Inductanța este o componentă care poate converti energia electrică în energie magnetică și o depozitează. Structura sa este similară cu cea a unui transformator, dar are o singură înfășurare. Are o anumită inductanță, iar caracteristica sa este aceea că permite curentul direct și blochează curentul alternativ. Când curentul curge printr -un conductor, se generează un câmp electromagnetic. Inductanța este o cantitate fizică care măsoară capacitatea unei bobine de a genera inducție electromagnetică. Când curentul este trecut printr -o bobină, un câmp magnetic este generat în jurul bobinei, iar fluxul magnetic trece prin ea. Cu cât este mai mare curentul a trecut, cu atât câmpul magnetic este mai puternic și cu atât fluxul magnetic este mai mare. Fluxul magnetic care trece prin bobină este proporțional cu curentul trecut. Raportul lor se numește coeficientul de auto-inductanță, care este inductanța.
Rolul inductanței
Treceți curent direct și blocați curentul alternativ: izolați și filtrați semnalele de curent alternative alternative sau formați un circuit rezonant cu condensatoare, rezistențe etc. și au un efect de curent limitat asupra curentului alternativ. Poate forma un filtru cu trecere mare sau cu trecere mică, un circuit de deplasare în fază și un circuit rezonant cu rezistențe sau condensatoare; Reglarea și selecția frecvenței: o bobină inductor și un condensator în paralel pot forma un IRCUit de reglare LC. Atunci când frecvența de oscilație inerentă a circuitului este egală cu frecvența semnalului non-AC, reactanța inductivă și reactanța capacitivă a circuitului sunt, de asemenea, egale, iar energia electromagnetică oscilează înainte și înapoi între inductor și condensator, care este fenomenul de rezonanță al circuitului LC. La rezonare, reactanța inductivă a curentului total de buclă este cea mai mică, iar curentul este cel mai mare, astfel încât circuitul rezonant LC are funcția de a selecta frecvența și poate selecta un semnal de curent alternativ de o anumită frecvență
Screeningul semnalului, filtrarea zgomotului, stabilizarea curentului și suprimarea interferenței undelor electromagnetice: de exemplu, inductorul inelului magnetic și cablul de conectare formează un inductor, care este o componentă anti-interferență utilizată în circuite electronice și are un efect de ecranare bun asupra zgomotului de înaltă frecvență. Semnalele normale și utile pot trece fără probleme și pot suprima bine semnalele de interferență de înaltă frecvență
Aplicarea inductorilor în circuite
În circuitele de comunicare, inductorii sunt folosiți pentru filtrarea semnalului și selecția frecvenței pentru a asigura transmisia stabilă a semnalului. De exemplu, în circuitele de frecvență radio, părtinirea, potrivirea, filtrarea și alte funcții sunt implementate pentru a asigura calitatea comunicării fără fir
În circuitele de alimentare, inductorii joacă rolul de stocare și filtrare a energiei. Se găsesc în mod obișnuit în circuitele de conversie DC-DC. Acumulează și eliberează energie pentru a menține curent continuu, stabilizează puterea de putere și reduc fluctuațiile și zgomotul tensiunii
În diferite dispozitive electronice, cum ar fi telefoanele mobile, computerele și televizoarele, inductorii joacă un rol indispensabil. De la gestionarea puterii de pe placa de bază până la procesarea semnalului, acestea sunt inseparabile de la participarea inductorilor, ceea ce afectează performanța și stabilitatea echipamentului.
Pregătirea înainte de selecție
Cerințe clare de circuit
Este crucial să se determine intervalul de frecvență de funcționare a circuitului, deoarece performanța inductorilor variază la frecvențe diferite. De exemplu, frecvența de funcționare a inductorilor folosiți pentru semnale de înaltă frecvență este de obicei mai mare, în general peste 1GHz, iar frecvența rezonantă poate fi de până la 12GHz; în timp ce frecvența de funcționare a inductorilor folosiți pentru semnale generale este relativ scăzută, iar punctul de frecvență rezonant este, în general, în câteva sute de megahertz
Înțelegeți cerințele circuitului pentru integritatea semnalului. Dacă circuitul are cerințe ridicate pentru precizia și stabilitatea semnalului, este necesar să se selecteze un inductor care să poată asigura transmisia semnalului de înaltă calitate pentru a evita distorsiunea și interferența semnalului
Luați în considerare factorii de mediu
Temperatura ambiantă are un impact semnificativ asupra performanței inductorului. Modificările de temperatură pot provoca modificări ale parametrilor inductorului. De exemplu, la temperaturi ridicate, rezistivitatea materialului poate crește, ceea ce duce la o scădere a valorii Q și o creștere a pierderii inductorului. Prin urmare, este necesar să înțelegem intervalul de temperatură ambiental în care inductorul funcționează și să selecteze un inductor cu performanțe stabile în acest interval de temperatură
Umiditatea poate afecta și performanța inductorului, în special pentru unii inductori care nu sunt bine protejați. Un mediu umed poate provoca rugina și coroziunea componentelor sale interne, afectând astfel funcționarea normală a inductorului.
