Endüktans, elektrik enerjisini manyetik enerjiye dönüştürebilen ve saklayabilen bir bileşendir. Yapısı bir transformatöre benzer, ancak sadece bir sargıya sahiptir. Belli bir endüktansı vardır ve özelliği, doğrudan akıma izin vermesi ve alternatif akımı engellemesidir. Akım bir iletkenden aktığında, bir elektromanyetik alan üretilir. Endüktans, bir bobinin elektromanyetik indüksiyon üretme yeteneğini ölçen fiziksel bir miktardır. Akım bir bobinden geçirildiğinde, bobinin etrafında manyetik bir alan üretilir ve manyetik akı içinden geçer. Akım ne kadar büyük olursa, manyetik alan o kadar güçlü ve manyetik akı o kadar büyük olur. Bobinden geçen manyetik akı akımla orantılıdır. Oranlarına, endüktans olan öz-tümcelik katsayısı denir.
Endüktansın rolü
Doğrudan akımı geçin ve alternatif akımı geçin: Alternatif akım sinyallerini izole edin ve filtreleyin veya kapasitörler, dirençler vb. İle bir rezonans devresi oluşturun ve alternatif akım üzerinde sınırlı bir akım etkisine sahiptir. Yüksek geçişli veya düşük geçişli bir filtre, bir faz kayma devresi ve direnç veya kapasitörlü bir rezonans devresi oluşturabilir; Ayarlama ve frekans seçimi: Bir indüktör bobini ve paralel bir kapasitör bir LC ayarlama Ircuit oluşturabilir. Devrenin doğal salınım frekansı AC olmayan sinyalin frekansına eşit olduğunda, devrenin endüktif reaktansı ve kapasitif reaktansı da eşittir ve elektromanyetik enerji, LC devresinin rezonans fenomeni olan indüktör ve kapasitör arasında ileri geri salınır. Yankılanırken, toplam döngü akımının endüktif reaktansı en küçüktür ve akım en büyüğüdür, bu nedenle LC rezonant devresi frekansı seçme işlevine sahiptir ve belirli bir frekansta AC sinyali seçebilir
Sinyal taraması, gürültü filtreleme, akım stabilizasyonu ve elektromanyetik dalga girişim supresyonu: örneğin, manyetik halka indüktör ve bağlantı kablosu, elektronik devrelerde yaygın olarak kullanılan bir anti-etkileşim bileşeni olan ve yüksek frekanslı gürültü üzerinde iyi bir kalkan etkisine sahip bir indüktör oluşturur. Normal ve kullanışlı sinyaller sorunsuz geçebilir ve yüksek frekanslı parazit sinyallerini iyi bastırabilir
Devrelerde indüktörlerin uygulanması
İletişim devrelerinde indüktörler, kararlı sinyal iletimini sağlamak için sinyal filtreleme ve frekans seçimi için kullanılır. Örneğin, radyo frekans devrelerinde, kablosuz iletişimin kalitesini sağlamak için önyargılı, eşleştirme, filtreleme ve diğer işlevler uygulanır
Güç devrelerinde, indüktörler enerji depolama ve filtreleme rolünü oynarlar. Genellikle DC-DC dönüşüm devrelerinde bulunurlar. Sürekli akımı korumak, güç çıkışını stabilize etmek ve voltaj dalgalanmalarını ve gürültüyü azaltmak için enerji biriktirir ve serbest bırakırlar.
Cep telefonları, bilgisayarlar ve televizyonlar gibi çeşitli elektronik cihazlarda indüktörler vazgeçilmez bir rol oynar. Anakarttaki güç yönetiminden sinyal işlemeye kadar, ekipmanın performansını ve stabilitesini etkileyen indüktörlerin katılımından ayrılmazlar.
Seçimden önce hazırlık
Devre Gereksinimlerini Temizle
Devrenin çalışma frekansı aralığını belirlemek çok önemlidir, çünkü indüktörlerin performansı farklı frekanslarda değişir. Örneğin, yüksek frekanslı sinyaller için kullanılan indüktörlerin çalışma frekansı genellikle daha yüksektir, genellikle 1GHz'in üzerinde ve rezonans frekansı 12GHz kadar yüksek olabilir; Genel sinyaller için kullanılan indüktörlerin çalışma frekansı nispeten düşükken ve rezonans frekans noktası genellikle birkaç yüz megahertz içerisindedir
Devrenin sinyal bütünlüğü için gereksinimlerini anlayın. Devrenin sinyal doğruluğu ve stabilitesi için yüksek gereksinimleri varsa, sinyal bozulması ve parazitten kaçınmak için yüksek kaliteli sinyal iletimini sağlayabilecek bir indüktör seçmek gerekir.
