Indukčnosť je komponent, ktorý dokáže previesť elektrickú energiu na magnetickú energiu a ukladať ju. Jeho štruktúra je podobná štruktúre transformátora, ale má iba jedno vinutie. Má určitú indukčnosť a jeho charakteristikou je, že umožňuje priamy prúd a bloky striedania prúdu. Keď prúd preteká vodičom, generuje sa elektromagnetické pole. Indukčnosť je fyzikálne množstvo, ktoré meria schopnosť cievky generovať elektromagnetickú indukciu. Keď prúd prechádza cez cievku, okolo cievky sa generuje magnetické pole a cez ňu prechádza magnetický tok. Čím väčší prúd prešiel, tým silnejšie je magnetické pole a väčšie magnetický tok. Magnetický tok prechádzajúci cez cievku je úmerný prejdeným prúdom. Ich pomer sa nazýva koeficient sebavedomia, ktorý je indukčnosťou.
Úloha indukčnosti
Prejdite priamy prúd a blokový striedavý prúd: Izolát a filter Signály striedavého prúdu alebo vytvorte rezonančný obvod s kondenzátormi, rezistormi atď. A majú obmedzený prúd na striedavý prúd. Môže tvoriť filter s vysokým priechodom alebo dolného priechodu, obvod fázového posunu a rezonančný obvod s odpormi alebo kondenzátormi; Výber ladenia a frekvencie: Induktorová cievka a kondenzátor paralelne môžu tvoriť Ircuit LC ladenie. Ak sa inherentná frekvencia oscilácie obvodu rovná frekvencii signálu ne-AC, indukčná reaktancia a kapacitná reaktancia obvodu sú tiež rovnaké a elektromagnetická energia osciluje tam a späť medzi induktorom a kondenzátorom, ktorý je javom rezonancie LC obvodu. Pri rezonácii je induktívna reaktancia celkového slučkového prúdu najmenšia a prúd je najväčší, takže LC rezonančný obvod má funkciu výberu frekvencie a môže zvoliť striedavý signál určitej frekvencie
Skríning signálu, filtrovanie hluku, stabilizácia prúdu a potlačenie interferencie elektromagnetickej vlny: napríklad induktor magnetického krúžku a spojovací kábel tvoria induktor, ktorý je bežne používanou zložkou anti-interferencie v elektronických obvodoch a má dobrý tieniaci účinok na vysokofrekvenčný šum. Normálne a užitočné signály môžu prechádzať hladko a môžu dobre potlačiť vysokofrekvenčné interferenčné signály
Aplikácia induktorov v obvodoch
V komunikačných obvodoch sa induktory používajú na filtrovanie signálu a výber frekvencie na zabezpečenie stabilného prenosu signálu. Napríklad v rádiových frekvenčných obvodoch sa implementujú zaujatosť, porovnávanie, filtrovanie a ďalšie funkcie, aby sa zabezpečila kvalita bezdrôtovej komunikácie
V energetických obvodoch hrajú induktori úlohu ukladania a filtrovania energie. Bežne sa vyskytujú pri konverzných obvodoch DC-DC. Zhromažďujú a uvoľňujú energiu, aby sa udržali nepretržitý prúd, stabilizovali výkon výkonu a znižovali kolísanie napätia a hluk
V rôznych elektronických zariadeniach, ako sú mobilné telefóny, počítače a televízory, zohrávajú induktory nevyhnutnú úlohu. Od správy energie na základnej doske po spracovanie signálu sú neoddeliteľné od účasti induktorov, čo ovplyvňuje výkon a stabilitu zariadenia.
Príprava pred výberom
Čisté požiadavky na obvody
Je rozhodujúce určiť rozsah prevádzkovej frekvencie obvodu, pretože výkon induktorov sa líši pri rôznych frekvenciách. Napríklad prevádzková frekvencia induktorov používaných pre vysokofrekvenčné signály je zvyčajne vyššia, zvyčajne nad 1 GHz a rezonančná frekvencia môže byť až 12 GHz; Zatiaľ čo prevádzková frekvencia induktorov používaných pre všeobecné signály je pomerne nízka a rezonančný frekvenčný bod je zvyčajne v rámci niekoľkých stoviek megahertzov
Pochopte požiadavky obvodu na integritu signálu. Ak má obvod vysoké požiadavky na presnosť a stabilitu signálu, je potrebné vybrať induktora, ktorý môže zabezpečiť vysokokvalitný prenos signálu, aby sa zabránilo skresleniu a rušenia signálu
Zvážte faktory životného prostredia
Okolitá teplota má významný vplyv na výkon induktora. Zmeny teploty môžu spôsobiť zmeny parametrov induktora. Napríklad pri vysokých teplotách sa môže zvýšiť odpor materiálu, čo vedie k zníženiu hodnoty Q a zvýšeniu straty induktora. Preto je potrebné pochopiť okolie teplotného rozsahu, v ktorom induktor funguje, a vybrať induktora so stabilným výkonom v tomto teplotnom rozsahu
Vlhkosť môže tiež ovplyvniť výkon induktora, najmä u niektorých induktorov, ktoré nie sú dobre chránené. Vlhké prostredie môže spôsobiť hrdzu a koróziu jej vnútorných komponentov, čo ovplyvňuje normálnu činnosť induktora.
