介紹

 

無(wú)論是通過(guò)測試還是計算來(lái)確定電感的額定電壓都存在一些挑戰。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(guò)測試來(lái)驗證工作電壓是很困難的，并且應視實(shí)際應用而定。電感的不同制造方法以及制程應力如彎線(xiàn)，都使計算電壓的理論額定值變得不可行。下面對這些問(wèn)題進(jìn)行了闡述，以便更容易地為特定應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(huì )產(chǎn)生電弧或絕緣擊穿的最大電壓。高于最大額定電壓時(shí)，就會(huì )造成匝間絕緣擊穿而短路，或繞組對鐵芯或對框架的絕緣擊穿。

 

 

計算

 

由于存在圈數、銅線(xiàn)絕緣類(lèi)型和厚度、線(xiàn)圈分層、橫跨引線(xiàn)的彎折或成型等眾多構造的變數，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(xiàn)的額定電壓，其額定電壓即使沒(méi)有上千伏的話(huà)，通常也有幾百伏。但該額定值容易受線(xiàn)圈成型過(guò)程的影響，此過(guò)程是繞制電感的必要過(guò)程。即使在一個(gè)嚴格控制的制造環(huán)境中，銅線(xiàn)也會(huì )受到應力，產(chǎn)生裂紋或缺損。即使在遠低于銅線(xiàn)“目錄”額定值的電壓下，銅線(xiàn)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的額定值是不實(shí)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(xiàn)路電壓）不能夠外加于電感的端子。

 

舉例說(shuō)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(jìn)行傳統的500 VDC高壓測試，就好比將500V加到一段電阻為0.035Ω的銅線(xiàn)上。根據歐姆定律，向0.035Ω外加500V需要一個(gè)大于14,000 A的電流源。這顯然是不切實(shí)際的，問(wèn)題也正是出在這里。電壓擊穿測試實(shí)際是在確定何時(shí)高壓會(huì )造成短路。對于傳統的高壓測試儀來(lái)說(shuō)，電感已然是一個(gè)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(jìn)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(shí)才有效，這就排除了大多數電感，除了那些為供電頻率應用而設計的以外。

 

電感能夠承受的感生電壓取決于銅線(xiàn)絕緣的類(lèi)型、線(xiàn)圈圈數和分層以及其他因素，例如線(xiàn)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）。因此，即使是在同一系列的電感里面，每個(gè)電感值的額定電壓也會(huì )不同。

 

此外，根據感生電壓測試來(lái)推斷和預測特定應用中的實(shí)際絕緣擊穿是非常困難的。電壓電弧或擊穿會(huì )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(shí)間急劇的信號一般會(huì )在較低的電壓下產(chǎn)生電弧。

 

結語(yǔ)

 

這樣看來(lái)，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(méi)有測試的必要。大多數應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，多數電感是通過(guò)抑制電流而不是通過(guò)高壓感應來(lái)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(méi)有問(wèn)題。因此，對于大多數應用，電感的額定電壓并不構成問(wèn)題。

 

對于高壓線(xiàn)路或繞組的高壓感應工作應用，就有必要考慮電感繞組擊穿的可能性。對于這些情況，建議與電感設計人員或制造商探討特定的應用，做出一個(gè)測試計劃以確保電感的適用性。

 

 

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