Kā izvēlēties induktorus?

Pirmkārt, induktivitātes pamatprincips

Induktori, kopā ar kondensatoriem un rezistoriem, ir trīs pamata pasīvās ierīces elektronikā. Induktoru funkcija ir uzkrāt elektrisko enerģiju magnētiskā lauka enerģijas veidā.

Ņemot par piemēru cilindrisko spoli, īsi tiek iepazīstināts ar induktivitātes pamatprincipu.

Kā parādīts attēlā iepriekš, kad caur spoli plūst pastāvīga strāva, norādītajā virzienā veidojas statiskais magnētiskais lauks saskaņā ar labās puses spirāles likumu. Induktors plūst cauri maiņstrāvai, ģenerētais magnētiskais lauks ir mainīgs magnētiskais lauks, mainīgais magnētiskais lauks ģenerē elektrisko lauku, un indukcijas elektromotora spēks uz spoli rada inducēto strāvu:

· Palielinoties strāvai, magnētiskais lauks kļūst spēcīgāks, un magnētiskā lauka izmaiņu virziens ir tāds pats kā sākotnējā magnētiskā lauka virziens. Saskaņā ar kreisās puses spirāles likumu radītā inducētā strāva ir pretējā virzienā sākotnējai strāvai, un induktivitātes strāva samazinās;

· Mainoties strāvai, magnētiskais lauks kļūst vājāks, un magnētiskā lauka maiņas virziens ir pretējs sākotnējā magnētiskā lauka virzienam. Saskaņā ar kreisās puses spirāles likumu radītā inducētā strāva ir tādā pašā virzienā kā sākotnējā strāva, un induktora strāva kļūst lielāka.

Tas ir Lenca likums, un gala efekts ir tāds, ka induktors neļaus mainīties caur to plūstošajai strāvai, tas ir, induktoram ir liela pretestība pret maiņstrāvu. Vienai un tai pašai induktivitātei, jo lielāks ir strāvas izmaiņu ātrums, jo lielāka ir inducētā strāva un lielāka induktivitātes pretestība; Ja vienāds strāvas maiņas ātrums, dažādi induktori, ja ģenerētā inducētā strāva ir lielāka, tad induktoram ir lielāka pretestība.

Var redzēt, ka induktivitātes lielums ir saistīts ar spoles izmēru un iekšējās serdes materiālu.

Faktiskās induktivitātes raksturlielumi ir ne tikai induktivitātes loma, bet arī citi faktori, piemēram:

· Spolē uztītais vads nav ideāls vadītājs, un tam ir noteikta pretestība;

· Induktivitātes magnētiskajam kodolam ir noteikti siltuma zudumi;

· Induktora iekšpusē starp vadītājiem ir sadalīta kapacitāte.

Tāpēc faktiskās induktivitātes attēlošanai ir jāizmanto sarežģītāks modelis, un parasti izmantotais ekvivalentais modelis ir šāds:

Līdzvērtīgā modeļa forma var būt atšķirīga, taču tai jāspēj atspoguļot zudumus un sadalīto kapacitāti. Saskaņā ar ekvivalento modeli var definēt divus svarīgus faktiskās induktivitātes parametrus.

Pašrezonanses frekvence

Sakarā ar Cp esamību kopā ar L veidojas rezonanses ķēde, kuras rezonanses frekvence ir induktora pašrezonanses frekvence. Pirms pašrezonanses frekvences, pieaugot frekvencei, induktora pretestība palielinās. Pēc pašrezonanses frekvences, pieaugot frekvencei, induktora pretestība samazinās, un tiek parādīta kapacitāte.

Kvalitātes faktors

Tas ir, induktora Q vērtība, induktīvās uzkrātās jaudas attiecība pret zudumu jaudu, jo lielāka ir Q vērtība, jo mazāks ir induktora zudums, un induktora līdzstrāvas pretestība ir tieši saistīta ar parametru. . Pašrezonanses frekvence un Q vērtība ir augstfrekvences induktoru galvenie parametri

Otrkārt, induktivitātes procesa struktūra

Induktivitātes procesu var aptuveni iedalīt 3 veidos:

2.1. vada brūces veids (stieples brūces veids)

Kā norāda nosaukums, vara stieple ir aptīta ap magnētisko serdi, veidojot spoli, un ir divi veidi, kā vadu uztīt:

Apaļa brūce

Cilindrisks tinums ir izplatīts, un tam ir plašs lietojumu klāsts, piemēram:

Plakana brūce

Plakanās tinuma priekšrocība ir acīmredzama, tas ir, ierīces augstums ir samazināts. No iepriekšējās formulas var redzēt, ka jo lielāka ir magnētiskā serdeņa caurlaidība, jo lielāka ir induktivitātes vērtība, un magnētiskais kodols var būt

· Nemagnētiski materiāli: piemēram, gaisa kodols, keramikas kodols, šķiet, ka to nevar saukt par magnētisko kodolu; Šī induktivitātes vērtība ir maza, bet būtībā nav piesātinājuma strāvas

· Feromagnētiskie materiāli: piemēram, ferīts, Permo sakausējums utt.; Sakausējuma caurlaidība ir augstāka nekā ferīta caurlaidība. Feromagnētiskajam materiālam ir magnētiskā piesātinājuma parādība un piesātinājuma strāva.

Tinumu induktivitāte var nodrošināt lielu strāvu un augstu induktivitāti. Jo lielāka ir magnētiskā serdeņa caurlaidība, tāda pati sensora vērtība, mazāk tinumu, mazāk tinumu var samazināt līdzstrāvas pretestību; Tāda paša izmēra, mazāk tinumu var uztīt biezi, uzlabot strāvu.

Turklāt barošanas avota konstrukcijā bieži rodas problēmas ar induktivitātes gaudošanu, būtība ir tāda, ka magnētiskā lauka maiņa izraisa vadītāju, tas ir, spoles vibrāciju, vibrācijas frekvence ir tikai audio. diapazons, cilvēka auss var dzirdēt, sakausējuma integrētā veidojošā induktivitāte, stingrāka, var samazināt vibrāciju.

2.2. Daudzslāņu induktors (daudzslāņu tips)

Daudzslāņu mikroshēmu induktoru ražošanas process: ferīta vai keramikas pasta tiek žāvēta un veidota, vadošā pasta tiek pārmaiņus iespiesta, un integrēto struktūru veido laminēšana un saķepināšana.

Daudzslāņu mikroshēmas induktors ir mazāks nekā tinuma induktors, un tam ir standartizēta pakete, kas ir piemērota automātiskai augsta blīvuma montāžai. Integrēta struktūra, augsta uzticamība, laba karstumizturība.

2.3. Plānās plēves induktivitāte (plānās plēves tips)

Plānās plēves induktoros tiek izmantots process, kas līdzīgs IC ražošanai, uz pamatnes tiek uzklāts vadītāja plēves slānis, un pēc tam fotolitogrāfijas procesā tiek veidota spole, un visbeidzot iepakojumam un formai tiek pievienots vidējais slānis, izolācijas slānis un elektrodu slānis.

Plānās plēves ierīces ražošanas process ir parādīts attēlā zemāk

 

 

Litogrāfijas procesa precizitāte ir augsta, kā rezultātā tiek iegūtas šaurākas līnijas un asākas malas. Tāpēc plānās kārtiņas induktoriem ir

· Mazāks izmērs, 008004 iepakojums

· Mazāks vērtības solis, 0.1nH

· Mazāka pielaide, 0.05nH

· Labāka frekvences stabilitāte

Treškārt, induktoru pielietojums un izvēle

Shēmu projektēšanā induktoriem ir trīs galvenās lietojumu kategorijas:

· Jaudas induktivitāte: galvenokārt izmanto sprieguma pārveidošanai, parasti izmanto DCDC ķēdi, lai izmantotu jaudas induktivitāti;

Atdalīšanas induktivitāte: galvenokārt izmanto, lai filtrētu troksni elektropārvades līnijā vai signāla līnijā, EMC inženieriem ir jāzina;

· Augstas frekvences induktori: galvenokārt izmanto RF ķēdēs, lai panāktu novirzes, saskaņošanu, filtrēšanu un citas shēmas.

3.1. Jaudas induktivitāte

Strāvas induktorus parasti izmanto DCDC ķēdēs, lai uzturētu nepārtrauktu strāvu, akumulējot un atbrīvojot enerģiju.

Lielākā daļa jaudas induktoru ir tinumu induktori, kas var uzlabot lielu strāvu un augstu induktivitāti.

Arī daudzslāņu mikroshēmu jaudas induktoru ir arvien vairāk, parasti induktivitātes vērtība un strāva ir zema, priekšrocība ir tā, ka izmaksas ir zemas, apjoms ir īpaši mazs, un ir vairāk lietojumu produktos ar lieliem vietas ierobežojumiem, piemēram, mobilajiem tālruņiem. .