Porozumieť obmedzeniam nákladov
Pokiaľ ide o predpoklad splnenia požiadaviek na výkonnosť obvodu, náklady sú dôležitým faktorom. Ceny induktorov rôznych typov, špecifikácií a značiek sa veľmi líšia a je potrebné nájsť rovnováhu medzi výkonom a nákladmi. Napríklad niektoré špičkové induktory majú vynikajúci výkon, ale sú drahé. Ak obvod nemá zvlášť prísne požiadavky na výkon, môžete si vybrať induktora s vyšším výkonom nákladov; Zároveň musíte zvážiť aj náklady na dlhodobé použitie induktora vrátane jeho stability, spoľahlivosti a možných nákladov na údržbu.
Základné zásady výberu
Výber hodnoty indukčnosti
Stanovte príslušnú indukčnú hodnotu podľa špecifických funkcií a požiadaviek na konštrukciu obvodu. Napríklad v oscilačnom obvode LC, hodnota indukčnosti a hodnota kapacity spoločne určujú frekvenciu kmitania; Vo filtračnom obvode hodnota indukčnosti ovplyvňuje efekt filtrovania a frekvenčné charakteristiky
Venujte pozornosť rozsahu chýb hodnoty indukčnosti. Všeobecne platí, že rozsah chýb indukčnosti je ± 10% - 20%. V obvode s vysokými požiadavkami na presnosť hodnoty indukčnosti je potrebné vybrať induktora s menšou chybou, aby sa predišlo nestabilnému výkonu obvodu v dôsledku odchýlky s indukčnou hodnotou
Kvalitný faktor (hodnota Q)
Hodnota Q sa tiež nazýva faktor kvality. Je to pomer schopnosti induktora ukladať energiu k strate energie vo forme tepelnej energie. Odráža účinnosť induktora v obvode striedavého prúdu. Čím vyššia je hodnota Q, tým lepší je výkon induktora zvyčajne; Hodnota Q je ovplyvnená faktormi, ako je materiál, frekvencia, teplota a výrobný proces. Materiály s vysokou magnetickou priepustnosťou môžu znížiť stratu induktorov, čím sa zvýši hodnota Q; Hodnota Q sa zvyčajne znižuje so zvyšujúcou sa frekvenciou; Keď teplota stúpa, odpor materiálu sa zvyšuje a hodnota Q sa môže znížiť; Výrobný proces vrátane vinutia cievky a zostavy magnetického jadra ovplyvní aj hodnotu Q; V vysokofrekvenčných obvodoch pomáhajú induktory s vysokými hodnotami Q znižovať skreslenie signálu, zlepšovať integritu signálu, znižovať straty a zlepšovať účinnosť a stabilitu obvodu a stabilitu obvodu
Dôležitosť DC odporu (DCR)
Odpor DC je vnútorný odpor DC vnútorného odporu vinutia indukčnej cievky a jeho veľkosť ovplyvňuje stratu DC a zvýšenie teploty obvodu. Čím väčší je DCR, tým väčšia strata energie na induktore pri rovnakom prúde, čo spôsobí, že induktor sa zahrieva a ovplyvní stabilitu a účinnosť obvodu. Pri výbere induktora by ste sa mali pokúsiť zvoliť induktora s malým odporom jednosmerného odporu na zníženie straty energie a vykurovanie. Napríklad v obvode napájacieho zdroja s vysokým prúdom môže induktor s nízkou DCR účinne znížiť pokles napätia a zlepšiť účinnosť napájania.
Seba-rezonančná frekvencia (SRF)
Vzhľadom na existenciu parazitickej kapacity induktora dôjde k oscilácii LC a jeho rezonančná frekvencia je samohodonantnou frekvenciou induktora. Pred frekvenciou sebaobrana sa impedancia induktora zvyšuje so zvýšením frekvencie; Po samostatnej frekvencii sa impedancia induktora znižuje so zvýšením frekvencie a stáva sa kapacitnou.
