Induktanssi on komponentti, joka voi muuntaa sähköenergiaa magneettiseksi energiaksi ja varastoida sen. Sen rakenne on samanlainen kuin muuntajan rakenne, mutta siinä on vain yksi käämitys. Sillä on tietty induktanssi, ja sen ominaisuus on, että se sallii suoravirran ja lohkojen vuorovirran. Kun virta virtaa johtimen läpi, syntyy sähkömagneettinen kenttä. Induktanssi on fyysinen määrä, joka mittaa kelan kykyä tuottaa sähkömagneettista induktiota. Kun virta johdetaan kelan läpi, kelan ympärille syntyy magneettikenttä ja magneettinen flux kulkee sen läpi. Mitä suurempi virta ohitti, sitä vahvempi magneettikenttä ja sitä suurempi magneettihalvaus. Kelan läpi kulkeva magneettinen virtaus on verrannollinen virtaan. Niiden suhdetta kutsutaan itseinduktiiviksi, joka on induktanssi.
Induktanssin rooli
Siirrä suoravirta ja lohko Vuorovirta: Eristä ja suodata vaihtovirtasignaalit tai muodosta resonanssipiiri kondensaattoreiden, vastusten jne. Kanssa ja niillä on rajoitettu virtavaikutus vuorottelevaan virtaan. Se voi muodostaa huippuluokan tai alipäästösuodattimen, vaihesiirtopiirin ja resonanssipiirin, jossa on vastus tai kondensaattorit; Viritys ja taajuusvalinta: Induktorikela ja kondensaattori rinnakkain voivat muodostaa LC -viritystä. Kun piirin luontainen värähtelytaajuus on yhtä suuri kuin ei-AC-signaalin taajuus, induktiivinen reaktanssi ja piirin kapasitiivinen reaktanssi ovat myös yhtä suuret, ja sähkömagneettinen energia värähtelee edestakaisin induktorin ja kondensaattorin välillä, joka on LC-piirin resonanssiilmiö. Resonoiessasi kokonaispiirtäjän induktiivinen reaktanssi on pienin ja virta on suurin, joten LC -resonanssipiirillä on toiminto taajuuden valitsemiseksi ja hän voi valita tietyn taajuuden vaihtovirtasignaalin
Signaalin seulonta, kohinan suodatus, virranbilointi ja sähkömagneettinen aaltohäiriöiden tukahduttaminen: Esimerkiksi magneettirenkaan induktori ja kytkentäkaapeli muodostavat induktorin, joka on yleisesti käytetty interferenssien vastainen komponentti elektronisissa piireissä ja jolla on hyvä suojausvaikutus korkean taajuuden kohinalle. Normaalit ja hyödylliset signaalit voivat sujuvasti ja voivat tukahduttaa korkean taajuuden häiriösignaalit
Induktorien levitys piireissä
Viestinnän piireissä induktoreita käytetään signaalin suodatukseen ja taajuuden valintaan signaalin vakaan siirron varmistamiseksi. Esimerkiksi radiotaajuuspiirissä toteutetaan esijännitys, sovittaminen, suodatus ja muut toiminnot langattoman viestinnän laadun varmistamiseksi
Voimapiirissä induktoreilla on energian varastointi ja suodatus. Niitä löytyy yleisesti DC-DC-muuntamispiirissä. Ne kerääntyvät ja vapauttavat energiaa jatkuvan virran ylläpitämiseksi, tehon stabiloimiseksi ja jännitteen vaihtelut ja melu vähentämään
Erilaisissa elektronisissa laitteissa, kuten matkapuhelimissa, tietokoneissa ja televisioissa, induktoreilla on välttämätön rooli. Emolevyn virranhallinnasta signaalinkäsittelyyn, ne ovat erottamattomia induktorien osallistumisesta, mikä vaikuttaa laitteiden suorituskykyyn ja vakauteen.
