Induktory se společným režimem, se často používají v počítačových spínaných napájecích zdrojích k filtrování signálů elektromagnetického rušení v běžném režimu. V konstrukci desky hraje induktor společného režimu také roli filtrování EMI, které se používá k potlačení vnějšího záření a emise elektromagnetických vln generovaných vysokorychlostními signálovými linkami.
Jako důležitá součást magnetických součástek jsou induktory široce používány ve výkonových elektronických obvodech. Je nepostradatelnou součástí zejména v silových obvodech. Jako jsou elektromagnetická relé v průmyslových řídicích zařízeních a elektroměry (watthodiny) v energetických systémech. Filtry na vstupním a výstupním konci spínaného napájecího zařízení, tunery na přijímacím a vysílacím konci TV atd. jsou neoddělitelné od induktorů. Hlavní funkce induktorů v elektronických obvodech jsou: ukládání energie, filtrování, tlumivka, rezonance atd. Ve silových obvodech, protože obvody se zabývají přenosem energie velkých proudů nebo vysokého napětí, jsou induktory většinou induktory „výkonového typu“.
Právě proto, že se výkonová tlumivka liší od malé tlumivky pro zpracování signálu, je topologie spínaného zdroje během návrhu odlišná a metoda návrhu má také své vlastní požadavky, což způsobuje konstrukční potíže.Induktoryv současných napájecích obvodech se používají hlavně pro filtrování, ukládání energie, přenos energie a korekci účiníku. Konstrukce induktoru pokrývá mnoho aspektů znalostí, jako je elektromagnetická teorie, magnetické materiály a bezpečnostní předpisy. Návrháři musí mít jasnou představu o pracovních podmínkách a souvisejících parametrech (jako je proud, napětí, frekvence, nárůst teploty, vlastnosti materiálu atd.), aby mohli učinit rozhodnutí. Nejrozumnější design.
Klasifikace induktorů:
Induktory lze rozdělit do různých typů na základě jejich aplikačního prostředí, struktury produktu, tvaru, použití atd. Obvykle návrh tlumivek začíná použitím a aplikačním prostředím jako výchozím bodem. V spínaných zdrojích lze induktory rozdělit na:
Sytič normálního režimu
Korekce účiníku – PFC Choke
Zesíťovaný vázaný induktor (Coupler Choke)
Vyhlazující induktor akumulace energie (Smooth Choke)
Cívka magnetického zesilovače (MAG AMP Coil)
Cívky filtru se společným režimem vyžadují, aby dvě cívky měly stejnou hodnotu indukčnosti, stejnou impedanci atd., takže tento typ induktorů přijímá symetrické konstrukce a jejich tvary jsou většinou TOROID, UU, ET a další tvary.
Jak fungují induktory společného režimu:
Cívka filtru se součinným režimem se také nazývá tlumivka se součinným režimem (dále označovaná jako tlumivka se součinným režimem nebo CM.M.Choke) nebo Line Filter.
Cívky filtru se společným režimem vyžadují, aby dvě cívky měly stejnou hodnotu indukčnosti, stejnou impedanci atd., takže tento typ induktorů přijímá symetrické konstrukce a jejich tvary jsou většinou TOROID, UU, ET a další tvary.
Jak fungují induktory společného režimu:
Cívka filtru se součinným režimem se také nazývá tlumivka se součinným režimem (dále označovaná jako tlumivka se součinným režimem nebo CM.M.Choke) nebo Line Filter.
Vspínaný zdrojV důsledku rychlých změn proudu nebo napětí v usměrňovací diodě, filtračním kondenzátoru a induktoru vznikají zdroje elektromagnetického rušení (šum). Současně se ve vstupním zdroji vyskytují i jiné harmonické šumy vyššího řádu, než je napájecí frekvence. Pokud tato rušení nebudou eliminována, potlačení způsobí poškození zařízení zátěže nebo samotného spínaného zdroje. Bezpečnostní regulační úřady v několika zemích proto vydaly nařízení o emisích elektromagnetického rušení (EMI).
