共模电感在电路中起到隔离、抑制共模干扰的作用,材质磁芯则是共模电感中最关键的部件。不同的材质对磁芯的性能会有很大影响,下面从几个方面进行详细阐述。
饱和磁场强度是指磁芯材料在磁场作用下磁化强度达到一定极限值时,所能承受的磁场强度最大限度。因此,共模电感选材质磁芯时就要注意磁芯的饱和磁场强度。
目前,常用的共模电感磁芯材质有铁氧体、锰锌铁氧体、镍锌铁氧体,其中铁氧体的饱和磁场强度最大,镍锌铁氧体次之,锰锌铁氧体最小,因此在设计共模电感时可以根据具体应用场景选择不同磁芯材质。
磁导率是指磁场强度和磁场密度之间的比值,是衡量磁芯性能的重要指标之一。磁芯的磁导率越高,对于相同的电感来说,所需的线圈匝数就越少,从而可以提高磁芯的效率。
常用的共模电感磁芯材质中,铁氧体磁导率最高,约为4000,锰锌铁氧体次之,约为2000,镍锌铁氧体较低,约为1500。因此,在选择材质磁芯时,磁导率也是需要考虑的重要指标。
在电路中,磁芯中的磁场随着电流和时间不断变化,会导致磁芯损耗。合理选用材质磁芯可以有效减少损耗。
铁氧体磁芯的损耗最低,锰锌铁氧体次之,镍锌铁氧体的损耗相对较高。因此,在电路中使用高频共模电感时,应选择铁氧体等低损耗的磁芯材质。
共模电感在工作过程中会产生一定的热量,会对材质磁芯的性能产生影响。材质磁芯的热稳定性是指在一定温度下,磁芯性能的变化程度。
目前常用的共模电感磁芯材质都能够满足一定的热稳定性要求,其中铁氧体的热稳定性最好,镍锌铁氧体次之,锰锌铁氧体最差。因此,在高温环境下使用共模电感时,可以选择热稳定性较好的铁氧体材质。