Valmistelu ennen valintaa
Selkeät piirivaatimukset
Piirin käyttötaajuusalue on tärkeää määrittää, koska induktorien suorituskyky vaihtelee eri taajuuksilla. Esimerkiksi korkeataajuisiin signaaleihin käytettyjen induktorien toimintataajuus on yleensä korkeampi, yleensä yli 1 GHz: n ja resonanssitaajuus voi olla jopa 12 GHz; Vaikka yleisiin signaaleihin käytettyjen induktorien toimintataajuus on suhteellisen pieni ja resonanssitaajuuspiste on yleensä muutaman sadan megahertsin sisällä
Ymmärrä piirin vaatimukset signaalin eheydelle. Jos piirissä on korkeat signaalin tarkkuuden ja vakauden vaatimukset, on tarpeen valita induktori, joka voi varmistaa korkealaatuisen signaalin lähetyksen signaalin vääristymisen ja häiriöiden välttämiseksi
Harkitse ympäristötekijöitä
Ympäristön lämpötilalla on merkittävä vaikutus induktorin suorituskykyyn. Lämpötilan muutokset voivat aiheuttaa muutoksia induktorin parametreihin. Esimerkiksi korkeissa lämpötiloissa materiaalin resistiivisyys voi kasvaa, mikä johtaa q -arvon laskuun ja induktorin menetyksen lisääntymiseen. Siksi on tarpeen ymmärtää ympäristön lämpötila -alue, jossa induktori toimii, ja valita induktori, jolla on vakaa suorituskyky tällä lämpötila -alueella
Kosteus voi myös vaikuttaa induktorin suorituskykyyn, etenkin joillekin induktoreille, joita ei ole hyvin suojattu. Kostea ympäristö voi aiheuttaa sen sisäisten komponenttien ruostetta ja korroosiota, mikä vaikuttaa induktorin normaaliin toimintaan.
Ymmärrä kustannusrajoitukset
Piirin suorituskykyvaatimusten täyttämisen lähtökohtana kustannukset ovat tärkeä näkökohta. Erityyppisten, teknisten ja tuotemerkkien induktorien hinnat vaihtelevat huomattavasti, ja suorituskyvyn ja kustannusten välinen tasapaino on välttämätöntä. Esimerkiksi joillakin huippuluokan induktoreilla on erinomainen suorituskyky, mutta ne ovat kalliita. Jos piirissä ei ole erityisen tiukkoja suorituskykyvaatimuksia, voit valita induktorin, jolla on korkeampi kustannussuorituskyky; Samanaikaisesti sinun on myös otettava huomioon induktorin pitkäaikainen käyttökustannukset, mukaan lukien sen vakaus, luotettavuus ja mahdolliset ylläpitokustannukset.
Ydinvalintaperiaatteet
Induktanssiarvon valinta
Määritä asianmukainen induktanssiarvo piirin tietyn toiminnon ja suunnitteluvaatimusten mukaisesti. Esimerkiksi LC -värähtelypiirissä induktanssiarvo ja kapasitanssiarvo määrittelevät yhdessä värähtelytaajuuden; Suodatinpiirissä induktanssiarvo vaikuttaa suodatusvaikutukseen ja taajuusominaisuuksiin
Kiinnitä huomiota induktanssiarvon virhealueeseen. Yleensä induktanssin virhealue on ± 10% - 20%. Piirissä, jolla on korkeat vaatimukset induktanssiarvon tarkkuutta varten
Laatukerroin (Q -arvo)
Q -arvoa kutsutaan myös laatukerroimeksi. Se on induktorin kyvyn tallentaa energiaa energian menetykseen lämpöenergian muodossa. Se heijastaa induktorin tehokkuutta vaihtovirtapiirissä. Mitä korkeampi Q -arvo, sitä parempi induktorin suorituskyky on yleensä; Q -arvoon vaikuttavat tekijät, kuten materiaali, taajuus, lämpötila ja valmistusprosessi. Materiaalit, joilla on korkea magneettinen läpäisevyys, voivat vähentää induktorien menetystä, mikä lisää Q -arvoa; Q -arvo laskee yleensä taajuuden kasvaessa; Lämpötilan noustessa materiaalin resistiivisyys kasvaa ja Q -arvo voi laskea; Valmistusprosessi, mukaan lukien kelan käämitys ja magneettisen ytimen kokoonpano, vaikuttaa myös Q -arvoon; Korkean taajuuden piireissä induktorit, joilla on korkeat Q-arvot, auttavat vähentämään signaalin vääristymiä, parantavat signaalin eheyttä, vähentävät häviöitä ja parantamaan piirien tehokkuutta ja stabiilisuutta
DC -resistenssin (DCR) merkitys
DC -vastus on induktorikäämin käämityksen tasavirta -sisäinen vastus, ja sen koko vaikuttaa piirin DC -menetykseen ja lämpötilan nousuun. Mitä suurempi DCR, sitä suurempi induktorin tehonhäviö samassa virrassa, mikä aiheuttaa induktorin lämmityksen ja vaikuttaa piirin stabiilisuuteen ja tehokkuuteen. Kun valitset induktoria, olettaen muiden suorituskykyvaatimusten täyttämisen yhteydessä sinun on yritettävä valita induktori, jolla on pieni tasavirtavastus energian menetys- ja lämmitysongelmien vähentämiseksi. Esimerkiksi korkean virran virtalähdepiirissä induktori, jolla on alhainen DCR, voi tehokkaasti vähentää jännitteen pudotusta ja parantaa virtalähteen tehokkuutta.