 

3.2. Induktoru atvienošana

Atdalīšanas induktors tiek saukts arī par droseli, kas mācību grāmatās parasti tiek tulkots kā droseles spole. Atdalīšanas induktoru uzdevums ir filtrēt traucējumus līnijā, kas pieder pie EMC ierīcēm, EMC inženieri galvenokārt tiek izmantoti, lai atrisinātu produktu starojuma emisijas (RE) un vadītās emisijas (CE) testēšanas problēmas.

Atsaistes induktori, parasti salīdzinoši vienkārša struktūra, galvenokārt vara stieple, kas uztīta tieši uz ferīta gredzena.

Diferenciālā režīma induktivitāte

Diferenciālā režīma induktori ir parastie tinumu induktori, kurus izmanto, lai filtrētu dažus diferenciālo režīmu traucējumus, galvenokārt, lai izveidotu LC filtrus ar kondensatoriem, lai samazinātu strāvas padeves troksni.

220 V tīklam diferenciālā režīma traucējumi ir traucējumi starp L fāzi un N fāzi. POE gadījumā tie ir traucējumi starp POE+ un POE-; Pamatplates zemsprieguma līdzstrāvas barošanas avotam faktiski ir strāvas padeves troksnis.

Diferenciālā režīma induktora izvēlei jāpievērš uzmanība šādiem punktiem:

• Līdzstrāvas pretestība, nominālais spriegums un strāva, lai atbilstu darba prasībām;

• Struktūras izmērs, lai atbilstu produkta prasībām;

• Ar testēšanas palīdzību nosakiet trokšņu frekvenču joslu un izvēlieties induktors atbilstoši induktora pretestības līknei;

• Izstrādāt LC filtru, var veikt vienkāršus aprēķinus un simulācijas.

Kopējā režīma induktori

Kopējā režīma induktors ir uztīt divas spoles ar vienādu apgriezienu skaitu un pretējos virzienos uz viena un tā paša ferīta gredzena.

 

Kopējā režīma induktori, kā parādīts iepriekš:

· Kad kopējā režīma komponents plūst caur kopējā režīma induktors, abās spoles tiks izveidots magnētiskais lauks vienā virzienā saskaņā ar labās puses likumu, kas ir līdzvērtīgs lielai kopējā režīma signāla induktivitātei. ;

· Kad diferenciālā režīma komponents plūst caur kopējā režīma induktors, saskaņā ar labās puses likumu, abās spoles veidosies pretējos virzienos magnētiskie lauki, kas viens otru dzēš, kas ir līdzvērtīgs zemai induktīvajai pretestībai pret diferenciālā režīma signālu. .

Vēl viens veids, kā saprast: kad V+ plūst caur kopējā režīma traucējumu frekvenci, izveidotais mainīgais magnētiskais lauks veidos inducētu strāvu uz otras spoles, saskaņā ar kreisās rokas likumu inducētās strāvas virziens ir pretējs virzienam. kopējā režīma traucējumi uz V-, kas atceļ daļu no kopējā režīma traucējumiem.

Kopējā režīma induktori galvenokārt tiek izmantoti divu vadu vai diferenciālo sistēmu sistēmās, piemēram, 220 V tīklā, CAN kopnē, USB signālā, HDMI signālā utt. To izmanto, lai filtrētu parastā režīma traucējumus, savukārt noderīgais diferenciālā signāla vājināšanās ir maza.

Izvēloties parastā režīma induktors, jāpievērš uzmanība šādiem punktiem:

· Līdzstrāvas pretestībai jābūt zemai, un tai nevar būt liela ietekme uz spriegumu vai noderīgiem signāliem;

· Elektropārvades līnijām ir jāņem vērā, ka nominālais spriegums un strāva atbilst darba prasībām;

· Kopējā režīma traucējumu frekvenču josla tiek noteikta ar testēšanu, un kopējā režīma pretestībai šajā frekvenču joslā jābūt augstai;

· Diferenciālā režīma pretestībai jābūt mazai, kas nevar būtiski ietekmēt diferenciālā signāla kvalitāti;

Apsveriet iepakojuma izmēru, veiciet saderības dizainu. Piemēram, USB signālu kopējā režīma induktorus var izvēlēties tā, lai tie būtu saderīgi ar diviem 0402 rezistoriem, un, ja kopējā režīma induktori nav nepieciešami, 0402 rezistorus var tieši metināt, lai samazinātu izmaksas.

Lai iegūtu vairāk informācijas, lūdzu, sazinieties ar mums pa telsales@xfullstar.com