滤波电感是在电子设备中发挥重要作用的元器件,它可以通过磁场的变化达到电信号的滤波效果。而磁回路的选择对于滤波电路的性能影响很大,主要包括磁性材料的选择、磁路形状、磁路长度以及磁芯截面积等。
对于一般的滤波电路来说,需要的磁回路应该具有高的饱和磁通密度、高的能量转换效率、低的磁芯损耗以及足够的磁路长度等特点,从而可以有效地将干扰信号过滤掉。因此,选择合适的磁回路材料是实现滤波性能优良的重要条件。
磁性材料的选择应该考虑到材料的磁滞回线、相对磁导率以及磁场强度等因素。在实际应用中,常见使用的磁性材料包括铁、镍、钴、硅钢以及铁氧体等。
其中,铁氧体制品具有高的磁导率和低的磁芯损耗,因此在高于100KHz的高频电路中被广泛应用。而对于低于100KHz的低频电路,则通常采用互感器用的硅钢片作为磁芯材料。钢芯磁环还被广泛应用于大功率电子设备中的滤波电路中。
在设计磁回路时,其形状也对滤波电感的性能有较大影响。磁路形状可以分为线性型和环型两种,其中,线性型磁路由于磁路长度过长,因此存在磁芯损耗和漏磁的问题,而环型磁路可以有效减小磁路长度,从而提高了电声转换效率。
除此之外,磁路的建立方式也对滤波电感的性能有所影响。如当前掌握的制作滤波电感的方法中,绕制法、穿线法、扣合法和焊接法等制作工艺,其制作的电感性能各有千秋。因此,在设计滤波电感时需根据具体的需求和电路条件选择合适的制作工艺,以达到电路性能的最佳匹配。
磁芯截面积的选取与电路的带宽有关。当选用一定的磁芯材料时,需要考虑到其磁芯截面积是否足够大,从而可以保证电路的有效带宽。
一般而言,在通过计算得到需要的电感值后,应当按照一定的空气间隙将需要的匝数分配在磁芯的周围,并进行截面积的选择。磁芯的截面积越大,电感的电流饱和值就越大,当电流饱和值达到一定的情况下,相应的衰减就越大。