中心議題：

• 電感器的制作
• 電感性能測試

解決方案：

• 磁化曲線
• 直流偏置測試
• 溫度試驗及機械碰撞振動試驗

1引言

電感作為儲能和濾波元件,，在電子設(shè)備中被廣泛使用,，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，電感器越來越趨于小型化,，體積重量要求越來越嚴格,，尤其在航空航天電子設(shè)備中大量高頻大電流濾波電感，由于其電流大,，安匝數(shù)高,，且要求小體積,，采用傳統(tǒng)的開氣隙方法，無法滿足設(shè)計要求,。本文將介紹一種新型的高頻大電流小體積電感。

2電感器的制作

一般電感都是采用開氣隙方法提高恒磁范圍,，恒磁范圍越大,，其氣隙也越長，相應的導磁率也越低,，要達到一定的電感量,，必須增大鐵心的截面積和體積，下面是一個開氣隙電感的直流特性試驗,，鐵心為非晶態(tài),，尺寸為25/45×20，氣隙為2mm,，線圈34匝,，測試數(shù)據(jù)如下：

表1開氣隙電感的直流特性

在30A時其電感量僅為0A時的25.3％，為了提高電感的抗飽和性能,，我們在電感鐵心氣隙中加入一種恒磁材料,，恒磁片的面積正好等于電感鐵心的截面積，厚度為2mm,，然后將鐵心整體封裝,，再在外面繞上線圈，做成電感,。本研究所制作的電感均為25/45×20,，氣隙為2mm，插入上述恒磁片,，繞34匝線圈,。恒磁材料的矯頑力（Hcb）高達8500Oe，最大磁能積為191kJ/m3,，工作溫度為250℃,。

3電感性能測試

3.1磁化曲線
通常電感的磁化曲線是對稱的，正負磁能積相等,，而加入恒磁材料后,，其正負磁能積就不相等了，如圖1所示：

從圖中我們可以看出,，由于恒磁片的作用,，使得磁滯回線發(fā)生偏移，當所加直流磁場與恒磁磁場方向一致時,，此時,，H凈磁場=H直流＋H恒磁,，所以，磁心很快進入飽和,，導磁率下降,，電感量降低；當所加直流磁場與恒磁磁場相反時,，H凈磁場=H直流－H恒磁,，磁心不容易飽和，導磁率呈線性增長,，電感量基本不變,。這樣，就使得電感作為直流濾波元件使用時,，只要使得電感的直流磁場與恒磁場相反,，便可大大提高電感器的使用安匝數(shù)，提高抗飽和能力,，使電感器得以小型化,。

將表1所測試的電感插入恒磁片后，再加工成成品電感,，取三個成品作測試樣品,，測試其直流特性如表2所示（測試儀表為HP4284A，測試頻率為1kHz）：

表2恒磁電感的直流特性

由上表可以看出電感器在10安培以后,，其電感量極其恒定,，至多只跌落4％，與不加恒磁片相比,，抗飽和性能明顯改善,。（由于設(shè)備原因，只測試到35A,，1190AT,，此時其磁場強度為142Oe）。

3.3溫度試驗及機械碰撞振動試驗
將上述電感經(jīng)過－55℃,、2h130℃,、2hrs循環(huán)3次，然后測試直流偏置下其電感量變化情況,，如表3所示,。

表3冷熱沖擊后恒磁電感的直流特性

對照表2表3中數(shù)據(jù)，我們可以看出,，經(jīng)過冷熱循環(huán)試驗后,，電感器的電感量及抗飽和能力都沒有改變。
再將上述試驗樣品按軍用電子產(chǎn)品例行試驗要求進行試驗，試驗條件如下：

（1）隨機振動
15～250Hz0.04g2/Hz（g2/Hz:功率譜密度）
250～300Hz－4dB/oct（oct：倍頻程）
300～1000Hz0.025g2/Hz
1000～2000Hz－6dB/oct
正向1h

（2）碰撞試驗（GB/T15290—94）
50m/s2,、11ms,、正向1000次
經(jīng)過隨機振動和碰撞試驗后，再測試電感器在直流偏置下的電感量變化情況,，測試結(jié)果表明,，電感器經(jīng)過例行試驗，滿足軍用電子產(chǎn)品要求,。

4結(jié)論

作為直流濾波使用的電感器,，在磁心中插入恒磁材料可以極大地改善其性能，提高工作磁場強度,，通過高低溫循環(huán)試驗和沖擊振動試驗，證明應用此項技術(shù)制作的電感鐵心滿足在航空航天設(shè)備中的使用要求,，目前已經(jīng)小批量給上海某單位提供產(chǎn)品,，并成功地應用在航天設(shè)備中。