感。
母線(xiàn)的電感:
電感普遍存在與導(dǎo)電的導(dǎo)體。通常疊層母線(xiàn)(BUSBAR)的物理尺寸是由系統(tǒng)決定的,元器件的位置是由BUSBAR的結(jié)構(gòu)決定的。為了盡量減少電感的影響,而又不會(huì)對(duì)系統(tǒng)整體裝配有大的影響,可以通過(guò)縮短導(dǎo)體與導(dǎo)體之間隔開(kāi)的間距來(lái)實(shí)現(xiàn)。在系統(tǒng)或者部件允許范圍內(nèi),導(dǎo)體也應(yīng)該設(shè)計(jì)成盡可能的寬。
電感估算公式:
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其中:L=nH,l=導(dǎo)體長(zhǎng)度,a=電介質(zhì)厚度,b=導(dǎo)體寬度
電容:
電容(或稱(chēng)電容量)是表征電容器存儲(chǔ)電荷本領(lǐng)的物理量。我們把電容器的兩極板間的電勢(shì)差增加1伏所需的電量,叫做電容器的電容。
母線(xiàn)的電容:
系統(tǒng)中BUSBAR的正負(fù)母線(xiàn)之間由于特殊的結(jié)構(gòu),有著一定量的電容,BUSBAR的結(jié)構(gòu)通過(guò)巧妙處理,使系統(tǒng)按要求執(zhí)行任務(wù)。選擇的電容絕緣材料介電常數(shù)符合要求,就不需要改變匯流線(xiàn)的結(jié)構(gòu)。不影響系統(tǒng)內(nèi)部的電感系數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)電容可變,又要滿(mǎn)足電壓衰減的絕緣要求。
電容估算公式:
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其中:C=pF,l=導(dǎo)體長(zhǎng)度,b=導(dǎo)體寬度,Er=介電常數(shù),a=電介質(zhì)厚度
電流:
在單位時(shí)間里通過(guò)截面的電荷量,叫電流。分為直流和交流。
母線(xiàn)的電流:
大多應(yīng)用在直流環(huán)境下,母線(xiàn)的額定電流是基于導(dǎo)體在載流時(shí)允許的最高溫度上升范圍的基礎(chǔ)上。在這個(gè)最高溫度下能長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作。
電流估算公式:
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其中:I=A;W=導(dǎo)體寬度mm;T=導(dǎo)體厚度mm。
銅排與疊層母線(xiàn)的對(duì)比:
普通的銅排連接,絕緣是靠空間距離來(lái)完成的,電氣性能差,較多的連接點(diǎn),可靠性和抗污染能力差。
疊層母線(xiàn)有較小的引線(xiàn)電感,絕緣材料絕緣可靠,封邊處理污染能力好。
導(dǎo)體:
在所有金屬中導(dǎo)電性能最好的前四種金屬按照順序依次是銀、銅、金、鋁。
BUSBAR用絕緣材料: