解析一种新型的高频大电流电感器

　　1引言

　　电感作为储能和滤波元件，在电子设备中被广泛使用，随着科学技术的发展，电感器越来越趋于小型化，体积重量要求越来越严格，尤其在航空航天电子设备中大量高频大电流滤波电感，由于其电流大，安匝数高，且要求小体积，采用传统的开气隙方法，无法满足设计要求。本文将介绍一种新型的高频大电流电感。

　　2电感器的制作

　　一般电感都是采用开气隙方法提高恒磁范围，恒磁范围越大，其气隙也越长，相应的导磁率也越低，要达到一定的电感量，必须增大铁心的截面积和体积，下面是一个开气隙电感的直流特性试验，铁心为非晶态，尺寸为25/45×20,气隙为2mm,线圈34匝，测试数据如下：

　　表1开气隙电感的直流特性

　　在30A时其电感量仅为0A时的25.3%,为了提高电感的抗饱和性能，我们在电感铁心气隙中加入一种恒磁材料，恒磁片的面积正好等于电感铁心的截面积，厚度为2mm,然后将铁心整体封装，再在外面绕上线圈，做成电感。本研究所制作的电感均为25/45×20,气隙为2mm,插入上述恒磁片，绕34匝线圈。恒磁材料的矫顽力（Hcb）高达8500Oe,磁能积为191kJ/m3,工作温度为250℃。

　　3电感性能测试

　　3.1磁化曲线

　　通常电感的磁化曲线是对称的，正负磁能积相等，而加入恒磁材料后，其正负磁能积就不相等了，如图1所示：

　　从图中我们可以看出，由于恒磁片的作用，使得磁滞回线发生偏移，当所加直流磁场与恒磁磁场方向一致时，此时，H净磁场=H直流+H恒磁，所以，磁心很快进入饱和，导磁率下降，电感量降低；当所加直流磁场与恒磁磁场相反时，H净磁场=H直流-H恒磁，磁心不容易饱和，导磁率呈线性增长，电感量基本不变。这样，就使得电感作为直流滤波元件使用时，只要使得电感的直流磁场与恒磁场相反，便可大大提高电感器的使用安匝数，提高抗饱和能力，使电感器得以小型化。

　　3.2直流偏置测试

　　将表1所测试的电感插入恒磁片后，再加工成成品电感，取三个成品作测试样品，测试其直流特性如表2所示（测试仪表为HP4284A,测试频率为1kHz）：

　　表2恒磁电感的直流特性

　　由上表可以看出电感器在10安培以后，其电感量极其恒定，至多只跌落4%,与不加恒磁片相比，抗饱和性能明显改善。（由于设备原因，只测试到35A,1190AT,此时其磁场强度为142Oe）。

　　3.3温度试验及机械碰撞振动试验

　　将上述电感经过-55℃、2h130℃、2hrs循环3次，然后测试直流偏置下其电感量变化情况，如表3所示。