铁（磁）芯线圈电感量计算及验证

real_unreal

最近在做分立元件调频调幅三波段机，其中低放采用变压器倒相的扼流圈式。手头上一只锗管都没有，只好全硅了。

因为对声指标有较高的要求，低频下限为70Hz，输出功率大于7W，担心扼流圈的磁饱和。按照变压器磁通量在线计算，如果匝数为80的话，铁芯至少需要2.2平方。


但因为印板较小而无法容纳。最终选用8*20的EI24。凭想象扼流圈的要求比变压器低，应该问题不大。

接下来需要确认电感量了。根据计算在不考虑负反馈的情况下，要保证70Hz频响（-3db）扼流圈电感量应不小于40mH。那在8*20铁芯上绕80圈是否能保证所需的电感？据说EI硅钢片的导磁率（不是磁饱和）国产的在800-1000，进口的为1200-1800（与气隙密切相关），我取了500。那40mH的铁芯线圈在空芯状态下应当不小于0.8mH 。

8*20的铁芯周长为56mm，略低于17mm的圆芯（同样周长圆形面积最大么），而线圈骨架高为15mm。如用0.61mm的漆包线，每层可绕20左右，四层选厚2.6mm。

又找到多层线圈在线计算公式，将数据代入：



结果是可以满足需要。立即开绕。非常满。

用电感表一没，在空芯时电感量为0.128mH，比计算稍大。这是由于线圈骨架增加了空芯线圈的等效直径。
再插入铁芯，在最后一片硅钢片插入时都在担心是否会弄破绝缘层。很幸运。



用电感表一测，电感量只有11mH。但那是微功率状态下的数据，硅钢片有起始磁通的。改从收音机输出2W的70Hz信号，扼流圈串接了一只7.5欧电阻后并接到输出端。



再用表量，7.5电阻上的电压降是扼流圈上的十分之一。也就是多，在70Hz时扼流圈阻抗是75欧，即电感量为170mH，电阻为0.5欧。与计算公式上的0.4欧相比大了25%。看来铜线的质量是有问题的。
但与0.128mH电感量的空芯相比，硅钢片的导磁率为1328。相当好了。

接下来我会照葫芦画瓢去设计输入变压器。

这计量思路尽管繁琐，但好象还能用。特供其它坛友参考。

qmycy

对于磁芯绕制一般可以理论计算，当然试绕法也是可以的。

吃猫的鱼

要求高可以用恒流源啊，电感还有相位问题

radio988931

好资料谢谢分享！

longshort

在缐計祘器少輸入两個最重要的基本参数（所需電感量和通過直流），怎么能得到合适的磁通結果呢？這两個参數都是可以預估的。

real_unreal

bis 发表于 2023-7-8 18:44
导磁率μ=B/H，可以看到铁芯的磁滞曲线是非线性的，Hc是剩磁，当然软磁材料剩磁很小，但是LCR电桥和电 ...

你好，

如上文所示，我用微功率电感表测量出来的电感量是11mH，与实芯线圈相比导磁率不到100，显然有问题。

所以最终是通过一台收音机输出功率为4伏的70Hz正弦波信号，负载是一只7.5欧电阻串接一边扼流圈（请见图），用来模拟近似真实使用状态。结果是在扼流圈上的压降是电阻上的10倍，从而计算出电感量是170mH，即0.17 * 2 * 3.14 * 70 = 75欧。

我正在做的机器最大输出功率时电压是8伏（8W），但手头上没有同等功率的放大器，只好用4伏的机器将就。但我认为这个结果还算是比较符合真实情况的。

当然，还是要谢谢你的提醒。

real_unreal

longshort 发表于 2023-7-8 16:58
在缐計祘器少輸入两個最重要的基本参数（所需電感量和通過直流），怎么能得到合适的磁通結果呢？這两個参數 ...

你好，

不知你提及的是哪个在线计算器，估计是第一张，即最大磁通那张吧。

计算器上有直流参数输入项，但因为扼流圈与推挽输出变压器一样，是二端反相输入的，直流成分可以抵消，所以在此就不考虑了。

谢谢提醒。

还有，如果套用上面的计算方法的话，5*8铁芯绕1500匝就可能达到10H，这好象出了自已的想象范围。准备实际操作一下，看看究竟。

real_unreal

吃猫的鱼 发表于 2023-7-8 11:50
要求高可以用恒流源啊，电感还有相位问题

你好，

用仿真试过前级高阻抗输出，但需要50H以上的电感量及50伏以上的前级工作电压，超出自已的能力范围。

至于相位么，问题肯定是存在的。但我自认并不发烧，对单声源的相位并不感冒，所以就忽略了。

谢谢提醒。

qmycy

real_unreal 发表于 2023-7-8 20:20
你好，

用仿真试过前级高阻抗输出，但需要50H以上的电感量及50伏以上的前级工作电压，超出自已的能力 ...

ei24舌宽6mm，ei28舌宽8mm
你这个8x20啥意思？

real_unreal

qmycy 发表于 2023-7-8 21:50
ei24舌宽6mm，ei28舌宽8mm
你这个8x20啥意思？

你好，

8*20指的是EI28铁芯，叠厚20mm。

有点不成比例。

qmycy

real_unreal 发表于 2023-7-8 21:54
你好，

8*20指的是EI28铁芯，叠厚20mm。

你上面写着ei24。
你最终绕了多少圈？

real_unreal

qmycy 发表于 2023-7-8 22:08
你上面写着ei24。
你最终绕了多少圈？

你好，是80+80匝。因为怕绕不下，没用双线并绕，因此圈数上可能会有差异，但电感基本相同。

qmycy

real_unreal 发表于 2023-7-8 22:38
你好，是80+80匝。因为怕绕不下，没用双线并绕，因此圈数上可能会有差异，但电感基本相同。

算出来最大磁感应强度1.8特斯拉的饱和电流为135mA


你上面说的要绕10H，不需要1500T，需要613T，但是饱和电流降到18mA