Çevresel faktörleri düşünün
Ortam sıcaklığının indüktörün performansı üzerinde önemli bir etkisi vardır. Sıcaklık değişiklikleri indüktörün parametrelerinde değişikliklere neden olabilir. Örneğin, yüksek sıcaklıklarda, malzemenin direnci artabilir, bu da Q değerinde bir azalmaya ve indüktörün kaybında bir artışa neden olabilir. Bu nedenle, indüktörün çalıştığı ortam sıcaklığı aralığını anlamak ve bu sıcaklık aralığında sabit performansa sahip bir indüktör seçmek gerekir.
Nem, özellikle iyi korunmayan bazı indüktörler için indüktörün performansını da etkileyebilir. Nemli bir ortam, iç bileşenlerinin paslanmasına ve korozyonuna neden olabilir, böylece indüktörün normal çalışmasını etkileyebilir.
Maliyet kısıtlamalarını anlayın
Devre performans gereksinimlerini karşılama öncülünde maliyet önemli bir husustur. Farklı tür, spesifikasyon ve markalardaki indüktörlerin fiyatları büyük ölçüde değişir ve performans ve maliyet arasında bir denge bulmak gerekir. Örneğin, bazı üst düzey indüktörler üstün performansa sahiptir, ancak pahalıdır. Devrenin özellikle katı performans gereksinimleri yoksa, daha yüksek maliyet performansına sahip bir indüktör seçebilirsiniz; Aynı zamanda, istikrarı, güvenilirliği ve olası bakım maliyetleri de dahil olmak üzere indüktörün uzun vadeli kullanım maliyetini de dikkate almalısınız.
Çekirdek seçim ilkeleri
Endüktans değeri seçimi
Devrenin spesifik fonksiyon ve tasarım gereksinimlerine göre uygun endüktans değerini belirleyin. Örneğin, LC salınım devresinde, endüktans değeri ve kapasitans değeri birlikte salınım frekansını belirler; Filtre devresinde, endüktans değeri filtreleme etkisini ve frekans özelliklerini etkiler
Endüktans değerinin hata aralığına dikkat edin. Genel olarak, endüktansın hata aralığı ±% 10 -% 20'dir. Endüktans değerinin doğruluğu için yüksek gereksinimlere sahip devrede, endüktans değeri sapması nedeniyle kararsız devre performansından kaçınmak için daha küçük bir hataya sahip bir indüktör seçmek gerekir.
Kalite Faktörü (Q değeri)
Q değerine kalite faktörü denir. Endüktörün enerjiyi enerji kaybına ısı enerjisi şeklinde depolama yeteneğinin oranıdır. AC devresindeki indüktörün verimliliğini yansıtır. Q değeri ne kadar yüksek olursa, indüktörün performansı genellikle o kadar iyi olur; Q değeri malzeme, frekans, sıcaklık ve üretim süreci gibi faktörlerden etkilenir. Yüksek manyetik geçirgenliğe sahip malzemeler indüktör kaybını azaltabilir, böylece Q değerini artırabilir; Q değeri genellikle artan frekansla azalır; Sıcaklık arttıkça, malzeme direnci artar ve Q değeri azalabilir; Bobinin sarılması ve manyetik çekirdeğin montajı da dahil olmak üzere üretim süreci de Q değerini etkileyecektir; Yüksek frekanslı devrelerde, yüksek Q değerleri olan indüktörler sinyal bozulmasını azaltmaya, sinyal bütünlüğünü iyileştirmeye, kayıpları azaltmaya ve devre verimliliğini ve stabilitesini iyileştirmeye yardımcı olur
DC Dirençinin Önemi (DCR)
DC direnci, indüktör bobin sargısının DC iç direncidir ve boyutu devrenin DC kaybını ve sıcaklık artışını etkiler. DCR ne kadar büyük olursa, aynı akımdaki indüktör üzerindeki güç kaybı o kadar büyük olur, bu da indüktörün ısınmasına ve devrenin stabilitesini ve verimliliğini etkilemesine neden olur. Bir indüktör seçerken, diğer performans gereksinimlerini karşılama öncülünde, enerji kaybını ve ısıtma sorunlarını azaltmak için küçük bir DC direncine sahip bir indüktör seçmeye çalışmalısınız. Örneğin, yüksek akımlı bir güç kaynağı devresinde, düşük DCR'ye sahip bir indüktör voltaj düşüşünü etkili bir şekilde azaltabilir ve güç kaynağının verimliliğini artırabilir.
Kendinden rezonanslı frekans (SRF)
İndüktörün parazitik kapasitansının varlığı nedeniyle, LC salınımı meydana gelecektir ve rezonans frekansı indüktörün kendini rezonanslı frekansıdır. Kendinden rezonanslı frekanstan önce, indüktörün empedansı frekansın artmasıyla artar; Kendinden rezonanslı frekanstan sonra, indüktörün empedansı frekansın artmasıyla azalır ve kapasitif hale gelir.