Itsesasonantti taajuus (SRF)
Induktorin loiskapasitanssin olemassaolon vuoksi tapahtuu LC-värähtely ja sen resonanssitaajuus on induktorin itseresonoiva taajuus. Ennen itseresonanssitaajuutta induktorin impedanssi kasvaa taajuuden lisääntyessä; Itsesolanssin jälkeen induktorin impedanssi vähenee taajuuden lisääntyessä ja siitä tulee kapasitiivinen.
Todellisissa sovelluksissa induktori, jonka resonanssitaajuuspiste on korkeampi kuin toimintataajuus, olisi valittava sen varmistamiseksi, että induktori on induktiivinen toimintataajuusalueella ja on sen asianmukainen rooli. Jos toimintataajuus ylittää resonanssitaajuuden, induktori menettää induktanssiominaisuutensa eikä voi toimia kunnolla.
Nimellisvirran määrittäminen
Nimellisvirta sisältää induktorin kyllästymisvirran ISAT ja induktorin lämpötilan nousuvirta IRMS. Yleensä ISAT: n ja IRMS: n pienempi arvo otetaan induktorin nimellisvirtaksi; Induktorin kyllästymisvirta viittaa tasavirtavirtaan, kun induktanssiarvo laskee 30%, ja induktorin lämpötilan nousuvirta on tasavirta, joka on sallittu, kun induktorin lämpötila nousee 40 ℃: lla 20 ℃: lla
Induktorin toimintavirran on oltava pienempi kuin nimellisvirta, muuten induktanssiarvo muuttuu, mikä vaikuttaa piirin normaaliin toimintaan. Piirin suunnittelussa induktori, jonka nimellisvirta on riittävän suuri, tulisi valita piirin maksimivirran mukaan, ja tietty marginaali tulisi jättää. Yleensä suositellaan, että nimellisvirta on 1,3 -kertainen piirin enimmäislähtövirta ja nimellisvirtaa tulisi käyttää alennetulla nopeudella piirin luotettavuuden parantamiseksi.
Valinta väärinkäsitykset ja varotoimet
Keskittyminen vain induktorin yhteen parametriin ja huomioimatta muiden parametrien vaikutusta. Esimerkiksi vain korkean Q -arvon saavuttaminen ottamatta huomioon induktanssiarvo, nimellisvirta ja muut parametrit täyttävät piiritarpeet, aiheuttaa piirin toiminnan oikein; Ei harkita induktorin työympäristöä, kuten lämpötila, kosteus ja muut tekijät, induktorin valitseminen, jolla on epävakaa suorituskyky todellisessa työympäristössä, vaikuttaen siten piirin luotettavuuteen ja vakauteen
Varotoimenpiteet
Kun valitset induktoria
Katso induktoritietokonetta ymmärtääksesi induktorin yksityiskohtaiset parametrit, suorituskäyrät ja sovellusvarotoimet, jotka auttavat valitsemaan ja käyttämään induktoria oikein
Joissakin erityisissä sovellusskenaarioissa, kuten korkea lämpötila, korkea paine, korkea taajuus ja muut ympäristö
Yhteenveto
Induktorivalinnan perusperiaatteisiin sisältyy asianmukaisen induktanssiarvon määrittäminen piiritarpeiden mukaisesti, kiinnittämällä huomiota laatukertoimeen (Q-arvo) induktorin tehokkuuden ja signaalin laadun parantamiseksi. Induktorit valitaan pienellä tasavirtaresistenssillä (DCR) energian menetyksen ja lämmöntuotannon vähentämiseksi varmistaen, että itsenäisyyden taajuus (SRF) on korkeampi kuin operatiivisen taajuuden varmistaminen.
Oikea induktorivalinta on ratkaisevan tärkeä piirin suorituskyvyn, stabiilisuuden ja luotettavuuden kannalta. Asianmukaiset induktorit voivat varmistaa piirin normaalin toiminnan, parantaa signaalin laatua, vähentää energian menetystä ja vähentää vian todennäköisyyttä parantaen siten koko elektronisen laitteen suorituskykyä ja käyttöiän käyttöä.
Sähköisen tekniikan jatkuvan kehityksen myötä induktorien suorituskykyvaatimukset ovat nousseet korkeammaksi. Tulevaisuudessa induktorit voivat kehittyä pienemmän koon, korkeamman suorituskyvyn ja pienemmän menetyksen suuntaan vastaamaan yhä pienempien ja korkean suorituskyvyn elektronisten laitteiden tarpeita. Samanaikaisesti uusien materiaalien ja valmistusprosessien soveltaminen tuo myös uusia mahdollisuuksia ja läpimurtoja induktorien kehitykseen.