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關(guān)于電感的額定工作電壓,這些你需要了解~

發(fā)布時間:2019-11-11 責任編輯:wenwei

【導讀】電容器、電阻器和集成電路在內(nèi)的許多電子元件都有規(guī)定的額定電壓,電感器卻很少有規(guī)定。為什么電感數(shù)據(jù)表上沒有規(guī)定額定電壓?
 
介紹
 
無論是通過測試還是計算來確定電感的額定電壓都存在一些挑戰(zhàn)。電感不支持直流或低頻工作電壓,除非是高電感值(通常>1mH)。通過測試來驗證工作電壓是很困難的,并且應(yīng)視實際應(yīng)用而定。電感的不同制造方法以及制程應(yīng)力如彎線,都使計算電壓的理論額定值變得不可行。下面對這些問題進行了闡述,以便更容易地為特定應(yīng)用選擇最合適的電感。
 
額定電壓的定義
 
電感的額定電壓是指施加在端子上,并且不會產(chǎn)生電弧或絕緣擊穿的最大電壓。高于最大額定電壓時,就會造成匝間絕緣擊穿而短路,或繞組對鐵芯或?qū)蚣艿慕^緣擊穿。
 
關(guān)于電感的額定工作電壓,這些你需要了解~
 
計算
 
由于存在圈數(shù)、銅線絕緣類型和厚度、線圈分層、橫跨引線的彎折或成型等眾多構(gòu)造的變數(shù),要計算電感的理論電壓限值,即使并非不可能,也是非常困難的。
 
例如,有一些標準的測試方法可以確定絕緣銅線的額定電壓,其額定電壓即使沒有上千伏的話,通常也有幾百伏。但該額定值容易受線圈成型過程的影響,此過程是繞制電感的必要過程。即使在一個嚴格控制的制造環(huán)境中,銅線也會受到應(yīng)力,產(chǎn)生裂紋或缺損。即使在遠低于銅線“目錄”額定值的電壓下,銅線上的小刮傷依然可能引起電弧或擊穿。要計算包含了這些變數(shù)的額定值是不實際的。
 
測試方法
 
高壓(高電勢)測試不足以確定電感的工作電壓。高壓測試用于確定變壓器內(nèi)初級到次級的隔離,并且可用于確定繞組到外殼或繞組到地的隔離。然而,傳統(tǒng)的高壓測試不能用于確定電感端子到端子的額定電壓。
 
對于電感的工作,V=L×di/dt明確暗示大的直流電壓(或交流線路電壓)不能夠外加于電感的端子。
 
舉例說明,10μH的功率電感MSS1038-103的直流電阻額定值為0.035Ω。如果對該電感的端子進行傳統(tǒng)的500 VDC高壓測試,就好比將500V加到一段電阻為0.035Ω的銅線上。根據(jù)歐姆定律,向0.035Ω外加500V需要一個大于14,000 A的電流源。這顯然是不切實際的,問題也正是出在這里。電壓擊穿測試實際是在確定何時高壓會造成短路。對于傳統(tǒng)的高壓測試儀來說,電感已然是一個短路電路了!
 
為了測試絕緣擊穿或電弧,就有必要引發(fā)電感產(chǎn)生電壓脈沖、突增或振蕩。這種感生電壓或振蕩測試是可以進行的。這種技術(shù)已被廣泛接受,并且有商用測試儀。但是,感生電壓取決于電感儲存和維持共振能量的能力,一般在電感值大于1mH時才有效,這就排除了大多數(shù)電感,除了那些為供電頻率應(yīng)用而設(shè)計的以外。
 
電感能夠承受的感生電壓取決于銅線絕緣的類型、線圈圈數(shù)和分層以及其他因素,例如線圈與導磁芯之間的距離、端子之間的距離和絕緣材質(zhì)如CTI(中文解釋為相對漏電指數(shù))。因此,即使是在同一系列的電感里面,每個電感值的額定電壓也會不同。
 
此外,根據(jù)感生電壓測試來推斷和預測特定應(yīng)用中的實際絕緣擊穿是非常困難的。電壓電弧或擊穿會隨環(huán)境因素(如灰塵或濕度)以及工作條件(如脈沖波形)的變化而變化。較之恒電壓或緩慢增加的電壓,上升時間急劇的信號一般會在較低的電壓下產(chǎn)生電弧。
 
結(jié)語
 
這樣看來,選擇電感好像幾乎就是件碰運氣的事情。好消息是,雖然所有這些因素使電感的額定電壓測試或計算很困難,但電感的額定電壓卻并沒有測試的必要。大多數(shù)應(yīng)用都只需電感在非常小的工作電壓下工作,通常只是幾伏而已。
 
記住,多數(shù)電感是通過抑制電流而不是通過高壓感應(yīng)來工作的。幾乎所有商業(yè)電感在幾伏甚至幾十伏下工作都沒有問題。因此,對于大多數(shù)應(yīng)用,電感的額定電壓并不構(gòu)成問題。
 
對于高壓線路或繞組的高壓感應(yīng)工作應(yīng)用,就有必要考慮電感繞組擊穿的可能性。對于這些情況,建議與電感設(shè)計人員或制造商探討特定的應(yīng)用,做出一個測試計劃以確保電感的適用性。
 
 
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