Înțelegeți constrângerile de costuri
Pe premisa îndeplinirii cerințelor de performanță a circuitului, costul este o considerație importantă. Prețurile inductorilor de diferite tipuri, specificații și mărci variază foarte mult și este necesar să se găsească un echilibru între performanță și cost. De exemplu, unii inductori de înaltă calitate au performanțe superioare, dar sunt scumpe. Dacă circuitul nu are cerințe de performanță deosebit de stricte, puteți alege un inductor cu o performanță cu costuri mai mari; În același timp, trebuie să luați în considerare și costul de utilizare pe termen lung al inductorului, inclusiv stabilitatea, fiabilitatea și costurile posibile de întreținere.
Principiile de selecție de bază
Selectarea valorii inductanței
Determinați valoarea corespunzătoare a inductanței în funcție de funcția și cerințele de proiectare specifice ale circuitului. De exemplu, în circuitul de oscilație LC, valoarea inductanței și valoarea capacității determină în comun frecvența de oscilație; În circuitul filtrului, valoarea inductanței afectează efectul de filtrare și caracteristicile frecvenței
Acordați atenție intervalului de erori al valorii inductanței. În general, intervalul de eroare al inductanței este de ± 10% - 20%. În circuit cu cerințe ridicate pentru exactitatea valorii inductanței, este necesar să selectați un inductor cu o eroare mai mică pentru a evita performanța instabilă a circuitului din cauza abaterii valorii inductanței
Factorul de calitate (valoarea Q)
Valoarea Q se numește și factorul de calitate. Este raportul dintre capacitatea inductorului de a stoca energie la pierderea de energie sub formă de energie termică. Acesta reflectă eficiența inductorului în circuitul AC. Cu cât valoarea Q este mai mare, cu atât este mai bună performanța inductorului; Valoarea Q este afectată de factori precum materiale, frecvență, temperatură și proces de fabricație. Materialele cu permeabilitate magnetică ridicată pot reduce pierderea inductorilor, crescând astfel valoarea Q; Valoarea Q scade de obicei odată cu creșterea frecvenței; Pe măsură ce temperatura crește, rezistivitatea materialului crește, iar valoarea Q poate scădea; Procesul de fabricație, inclusiv înfășurarea bobinei și ansamblul miezului magnetic, va afecta, de asemenea, valoarea Q; În circuitele de înaltă frecvență, inductorii cu valori Q ridicate ajută la reducerea distorsiunii semnalului, la îmbunătățirea integrității semnalului, la reducerea pierderilor și la îmbunătățirea eficienței și stabilității circuitului
Importanța rezistenței DC (DCR)
Rezistența la curent continuu este rezistența internă DC a înfășurării bobinei inductor, iar dimensiunea acesteia afectează pierderea de curent continuu și creșterea temperaturii a circuitului. Cu cât este mai mare DCR, cu atât este mai mare pierderea de putere a inductorului la același curent, ceea ce va determina inductorul să se încălzească și să afecteze stabilitatea și eficiența circuitului. Atunci când selectați un inductor, pe premisa de a îndeplini alte cerințe de performanță, ar trebui să încercați să alegeți un inductor cu o mică rezistență la curent continuu pentru a reduce problemele de pierdere de energie și încălzire. De exemplu, într-un circuit de alimentare cu curent ridicat, un inductor cu un DCR scăzut poate reduce eficient căderea de tensiune și poate îmbunătăți eficiența sursei de alimentare.
