В отличие от индуктивностей, в которых преимущественно преобладает переменная составляющая тока, в дросселях преобладает постоянная составляющая. Суммарное действие постоянной и переменной составляющих напряженности магнитного поля не должно приводить к насыщению магнитопровода, поскольку при этом резко уменьшается магнитная проницаемость и индуктивность дросселя (рис.1), т.е. должно выполняться условие
В = Во + Bm≤Bs (16)
Основной критерий выбора параметров LC-фильтра (рис. 2) — обеспечение заданного коэффициента пульсаций Кп на нагрузке
LC= Θ-l = T2 l-γ
16ƒ2Kn 16γKn (17)
где Кп = 0,5 AUн/Uh;
ΔUh — двойная амплитуда пульсаций на нагрузке (рис.3).
В этих формулах С — в мкФ; L — в мкГн; Т — в мкс.
Следующее условие выбора элементов фильтра — обеспечение непрерывности тока в дросселе фильтра:
Емкость конденсатора фильтра из выражения (17):
Отсюда следует, что радикальным способом уменьшения Кп и массогабаритных характеристик L и С является повышение рабочей частоты преобразователя f.
Максимальное значение энергии, которую может накопить реактор L за время действия импульса тока (энергоемкость), Вт * с:
где Im и 1э — амплитудное и эффективное значения переменного тока в дросселе соответственно.
Если по обмотке реактора (дросселя) протекает ток, имеющий переменную I и постоянную 1о составляющие, энергоемкость реактора
W = L(I2o +I2) (21)
Габаритная мощность дросселя определяется как произведение максимальной магнитной энергии, накапливаемой в нем, на частоту f
Ргаб = Wf = L(I2o +I2)f (22)
Подставив (22) в (12), получаем выражение для определения типоразмера сердечника магнитопровода
Ориентировочное значение оптимального воздушного зазора, при котором наилучшим образом используются магнитные свойства сердечника, определяют по формуле:
Число витков обмотки определяют по формуле (3), сечение провода — по формуле (15).
Если учесть, что наиболее распространенная форма тока дросселя — треугольная (при непрерывном токе), то амплитуда переменной составляющей равна:
ILm = √3I
При выборе зазора меньше оптимального происходит, как уже говорилось выше, уменьшение индуктивности дросселя вследствие насыщения материала сердечника.
При выборе зазора больше оптимального также происходит уменьшение индуктивности вследствие снижения эквивалентной магнитной проницаемости .
А.ПЕТРОВ, ИНДУКТИВНОСТИ, ДРОССЕЛИ, ТРАНСФОРМАТОРЫ
(УПРОЩЕННЫЙ РАСЧЕТ) Радиолюбитель 2/96