Induktansi adalah komponen yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi magnetik dan menyimpannya. Strukturnya mirip dengan transformator, tetapi hanya memiliki satu belitan. Ini memiliki induktansi tertentu, dan karakteristiknya adalah memungkinkan arus searah dan blok arus bolak -balik. Ketika arus mengalir melalui konduktor, medan elektromagnetik dihasilkan. Induktansi adalah kuantitas fisik yang mengukur kemampuan koil untuk menghasilkan induksi elektromagnetik. Ketika arus dilewatkan melalui koil, medan magnet dihasilkan di sekitar koil, dan fluks magnet melewati itu. Semakin besar arus yang dilewati, semakin kuat medan magnet dan semakin besar fluks magnet. Fluks magnet yang melewati koil sebanding dengan arus yang dilewati. Rasio mereka disebut koefisien induktansi diri, yang merupakan induktansi.
Peran induktansi
Lulus arus searah dan blok arus bolak -balik: isolasi dan filter sinyal arus bergantian, atau membentuk sirkuit resonansi dengan kapasitor, resistor, dll., Dan memiliki efek arus terbatas pada arus bolak -balik. Ini dapat membentuk filter high-pass atau low-pass, sirkuit pergeseran fase, dan sirkuit resonansi dengan resistor atau kapasitor; Pemilihan tuning dan frekuensi: kumparan induktor dan kapasitor secara paralel dapat membentuk ircuit tuning LC. Ketika frekuensi osilasi yang melekat dari sirkuit sama dengan frekuensi sinyal non-AC, reaktansi induktif dan reaktansi kapasitif sirkuit juga sama, dan energi elektromagnetik berosilasi bolak-balik antara induktor dan kapasitor, yang merupakan fenomenon resonansi dari sirkuit LC. Saat beresonansi, reaktansi induktif dari arus loop total adalah yang terkecil dan arus adalah yang terbesar, sehingga sirkuit resonansi LC memiliki fungsi pemilihan frekuensi dan dapat memilih sinyal AC dari frekuensi tertentu
Penyaringan sinyal, pemfilteran noise, stabilisasi arus dan penekanan gangguan gelombang elektromagnetik: misalnya, induktor cincin magnetik dan kabel penghubung membentuk induktor, yang merupakan komponen anti-interferensi yang umum digunakan dalam sirkuit elektronik dan memiliki efek pelindung yang baik pada kebisingan frekuensi tinggi. Sinyal normal dan berguna dapat berlalu dengan lancar dan dapat menekan sinyal interferensi frekuensi tinggi
Penerapan induktor di sirkuit
Dalam sirkuit komunikasi, induktor digunakan untuk pemfilteran sinyal dan pemilihan frekuensi untuk memastikan transmisi sinyal yang stabil. Misalnya, di sirkuit frekuensi radio, biasing, pencocokan, penyaringan dan fungsi lainnya diimplementasikan untuk memastikan kualitas komunikasi nirkabel
Di sirkuit daya, induktor memainkan peran penyimpanan dan penyaringan energi. Mereka umumnya ditemukan di sirkuit konversi DC-DC. Mereka mengumpulkan dan melepaskan energi untuk mempertahankan arus kontinu, menstabilkan output daya, dan mengurangi fluktuasi tegangan dan kebisingan
Di berbagai perangkat elektronik, seperti ponsel, komputer, dan televisi, induktor memainkan peran yang sangat diperlukan. Dari manajemen daya pada motherboard hingga pemrosesan sinyal, mereka tidak dapat dipisahkan dari partisipasi induktor, yang mempengaruhi kinerja dan stabilitas peralatan.
Persiapan sebelum seleksi
Persyaratan sirkuit yang jelas
Sangat penting untuk menentukan rentang frekuensi operasi sirkuit, karena kinerja induktor bervariasi pada frekuensi yang berbeda. Misalnya, frekuensi operasi induktor yang digunakan untuk sinyal frekuensi tinggi biasanya lebih tinggi, umumnya di atas 1GHz, dan frekuensi resonansi dapat setinggi 12GHz; sedangkan frekuensi operasi induktor yang digunakan untuk sinyal umum relatif rendah, dan titik frekuensi resonansi umumnya dalam beberapa ratus megertz
Memahami persyaratan sirkuit untuk integritas sinyal. Jika sirkuit memiliki persyaratan tinggi untuk akurasi dan stabilitas sinyal, perlu untuk memilih induktor yang dapat memastikan transmisi sinyal berkualitas tinggi untuk menghindari distorsi sinyal dan gangguan
Pertimbangkan faktor lingkungan
Suhu sekitar memiliki dampak signifikan pada kinerja induktor. Perubahan suhu dapat menyebabkan perubahan parameter induktor. Misalnya, pada suhu tinggi, resistivitas material dapat meningkat, menghasilkan penurunan nilai Q dan peningkatan hilangnya induktor. Oleh karena itu, perlu untuk memahami kisaran suhu sekitar di mana induktor bekerja dan memilih induktor dengan kinerja yang stabil dalam kisaran suhu ini
Kelembaban juga dapat mempengaruhi kinerja induktor, terutama untuk beberapa induktor yang tidak terlindungi dengan baik. Lingkungan yang lembab dapat menyebabkan karat dan korosi komponen internalnya, sehingga mempengaruhi operasi normal induktor.
