Induktivnost je komponenta, ki lahko pretvori električno energijo v magnetno energijo in jo shrani. Njegova struktura je podobna kot pri transformatorju, vendar ima le eno navijanje. Ima določeno induktivnost, njegova značilnost pa je, da omogoča neposredni tok in blokira izmenični tok. Ko tok teče skozi prevodnik, nastane elektromagnetno polje. Induktivnost je fizična količina, ki meri sposobnost tuljave za ustvarjanje elektromagnetne indukcije. Ko tok prehaja skozi tuljavo, se okoli tuljave nastaja magnetno polje in skozi njo prehaja magnetni tok. Večji kot tok je minil, močnejši je magnetno polje in večji magnetni tok. Magnetni tok, ki poteka skozi tuljavo, je sorazmerni s spremenjenim tokom. Njihovo razmerje se imenuje koeficient samoinduktivnosti, ki je induktivnost.
Vloga induktivnosti
Prenesite neposredni tok in blok izmenični tok: izolacijo in filtriranje izmeničnih tokovnih signalov ali oblikujte resonančni vezje s kondenzatorji, upori itd. In imejte omejen tok na izmenični tok. Lahko tvori filter z visokim ali nizkim pasom, vezje faznega premika in resonančno vezje z upori ali kondenzatorji; Izbira nastavitve in frekvence: induktorska tuljava in kondenzator vzporedno lahko tvorita LC nastavitveni ircuit. Kadar je frekvenca nihanja vezja enaka frekvenci signala, ki ni AC, sta enaki induktivni reaktanci in kapacitivni reaktanci vezja, elektromagnetna energija pa niha med induktorjem in kondenzatorjem, ki je resonančni fenomen LC vezja. Pri odmevanju je induktivna reaktanca celotnega toka zanke najmanjša in tok je največji, zato ima LC resonančno vezje funkcijo izbire frekvence in lahko izbere izmenični signal določene frekvence
Pregled signala, filtriranje hrupa, stabilizacija toka in zatiranje motenj elektromagnetnega vala: na primer induktor magnetnega obroča in priključni kabel tvori induktor, ki je pogosto uporabljena komponenta proti interferencam v elektronskih vezjih in ima dober zaščitni učinek na visokofrekvenčni hrup. Običajni in uporabni signali lahko prehajajo gladko in lahko dobro zatirajo visokofrekvenčne motnje
Uporaba induktorjev v vezjih
V komunikacijskih vezjih se induktorji uporabljajo za filtriranje signala in izbiro frekvence, da se zagotovi stabilen prenos signala. Na primer, v radiofrekvenčnih vezjih se izvajajo pristranskost, ujemanje, filtriranje in druge funkcije, da se zagotovi kakovost brezžične komunikacije
V električnih tokokrogih induktorji igrajo vlogo shranjevanja in filtriranja energije. Običajno jih najdemo v pretvorljivih vezjih DC-DC. Zbirajo in sproščajo energijo, da vzdržujejo neprekinjeni tok, stabilizirajo izhodno moč in zmanjšajo nihanja napetosti in hrup
V različnih elektronskih napravah, kot so mobilni telefoni, računalniki in televizorji, induktorji igrajo nepogrešljivo vlogo. Od upravljanja električne energije na matični plošči do obdelave signala so neločljivi od udeležbe induktorjev, kar vpliva na delovanje in stabilnost opreme.