odpovídající kontrolní předpisy. V současné době je frekvence spínání spínaných zdrojů stále vyšší a EMI je stále vážnější. Proto musí být ve spínaných zdrojích instalovány EMI filtry. Aby byly splněny určité požadavky, musí filtry EMI potlačit šum v normálním režimu i v běžném režimu. norma. Filtr normálního režimu je zodpovědný za odfiltrování interferenčního signálu diferenciálního režimu mezi dvěma linkami na vstupním nebo výstupním konci a filtr společného režimu je zodpovědný za filtrování interferenčního signálu v běžném režimu mezi dvěma vstupními linkami. Aktuální tlumivky se společným režimem lze rozdělit do tří typů: AC CM.M.CHOKE; DC CM.M.CHOKE a SIGNAL CM.M.CHOKE kvůli různým pracovním prostředím. Při navrhování nebo výběru je třeba je rozlišovat. Jeho pracovní princip je však úplně stejný, jak je znázorněno na obrázku (1):
Jak je znázorněno na obrázku, dvě sady cívek s opačnými směry jsou navinuty na stejném magnetickém prstenci. Podle pravidla pravé spirální trubice, když je na vstupní svorky A a B přivedeno napětí v diferenciálním režimu s opačnou polaritou a stejnou amplitudou signálu, když je proud i2 zobrazen plnou čarou a magnetický tok Φ2 zobrazený plnou čarou je generován v magnetickém jádru. Dokud jsou obě vinutí zcela symetrická, magnetické toky ve dvou různých směrech v magnetickém jádru se vzájemně ruší. Celkový magnetický tok je nulový, indukčnost cívky je téměř nulová a na signál normálního režimu není žádný impedanční vliv. Pokud je na vstupní svorky A a B přiveden signál společného režimu se stejnou polaritou a stejnou amplitudou, bude v magnetickém poli generován proud i1 znázorněný tečkovanou čarou a magnetický tok Φ1 znázorněný tečkovanou čarou. jádro, pak magnetický tok v jádře bude mít stejný směr a navzájem se posílí, takže hodnota indukčnosti každé cívky je dvojnásobná oproti tomu, když existuje sama, a XL =ωL. Proto má cívka tohoto způsobu vinutí silný potlačovací účinek na rušení v součinném režimu.
Vlastní filtr EMI se skládá z L a C. Při navrhování se často kombinují obvody potlačení diferenciálního režimu a společného režimu (jak je znázorněno na obrázku 2). Proto je třeba při návrhu vycházet z velikosti filtračního kondenzátoru a požadovaných bezpečnostních předpisů. Normy rozhodují o hodnotách induktorů.
Na obrázku L1, L2 a C1 tvoří filtr normálního režimu a L3, C2 a C3 tvoří filtr společného režimu.
Návrh induktoru souosého režimu
Před návrhem induktoru v součinném režimu nejprve zkontrolujte, zda cívka musí splňovat následující zásady:
1 > Za normálních pracovních podmínek nebude magnetické jádro nasyceno napájecím proudem.
2 > Musí mít dostatečně velkou impedanci pro vysokofrekvenční rušivé signály, určitou šířku pásma a minimální impedanci pro signálový proud na pracovní frekvenci.
3 > Teplotní koeficient induktoru by měl být malý a distribuovaná kapacita by měla být malá.
4>DC odpor by měl být co nejmenší.
5> Indukční indukčnost by měla být co největší a hodnota indukčnosti musí být stabilní.
6 >Izolace mezi vinutími musí splňovat bezpečnostní požadavky.
Kroky návrhu induktoru se společným režimem:
Krok 0 Získání SPEC: povolená úroveň EMI, umístění aplikace.
Krok 1 Určete hodnotu indukčnosti.
Krok 2 Stanoví se materiál jádra a specifikace.
Krok 3 Určete počet závitů vinutí a průměr drátu.
Krok 4 Korektura
Krok 5 Test
Příklady designu
Krok 0: Obvod EMI filtru, jak je znázorněno na obrázku 3
CX = 1,0 Uf Cy = 3300PF Úroveň EMI: Fcc Třída B
Typ: AC Common Mode Choke
Krok 1: Určete indukčnost (L):
Ze schématu zapojení je vidět, že součinný signál je potlačován souosým filtrem složeným z L3, C2 a C3. Ve skutečnosti L3, C2 a C3 tvoří dva obvody řady LC, které pohlcují šum vedení L a N. Pokud je určena mezní frekvence filtračního obvodu a je známa kapacita C, lze indukčnost L získat podle následujícího vzorce.
fo= 1/(2π√LC)L -> 1/(2πfo)2C
Obvykle je šířka pásma testu EMI následující:
Vedené rušení: 150KHZ → 30MHZ (Poznámka: standard VDE 10KHZ – 30M)
Radiační rušení: 30MHZ 1GHZ
Skutečný filtr nemůže dosáhnout strmé impedanční křivky ideálního filtru a mezní kmitočet lze obvykle nastavit na přibližně 50 kHz. Zde, za předpokladu, že fo = 50 kHz
L = 1/(2πfo)2C = 1/ [(2*3,14*50000)2 *3300*10-12] = 3,07 mH
L1, L2 a C1 tvoří (dolní propust) normální režimový filtr. Kapacita mezi linkami je 1,0uF, takže indukčnost v normálním režimu je:
L = 1/ [( 2*3,14*50000)2 *1*10-6] = 10,14uH
Tímto způsobem lze získat teoreticky požadovanou hodnotu indukčnosti. Pokud chcete dosáhnout nižší mezní frekvence fo, můžete dále zvýšit hodnotu indukčnosti. Mezní frekvence obecně není menší než 10 kHz. Teoreticky, čím vyšší je indukčnost, tím lepší je účinek potlačení EMI, ale příliš vysoká indukčnost sníží mezní frekvenci a skutečný filtr může dosáhnout pouze určitého širokopásmového připojení, což zhoršuje účinek potlačení vysokofrekvenčního šumu (obecně Šumová složka spínaného zdroje je cca 5~10MHZ, ale jsou případy, kdy přesahuje 10MHZ). Navíc, čím vyšší je indukčnost, tím více závitů má vinutí, nebo čím vyšší je ui CORE, což způsobí zvýšení nízkofrekvenční impedance (DCR se zvětší). S rostoucím počtem závitů se také zvyšuje distribuovaná kapacita (jak je znázorněno na obrázku 4), což umožňuje, aby všechny vysokofrekvenční proudy procházely touto kapacitou. Díky příliš vysokému uživatelskému rozhraní je CORE snadno nasycené a jeho výroba je také extrémně náročná a nákladná.