Gerçek uygulamalarda, indüktörün çalışma frekansı aralığında endüktif olduğundan ve gerekli rolünü oynadığından emin olmak için çalışma frekansından daha yüksek bir rezonant frekans noktası olan bir indüktör seçilmelidir. Çalışma frekansı rezonans frekansını aşarsa, indüktör endüktans özelliklerini kaybeder ve düzgün çalışamaz.
Nominal akımın belirlenmesi
Nominal akım, indüktör doygunluğu akım ISAT ve indüktör sıcaklık artış akımı IRM'lerini içerir. Genel olarak, ISAT ve IRM'lerin daha küçük değeri indüktörün nominal akımı olarak alınır; İndüktör doygunluk akımı, endüktans değeri%30 düştüğünde izin verilen DC akımını ifade eder ve indüktör sıcaklık artış akımı, indüktör sıcaklığı 20 ℃ 'da 40 ℃ yükseldiğinde izin verilen DC akımıdır.
İndüktörün çalışma akımı, nominal akımdan daha az olmalıdır, aksi takdirde endüktans değeri değişir ve devrenin normal çalışmasını etkiler. Devreyi tasarlarken, yeterince büyük bir nominal akıma sahip indüktör, devredeki maksimum akıma göre seçilmeli ve belirli bir marj bırakılmalıdır. Genellikle nominal akımın devredeki maksimum çıkış akımının 1,3 katı olması ve nominal akımın devrenin güvenilirliğini artırmak için düşük bir oranda kullanılması önerilir.
Seçim yanlış anlamaları ve önlemleri
Sadece indüktörün bir parametresine odaklanmak ve diğer parametrelerin etkisini göz ardı etmek. Örneğin, yalnızca endüktans değerinin, nominal akım ve diğer parametrelerin devre gereksinimlerini karşılayıp karşılamadığını göz önünde bulundurmadan yüksek bir Q değeri elde etmek, devrenin düzgün çalışmamasına neden olabilir; İndüktörün çalışma ortamını dikkate almamak, sıcaklık, nem ve diğer faktörler gibi, gerçek çalışma ortamında kararsız performansa sahip bir indüktör seçmek, böylece devrenin güvenilirliğini ve stabilitesini etkilemek
Önlemler
Bir indüktör seçerken, her parametrenin devrenin gereksinimlerini karşılayabilmesini ve en iyi devre performansını elde etmek için birbirleriyle işbirliği yapabilmesini sağlamak için birden fazla parametreyi kapsamlı bir şekilde dikkate almak gerekir.
İndükleyiciyi doğru bir şekilde seçmeye ve kullanmaya yardımcı olacak indüktörün ayrıntılı parametrelerini, performans eğrilerini ve uygulama önlemlerini anlamak için endüktör veri sayfasına bakın.
Yüksek sıcaklık, yüksek basınç, yüksek frekans ve diğer ortamlar gibi bazı özel uygulama senaryoları için, güvenilirliğini ve stabilitesini sağlamak için bu tür ortamlar için özel olarak tasarlanmış bir indüktör seçmek gerekir.
Özet
İndüktör seçiminin temel prensipleri, devre gereksinimlerine göre uygun endüktans değerinin belirlenmesini, indüktör verimliliğini ve sinyal kalitesini artırmak için kalite faktörüne (Q değeri) dikkat etmeyi, enerji kaybını ve ısı üretimini azaltmak için küçük DC direncine (DCR) seçilmesini, kendi kendine rezonanslı frekansın (SRF), indükleyici frekansını (SRF), uygun bir şekilde belirlemeyi sağlamak için çalışmaya göre daha yüksek olmasını sağlamak için seçmeyi ve bu da, bir indüktör frekansından daha yüksek olmasını içerir.
Doğru indüktör seçimi, devrenin performansı, stabilitesi ve güvenilirliği için çok önemlidir. Uygun indüktörler devrenin normal çalışmasını sağlayabilir, sinyal kalitesini artırabilir, enerji kaybını azaltabilir ve arıza olasılığını azaltabilir, böylece tüm elektronik cihazın performans ve servis ömrünü iyileştirebilir.
Elektronik teknolojinin sürekli gelişimi ile indüktörler için performans gereksinimleri yükseliyor. Gelecekte, indüktörler giderek minyatürleştirilmiş ve yüksek performanslı elektronik cihazların ihtiyaçlarını karşılamak için daha küçük boyut, daha yüksek performans ve daha düşük kayıp yönünde gelişebilir. Aynı zamanda, yeni malzemelerin ve üretim süreçlerinin uygulanması, indüktörlerin gelişimine yeni fırsatlar ve atılımlar da getirecektir.