Priprava pred izbiro
Jasne zahteve po vezju
Ključnega pomena je določiti delovno frekvenčno območje vezja, saj se zmogljivost induktorjev razlikuje pri različnih frekvencah. Na primer, delovna frekvenca induktorjev, ki se uporabljajo za visokofrekvenčne signale, je običajno višja, na splošno nad 1 GHz, resonančna frekvenca pa je lahko kar 12 GHz; Medtem ko je delovna frekvenca induktorjev, ki se uporabljajo za splošne signale, razmeroma nizka, resonančna frekvenčna točka
Razumeti zahteve vezja za celovitost signala. Če ima vezje visoke zahteve za natančnost in stabilnost signala, je treba izbrati induktor, ki lahko zagotovi visokokakovosten prenos signala, da se izognete izkrivljanju in motenj signala
Razmislite o okoljskih dejavnikih
Temperatura okolice pomembno vpliva na delovanje induktorja. Temperaturne spremembe lahko povzročijo spremembe parametrov induktorja. Na primer, pri visokih temperaturah se lahko upor materiala poveča, kar povzroči zmanjšanje vrednosti Q in povečanje izgube induktorja. Zato je treba razumeti območje temperature okolice, v katerem induktor deluje, in izbrati induktor s stabilno zmogljivostjo v tem temperaturnem območju
Vlažnost lahko vpliva tudi na delovanje induktorja, zlasti za nekatere induktorje, ki niso dobro zaščiteni. Vlažno okolje lahko povzroči rje in korozijo njegovih notranjih komponent, kar vpliva na normalno delovanje induktorja.
Razumeti omejitve stroškov
Ob predpostavki izpolnjevanja zahtev glede zmogljivosti v vezju so stroški pomembna. Cene induktorjev različnih vrst, specifikacij in blagovnih znamk se močno razlikujejo, zato je treba najti ravnovesje med uspešnostjo in stroški. Na primer, nekateri induktorji višjega cenovnega razreda imajo vrhunske zmogljivosti, vendar so drage. Če vezje nima posebej strogih zahtev glede zmogljivosti, lahko izberete induktor z višjo zmogljivostjo stroškov; Hkrati morate upoštevati tudi dolgoročne stroške uporabe induktorja, vključno z njegovo stabilnostjo, zanesljivostjo in morebitnimi stroški vzdrževanja.
Načela jedra izbire
Izbira vrednosti induktivnosti
Določite ustrezno vrednost induktivnosti glede na posebne funkcije in zahteve po oblikovanju vezja. Na primer, v LC nihajnem vezju vrednost induktivnosti in vrednost kapacitivnosti skupaj določita frekvenco nihanja; V filtrirnem vezju vrednost induktivnosti vpliva na učinek filtriranja in frekvence
Bodite pozorni na območje napak vrednosti induktivnosti. Na splošno je območje napak induktivnosti ± 10% - 20%. V vezju z visokimi zahtevami za natančnost vrednosti induktivnosti je treba izbrati induktor z manjšo napako, da se izognete nestabilnim zmogljivostim zaradi odstopanja vrednosti induktivne vrednosti
Faktor kakovosti (vrednost Q)
Vrednost Q se imenuje tudi faktor kakovosti. To je razmerje med sposobnostjo induktorja, da shrani energijo in izgubo energije v obliki toplotne energije. Odseva učinkovitost induktorja v izmeničnem vezju. Višja kot je vrednost Q, boljša je zmogljivost induktorja; Na vrednost Q vplivajo dejavniki, kot so material, frekvenca, temperatura in proizvodni postopek. Materiali z visoko magnetno prepustnostjo lahko zmanjšajo izgubo induktorjev in s tem povečajo vrednost Q; Vrednost Q se običajno zmanjša z naraščajočo frekvenco; Ko temperatura narašča, se upornost materiala poveča in vrednost Q se lahko zmanjša; Proces proizvodnje, vključno z navijanje tuljave in sklopom magnetnega jedra, bo vplival tudi na vrednost Q; V visokofrekvenčnih tokokrogih induktorji z visokimi vrednostmi Q pomagajo zmanjšati popačenje signala, izboljšati celovitost signala, zmanjšati izgube in izboljšati učinkovitost in stabilnost vezja
Pomen odpornosti na DC (DCR)
DC odpornost je notranja odpornost na navijanje indukcijske tuljave DC, njegova velikost pa vpliva na izgubo DC in temperaturno dvig vezja. Večji kot je DCR, večja je izguba energije na induktorju v istem toku, zaradi česar se bo induktor segreval in vplival na stabilnost in učinkovitost vezja. Pri izbiri induktorja na predpostavki izpolnjevanja drugih zahtev glede uspešnosti poskusite izbrati induktorja z majhno odpornostjo na DC, da zmanjšate izgubo energije in težave z ogrevanjem. Na primer, v visokotokovni napajalni tokokrog lahko induktor z nizkim DCR učinkovito zmanjša padec napetosti in izboljša učinkovitost napajanja.