Memahami kendala biaya
Atas premis memenuhi persyaratan kinerja sirkuit, biaya adalah pertimbangan penting. Harga induktor dari berbagai jenis, spesifikasi dan merek sangat bervariasi, dan perlu untuk menemukan keseimbangan antara kinerja dan biaya. Misalnya, beberapa induktor kelas atas memiliki kinerja yang unggul tetapi mahal. Jika sirkuit tidak memiliki persyaratan kinerja yang ketat, Anda dapat memilih induktor dengan kinerja biaya yang lebih tinggi; Pada saat yang sama, Anda juga harus mempertimbangkan biaya penggunaan jangka panjang induktor, termasuk stabilitas, keandalan, dan kemungkinan biaya perawatan yang mungkin.
Prinsip Seleksi Inti
Pemilihan nilai induktansi
Tentukan nilai induktansi yang sesuai sesuai dengan fungsi spesifik dan persyaratan desain sirkuit. Misalnya, dalam sirkuit osilasi LC, nilai induktansi dan nilai kapasitansi secara bersama -sama menentukan frekuensi osilasi; Dalam sirkuit filter, nilai induktansi mempengaruhi efek penyaringan dan karakteristik frekuensi
Perhatikan kisaran kesalahan nilai induktansi. Secara umum, kisaran kesalahan induktansi adalah ± 10% - 20%. Di sirkuit dengan persyaratan tinggi untuk keakuratan nilai induktansi, perlu untuk memilih induktor dengan kesalahan yang lebih kecil untuk menghindari kinerja sirkuit yang tidak stabil karena deviasi nilai induktansi
Faktor Kualitas (Nilai Q)
Nilai Q juga disebut faktor kualitas. Ini adalah rasio kemampuan induktor untuk menyimpan energi dengan kehilangan energinya dalam bentuk energi panas. Ini mencerminkan efisiensi induktor di sirkuit AC. Semakin tinggi nilai Q, semakin baik kinerja induktor biasanya; Nilai Q dipengaruhi oleh faktor -faktor seperti material, frekuensi, suhu dan proses manufaktur. Bahan dengan permeabilitas magnetik yang tinggi dapat mengurangi hilangnya induktor, sehingga meningkatkan nilai Q; Nilai Q biasanya berkurang dengan peningkatan frekuensi; Ketika suhu naik, resistivitas material meningkat, dan nilai Q dapat menurun; Proses pembuatan, termasuk belitan kumparan dan perakitan inti magnetik, juga akan mempengaruhi nilai Q; Dalam sirkuit frekuensi tinggi, induktor dengan nilai Q tinggi membantu mengurangi distorsi sinyal, meningkatkan integritas sinyal, mengurangi kerugian, dan meningkatkan efisiensi dan stabilitas sirkuit
Pentingnya DC Resistance (DCR)
Resistansi DC adalah resistensi internal DC dari belitan kumparan induktor, dan ukurannya mempengaruhi kehilangan DC dan kenaikan suhu sirkuit. Semakin besar DCR, semakin besar kehilangan daya pada induktor pada arus yang sama, yang akan menyebabkan induktor memanas dan mempengaruhi stabilitas dan efisiensi sirkuit. Saat memilih induktor, dengan premis memenuhi persyaratan kinerja lainnya, Anda harus mencoba memilih induktor dengan resistensi DC kecil untuk mengurangi kehilangan energi dan masalah pemanasan. Misalnya, dalam sirkuit catu daya arus tinggi, induktor dengan DCR rendah dapat secara efektif mengurangi penurunan tegangan dan meningkatkan efisiensi catu daya.
Frekuensi resonansi diri (SRF)
Karena adanya kapasitansi parasit induktor, osilasi LC akan terjadi, dan frekuensi resonansi adalah frekuensi resonansi diri dari induktor. Sebelum frekuensi resonansi diri, impedansi induktor meningkat dengan meningkatnya frekuensi; Setelah frekuensi resonansi diri, impedansi induktor berkurang dengan peningkatan frekuensi, dan menjadi kapasitif.