Frecvența de auto-rezonanță (SRF)
Datorită existenței capacității parazite a inductorului, va avea loc oscilația LC, iar frecvența rezonantă a acesteia este frecvența auto-rezonantă a inductorului. Înainte de frecvența auto-rezonantă, impedanța inductorului crește odată cu creșterea frecvenței; După frecvența auto-rezonantă, impedanța inductorului scade odată cu creșterea frecvenței și devine capacitivă.
În aplicațiile reale, ar trebui să fie selectat un inductor cu un punct de frecvență rezonant mai mare decât frecvența de funcționare pentru a se asigura că inductorul este inductiv în intervalul de frecvență de funcționare și își joacă rolul cuvenit. Dacă frecvența de operare depășește frecvența rezonantă, inductorul își va pierde caracteristicile de inductanță și nu poate funcționa corect.
Determinarea curentului nominal
Curentul nominal include ISAT -ul curentului de saturație al inductorului și IRM -urile de creștere a temperaturii inductorului. În general, valoarea mai mică a ISAT și IRMS este luată ca curent nominal al inductorului; Curentul de saturație al inductorului se referă la curentul DC permis atunci când valoarea inductanței scade cu 30%, iar curentul de creștere a temperaturii inductorului este curentul DC permis atunci când temperatura inductorului crește cu 40 ℃ la 20 ℃
Curentul de funcționare al inductorului trebuie să fie mai mic decât curentul nominal, altfel valoarea inductanței se va schimba, afectând funcționarea normală a circuitului. Când proiectați circuitul, inductorul cu un curent nominal suficient de mare ar trebui să fie selectat în funcție de curentul maxim din circuit și ar trebui lăsată o anumită marjă. În general, se recomandă ca curentul nominal să fie de 1,3 ori curentul de ieșire maxim în circuit, iar curentul nominal trebuie utilizat la o viteză redusă pentru a îmbunătăți fiabilitatea circuitului.
Selecție neînțelegeri și precauții
Concentrându -se doar pe un parametru al inductorului și ignorând influența altor parametri. De exemplu, urmărirea unei valori Q ridicate, fără a lua în considerare dacă valoarea inductanței, curentul nominal și alți parametri îndeplinesc cerințele circuitului pot determina circuitul să nu funcționeze corect; Nu ia în considerare mediul de lucru al inductorului, cum ar fi temperatura, umiditatea și alți factori, selectând un inductor cu performanțe instabile în mediul de lucru real, afectând astfel fiabilitatea și stabilitatea circuitului
Precauții
Atunci când selectați un inductor, este necesar să luați în considerare în mod cuprinzător mai mulți parametri pentru a vă asigura că fiecare parametru poate îndeplini cerințele circuitului și să coopereze între ei pentru a obține performanța cea mai bună a circuitului
Consultați fișa tehnică inductor pentru a înțelege parametrii detaliate, curbele de performanță și precauțiile aplicației inductorului, care vor ajuta la selectarea și utilizarea corectă a inductorului
Pentru unele scenarii speciale de aplicare, cum ar fi temperaturi ridicate, presiune ridicată, frecvență ridicată și alte medii, este necesar să se selecteze un inductor special conceput pentru astfel de medii pentru a -și asigura fiabilitatea și stabilitatea
Rezumat
The core principles of inductor selection include determining the appropriate inductance value according to circuit requirements, paying attention to the quality factor (Q value) to improve inductor efficiency and signal quality, selecting inductors with small DC resistance (DCR) to reduce energy loss and heat generation, ensuring that the self-resonant frequency (SRF) is higher than the operating frequency to ensure the inductor characteristics, and determining the appropriate rated current with a certain margin for dering.
Selectarea corectă a inductorilor este crucială pentru performanța, stabilitatea și fiabilitatea circuitului. Inductorii adecvați pot asigura funcționarea normală a circuitului, pot îmbunătăți calitatea semnalului, pot reduce pierderea de energie și pot reduce probabilitatea de eșec, îmbunătățind astfel performanța și durata de viață a întregului dispozitiv electronic.
Odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei electronice, cerințele de performanță pentru inductori sunt din ce în ce mai mari. În viitor, inductorii se pot dezvolta în direcția de dimensiuni mai mici, performanțe mai mari și pierderi mai mici pentru a răspunde nevoilor dispozitivelor electronice din ce în ce mai miniaturizate și de înaltă performanță. În același timp, aplicarea de noi materiale și procese de fabricație va aduce, de asemenea, noi oportunități și descoperiri pentru dezvoltarea inductorilor.