Samoresonančna frekvenca (SRF)
Zaradi obstoja parazitske kapacitivnosti induktorja se bo pojavila nihanje LC, njegova resonančna frekvenca pa je samoresonančna frekvenca induktorja. Pred samoresonančno frekvenco se impedanca induktorja poveča s povečanjem frekvence; Po samoresonančni frekvenci se impedanca induktorja zmanjšuje s povečanjem frekvence in postane kapacitivna.
V dejanskih aplikacijah je treba izbrati induktor z resonančno frekvenčno točko, ki je višja od delovne frekvence, da se zagotovi, da je induktor induktiven v obratovalnem frekvenčnem območju in ima svojo vlogo. Če delovna frekvenca presega resonančno frekvenco, bo induktor izgubil lastnosti induktivnosti in ne more pravilno delovati.
Določitev ocenjenega toka
Nazivni tok vključuje ISAT nasičenega toka induktorja in IRM -jev temperature induktorja. Na splošno se kot nazivni tok induktorja jemlje manjša vrednost ISAT in IRM; Tok nasičenja induktorja se nanaša na dovoljen tok DC, ko vrednost induktivnosti pade za 30%, tok dviga temperature induktorja
Delovni tok induktorja mora biti manjši od nazivnega toka, sicer se bo vrednost induktivnosti spremenila, kar vpliva na normalno delovanje vezja. Pri načrtovanju vezja je treba induktor z nazivnim tokom dovolj velik izbrati glede na največji tok v vezju in pustiti določeno mejo. Na splošno je priporočljivo, da je nazivni tok 1,3 -krat večji največji izhodni tok v vezju, nazivni tok pa je treba uporabiti z zmanjšano hitrostjo za izboljšanje zanesljivosti vezja.
Izbira nesporazumov in previdnostnih ukrepov
Osredotočenost na en parameter induktorja in ignoriranje vpliva drugih parametrov. Na primer, samo pridobiti visoko vrednost Q, ne da bi upoštevali, ali vrednost induktivnosti, nazivni tok in drugi parametri izpolnjujejo zahteve vezja, lahko povzroči, da vezje ne deluje pravilno; Če ne upoštevamo delovnega okolja induktorja, kot so temperatura, vlaga in drugi dejavniki, izbira induktorja z nestabilnim delovanjem v dejanskem delovnem okolju, s čimer vpliva na zanesljivost in stabilnost vezja
Previdnostni ukrepi
Pri izbiri induktorja je treba celovito razmisliti o več parametrih, da se zagotovi, da lahko vsak parameter izpolnjuje zahteve vezja in medsebojno sodeluje, da dosežemo najboljše zmogljivosti vezja
Glejte podatkovni list inductor, če želite razumeti podrobne parametre, krivulje uspešnosti in previdnostne ukrepe za uporabo induktorja, kar bo pomagalo pravilno izbirati in uporabiti induktor
Za nekatere posebne scenarije uporabe, kot so visoka temperatura, visok tlak, visoka frekvenca in drugo okolje, je treba izbrati induktor, posebej zasnovan za takšna okolja, da se zagotovi njena zanesljivost in stabilnost
Povzetek
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 marža za deriranje.
Pravilna izbira induktorja je ključnega pomena za zmogljivost, stabilnost in zanesljivost vezja. Ustrezni induktorji lahko zagotovijo normalno delovanje vezja, izboljšajo kakovost signala, zmanjšajo izgubo energije in zmanjšajo verjetnost okvare, s čimer se izboljšajo uspešnost in življenjsko dobo celotne elektronske naprave.
Z nenehnim razvojem elektronske tehnologije so zahteve glede zmogljivosti za induktorje vse večje in višje. V prihodnosti se lahko induktorji razvijejo v smeri manjše velikosti, večje zmogljivosti in manjše izgube, da bi zadovoljili potrebe vse bolj miniaturnih in visokozmogljivih elektronskih naprav. Hkrati bo uporaba novih materialov in proizvodnih procesov prinesla tudi nove priložnosti in preboje za razvoj induktorjev.