Krok 2 Určete materiál CORE a VELIKOST
Z výše uvedených konstrukčních požadavků můžeme vědět, že tlumivka v součinném režimu musí být obtížně saturovatelná, takže je nutné zvolit materiál s nízkým poměrem úhlu BH. Protože je vyžadována vyšší hodnota indukčnosti, hodnota ui magnetického jádra musí být také vysoká a také musí mít S nižší ztrátou jádra a vyšší hodnotou Bs je Mn-Zn feritový materiál CORE v současnosti nejvhodnějším materiálem JÁDRA, který splňuje požadavky výše uvedené požadavky.
Neexistují žádné určité předpisy týkající se VELIKOSTI COEE během návrhu. V zásadě stačí splnit požadovanou indukčnost a minimalizovat velikost navrženého výrobku v rámci povoleného rozsahu nízkofrekvenčních ztrát.
Materiál CORE a extrakce VELIKOSTI by proto měly být zkoumány na základě nákladů, přípustných ztrát, instalačního prostoru atd. Běžně používaná hodnota CORE induktorů se společným režimem je mezi 2000 a 10000. Iron Powder Core má také nízké ztráty železa, vysoké Bs a nízké Úhlový poměr BH, ale jeho ui je nízké, takže se obecně nepoužívá v induktorech se společným režimem, ale tento typ jádra je jedním z induktorů v normálním režimu. Preferované materiály.
Krok 3 Určete počet závitů N a průměr drátu dw
Nejprve určete specifikace CORE. Například v tomto příkladu T18*10*7, A10, AL = 8230±30 %, pak:
N = √L / AL = √(3,07*106) / (8230*70%) = 23 TS
Průměr drátu je založen na proudové hustotě 3 ~ 5A/mm2. Pokud to prostor dovolí, proudovou hustotu lze zvolit co nejnižší. Předpokládejme, že vstupní proud I i = 1,2A v tomto příkladu, vezměte J = 4 A/mm2
Potom Aw = 1,2 / 4 = 0,3 mm2 Φ0,70 mm
Skutečná cívka se společným režimem musí být testována na skutečných vzorcích, aby se potvrdila spolehlivost návrhu, protože rozdíly ve výrobních procesech povedou také k rozdílům v parametrech induktoru a ovlivní filtrační efekt. Například zvýšení distribuované kapacity způsobí vysokofrekvenční šum. Snadnější přenos. Asymetrie dvou vinutí zvyšuje rozdíl v indukčnosti mezi dvěma skupinami a vytváří určitou impedanci vůči signálu normálního režimu.
Shrnout
1 >Funkcí induktoru součinného režimu je odfiltrovat šum souosého režimu ve vedení. Konstrukce vyžaduje, aby obě vinutí měla zcela symetrickou strukturu a stejné elektrické parametry.
2 >Rozložená kapacita souosého induktoru má negativní dopad na potlačení vysokofrekvenčního šumu a měla by být minimalizována.
3 >Hodnota indukčnosti induktoru se společným režimem souvisí s frekvenčním pásmem šumu, které je třeba filtrovat, as odpovídající kapacitou. Hodnota indukčnosti je obvykle mezi 2 mH ~ 50 mH.
Zdroj článku: Přetištěno z internetu
Společnost Xuange byla založena v roce 2009vysokofrekvenční a nízkofrekvenční transformátory, induktory aNapájecí zdroje LED pohonuvyrobené jsou široce používány ve spotřebitelských napájecích zdrojích, průmyslových napájecích zdrojích, nových energetických zdrojích, napájecích zdrojích LED a dalších průmyslových odvětvích.
Xuange Electronics se těší dobré pověsti na domácích i zahraničních trzích a my to přijímámeOEM a ODM objednávky.Ať už si vyberete standardní produkt z našeho katalogu nebo hledáte pomoc s přizpůsobením, neváhejte a proberte své nákupní potřeby se společností Xuange.
https://www.xgelectronics.com/products/
William (generální ředitel prodeje)
186 8873 0868 (aplikace Whats/We-Chat)
E-mail:sales@xuangedz.com
liwei202305@gmail.com
(Manažer prodeje)
186 6585 0415 (aplikace Whats/We-Chat)
E-Mail: sales01@xuangedz.com
(marketingový manažer)
153 6133 2249 (aplikace Whats/We-Chat)
E-Mail: sales02@xuangedz.com
Čas odeslání: 28. května 2024