Dalam aplikasi aktual, induktor dengan titik frekuensi resonansi lebih tinggi dari frekuensi operasi harus dipilih untuk memastikan bahwa induktor bersifat induktif dalam rentang frekuensi operasi dan memainkan peran yang tepat. Jika frekuensi operasi melebihi frekuensi resonansi, induktor akan kehilangan karakteristik induktansi dan tidak dapat bekerja dengan baik.
Penentuan arus pengenal
Arus pengenal termasuk arus saturasi induktor ISAT dan arus kenaikan suhu induktor IRM. Secara umum, nilai yang lebih kecil dari ISAT dan IRM diambil sebagai arus pengenal induktor; Arus saturasi induktor mengacu pada arus DC yang diizinkan ketika nilai induktansi turun 30%, dan arus kenaikan suhu induktor adalah arus DC diizinkan ketika suhu induktor naik 40 ℃ pada 20 ℃
Arus operasi induktor harus kurang dari arus pengenal, jika tidak nilai induktansi akan berubah, mempengaruhi operasi normal sirkuit. Saat merancang sirkuit, induktor dengan arus pengenal yang cukup besar harus dipilih sesuai dengan arus maksimum dalam sirkuit, dan margin tertentu harus dibiarkan. Secara umum direkomendasikan bahwa arus pengenal menjadi 1,3 kali arus output maksimum dalam sirkuit, dan arus pengenal harus digunakan pada tingkat yang dikurangi untuk meningkatkan keandalan sirkuit.
Kesalahpahaman dan tindakan pencegahan seleksi
Hanya berfokus pada satu parameter induktor dan mengabaikan pengaruh parameter lainnya. Misalnya, hanya mengejar nilai Q tinggi tanpa mempertimbangkan apakah nilai induktansi, parameter arus dan lain yang dinilai memenuhi persyaratan sirkuit dapat menyebabkan sirkuit tidak berfungsi dengan baik; Tidak mempertimbangkan lingkungan kerja induktor, seperti suhu, kelembaban dan faktor -faktor lain, memilih induktor dengan kinerja yang tidak stabil di lingkungan kerja aktual, sehingga mempengaruhi keandalan dan stabilitas sirkuit
Tindakan pencegahan
Saat memilih induktor, perlu secara komprehensif mempertimbangkan beberapa parameter untuk memastikan bahwa setiap parameter dapat memenuhi persyaratan sirkuit dan bekerja sama satu sama lain untuk mencapai kinerja sirkuit terbaik
Rujuk ke lembar data induktor untuk memahami parameter terperinci, kurva kinerja dan tindakan pencegahan aplikasi induktor, yang akan membantu untuk memilih dan menggunakan induktor dengan benar
Untuk beberapa skenario aplikasi khusus, seperti suhu tinggi, tekanan tinggi, frekuensi tinggi dan lingkungan lainnya, perlu untuk memilih induktor yang dirancang khusus untuk lingkungan tersebut untuk memastikan keandalan dan stabilitasnya
Ringkasan
Prinsip-prinsip inti dari pemilihan induktor termasuk menentukan nilai induktansi yang sesuai sesuai dengan persyaratan sirkuit, memperhatikan faktor kualitas (nilai Q) untuk meningkatkan efisiensi induktor dan kualitas sinyal, memilih induktor dengan resistansi DC kecil (DCR) untuk mengurangi kehilangan energi dan pemasangan panas yang tepat, untuk memastikan bahwa mondarensial yang akan dipastikan, ringkasan yang lebih tinggi, dengan frekuensi induksi (SRF) lebih tinggi dari ringkasan operasinya lebih tinggi dari ringkasan operasinya. Derating.
Seleksi induktor yang benar sangat penting untuk kinerja, stabilitas, dan keandalan sirkuit. Induktor yang tepat dapat memastikan operasi normal sirkuit, meningkatkan kualitas sinyal, mengurangi kehilangan energi, dan mengurangi probabilitas kegagalan, sehingga meningkatkan kinerja dan masa pakai seluruh perangkat elektronik.
Dengan pengembangan teknologi elektronik yang berkelanjutan, persyaratan kinerja untuk induktor semakin tinggi dan lebih tinggi. Di masa depan, induktor dapat berkembang ke arah ukuran yang lebih kecil, kinerja yang lebih tinggi, dan kerugian yang lebih rendah untuk memenuhi kebutuhan perangkat elektronik yang semakin miniatur dan berkinerja tinggi. Pada saat yang sama, penerapan bahan baru dan proses manufaktur juga akan membawa peluang dan terobosan baru untuk pengembangan induktor.