V skutočných aplikáciách by sa mal zvoliť induktor s rezonančným frekvenčným bodom vyšším ako prevádzková frekvencia, aby sa zabezpečilo, že induktor je induktívny v rozsahu prevádzkovej frekvencie a hrá svoju náležitú úlohu. Ak prevádzková frekvencia prekročí rezonančnú frekvenciu, induktor stratí svoje indukčné charakteristiky a nemôže správne fungovať.
Stanovenie hodnoteného prúdu
Menovaný prúd obsahuje ISAT sýtosti induktora a IRM INDUCTOR CEMTERT IRMS. Všeobecne platí, že menšia hodnota ISAT a IRMS sa považuje za menovitý prúd induktora; Induktorový saturačný prúd sa vzťahuje na DC prúd, ktorý je povolený, keď hodnota indukčnosti klesne o 30%, a zvýšenie teploty induktora je povolený prúd jednosmerného prúdu, keď teplota induktora stúpa o 40 ℃ pri 20 ℃
Prevádzkový prúd induktora musí byť menší ako menovité prúd, inak sa zmení hodnota indukčnosti, čo ovplyvňuje normálnu činnosť obvodu. Pri navrhovaní obvodu by sa mal induktor s dostatočne menší prúd zvoliť podľa maximálneho prúdu v obvode a mal by zostať určitý okraj. Všeobecne sa odporúča, aby bol menovitý prúd 1,3 -násobok maximálneho výstupného prúdu v obvode a menovaný prúd by sa mal použiť so zníženou rýchlosťou na zlepšenie spoľahlivosti obvodu.
Výber nedorozumenia a preventívne opatrenia
Zameranie sa iba na jeden parameter induktora a ignorovanie vplyvu iných parametrov. Napríklad sledovanie vysokej hodnoty Q bez zváženia, či hodnota indukčnosti, hodnotený prúd a ďalšie parametre spĺňajú požiadavky obvodu, môže spôsobiť, že obvod nebude správne fungovať; Nezohľadní pracovné prostredie induktora, ako je teplota, vlhkosť a ďalšie faktory, výber induktora s nestabilným výkonom v skutočnom pracovnom prostredí, čím ovplyvňuje spoľahlivosť a stabilitu obvodu
Prevencia
Pri výbere induktora je potrebné komplexne zvážiť viac parametrov, aby sa zabezpečilo, že každý parameter môže spĺňať požiadavky obvodu a navzájom spolupracovať, aby sa dosiahol najlepší výkon obvodu
Pozrite sa na údajový list induktora, aby ste pochopili podrobné parametre, krivky výkonu a preventívne opatrenia aplikácie, ktoré pomôže správne vybrať a používať induktor
Pre niektoré špeciálne aplikačné scenáre, ako napríklad vysoký teplota, vysoký tlak, vysokofrekvenčné a iné prostredie, je potrebné vybrať induktora špeciálne navrhnutého pre takéto prostredia, aby sa zabezpečila jeho spoľahlivosť a stabilita
Zhrnutie
Medzi základné princípy výberu induktora patrí určenie vhodnej indukčnej hodnoty podľa požiadaviek na obvody, venujúcu pozornosť faktoru kvality (hodnota Q) na zlepšenie účinnosti induktora a kvality signálu, výber induktorov s malým jednosmerným odporom (DCR) na zníženie straty energie a tvorbu tepla a generovanie tepla, zabezpečenie toho, aby samostatná frekvencia (SRF) bola vyššia ako prevádzková frekvencia, aby sa zaistilo povahy na uvažovanie a určovanie určitého konania s určitým krčmom.
Správny výber induktora je rozhodujúci pre výkon, stabilitu a spoľahlivosť obvodu. Vhodné induktory môžu zabezpečiť normálnu prevádzku obvodu, zlepšiť kvalitu signálu, znížiť stratu energie a znížiť pravdepodobnosť zlyhania, čím sa zlepší výkonnosť a životnosť prevádzky celého elektronického zariadenia.
Pri neustálom vývoji elektronických technológií sa výkonnostné požiadavky na induktory zvyšujú a vyššie. V budúcnosti sa môžu induktory vyvíjať v smere menšej veľkosti, vyššej výkonnosti a nižšej straty, aby sa uspokojili potreby stále viac miniaturizovaných a vysoko výkonných elektronických zariadení. Aplikácia nových materiálov a výrobných procesov zároveň prinesie nové príležitosti a prielomy na rozvoj induktorov.