Синфазные индукторыЧасто используются в компьютерных импульсных источниках питания для фильтрации сигналов синфазных электромагнитных помех. В конструкции платы синфазный дроссель также играет роль фильтра электромагнитных помех, который используется для подавления внешнего излучения и излучения электромагнитных волн, генерируемых высокоскоростными сигнальными линиями.
Являясь важным компонентом магнитных компонентов, катушки индуктивности широко используются в силовых электронных схемах. Это незаменимая деталь, особенно в силовых цепях. Такие как электромагнитные реле в промышленном контрольно-измерительном оборудовании и счетчики электроэнергии (счетчики ватт-часов) в энергосистемах. Фильтры на входе и выходе импульсной аппаратуры электропитания, тюнеры на приемном и передающем концах телевизора и т. д. – все это неотделимо от катушек индуктивности. Основными функциями катушек индуктивности в электронных схемах являются: накопление энергии, фильтрация, дросселирование, резонанс и т. д. В силовых цепях, поскольку цепи имеют дело с передачей энергии больших токов или высоких напряжений, катушки индуктивности в основном представляют собой катушки индуктивности «силового типа».
Именно потому, что силовой индуктор отличается от индуктора обработки малых сигналов, топология импульсного источника питания отличается во время проектирования, а метод проектирования также имеет свои собственные требования, вызывающие трудности при проектировании.Индукторыв современных цепях электропитания в основном используются для фильтрации, накопления энергии, передачи энергии и коррекции коэффициента мощности. Проектирование индукторов охватывает многие аспекты знаний, такие как теория электромагнетизма, магнитные материалы и правила техники безопасности. Для принятия решений проектировщикам необходимо иметь четкое представление об условиях работы и требованиях к соответствующим параметрам (таким как ток, напряжение, частота, повышение температуры, свойства материала и т. д.). Самая разумная конструкция.
Классификация индукторов:
Индукторы можно разделить на различные типы в зависимости от среды их применения, структуры продукта, формы, использования и т. д. Обычно проектирование индуктора начинается с использования и среды применения в качестве отправной точки. В импульсных источниках питания дроссели можно разделить на:
Нормальный режим дросселя
Коррекция коэффициента мощности – дроссель PFC
Индуктор с поперечной связью (Coupler Choke)
Сглаживающий индуктор накопления энергии (Smooth Choke)
Катушка магнитного усилителя (MAG AMP Coil)
Для индукторов синфазного фильтра требуется, чтобы две катушки имели одинаковое значение индуктивности, одинаковое полное сопротивление и т. д., поэтому этот тип индукторов имеет симметричную конструкцию, а их формы в основном представляют собой ТОРОИД, UU, ET и другие формы.
Как работают синфазные индукторы:
Индуктивность синфазного фильтра также называется синфазным дросселем (далее называемым синфазным индуктором или CM.M.Choke) или сетевым фильтром.
Для индукторов синфазного фильтра требуется, чтобы две катушки имели одинаковое значение индуктивности, одинаковое полное сопротивление и т. д., поэтому этот тип индукторов имеет симметричную конструкцию, а их формы в основном представляют собой ТОРОИД, UU, ET и другие формы.
Как работают синфазные индукторы:
Индуктивность синфазного фильтра также называется синфазным дросселем (далее называемым синфазным индуктором или CM.M.Choke) или сетевым фильтром.
Вимпульсный источник питания, из-за быстрых изменений тока или напряжения в выпрямительном диоде, фильтрующем конденсаторе и дросселе генерируются источники электромагнитных помех (шум). В то же время во входном источнике питания присутствуют также гармонические шумы высокого порядка, отличные от частоты сети. Если эти помехи не устранить, Подавление приведет к повреждению нагрузочного оборудования или самого импульсного источника питания. Поэтому органы регулирования безопасности в нескольких странах издали правила по излучению электромагнитных помех (EMI).
соответствующие правила контроля. В настоящее время частота переключения импульсных источников питания становится все более высокой, а электромагнитные помехи становятся все более серьезными. Поэтому в импульсных источниках питания необходимо устанавливать фильтры электромагнитных помех. Фильтры электромагнитных помех должны подавлять как нормальный, так и синфазный шум, чтобы соответствовать определенным требованиям. стандарт. Фильтр нормального режима отвечает за фильтрацию сигнала дифференциальных помех между двумя линиями на входе или выходе, а фильтр синфазного режима отвечает за фильтрацию сигнала синфазных помех между двумя входными линиями. Реальные синфазные индукторы можно разделить на три типа: AC CM.M.CHOKE; DC CM.M.CHOKE и SIGNAL CM.M.CHOKE из-за различных рабочих условий. Их следует различать при проектировании или выборе. Но принцип его работы точно такой же, как показано на рисунке (1):
Как показано на рисунке, на одном магнитном кольце намотаны два набора катушек противоположного направления. Согласно правилу правой спиральной трубки, когда на входные клеммы A и B подается напряжение дифференциального режима с противоположной полярностью и одинаковой амплитудой сигнала, при , существует ток i2, показанный сплошной линией, и магнитный поток Ф2, показанный сплошной линией, генерируется в магнитном сердечнике. Пока две обмотки полностью симметричны, магнитные потоки в двух разных направлениях в магнитном сердечнике нейтрализуют друг друга. Общий магнитный поток равен нулю, индуктивность катушки почти равна нулю, влияние импеданса на сигнал нормального режима отсутствует. Если на входные клеммы A и B подается синфазный сигнал с одинаковой полярностью и равной амплитудой, в магнитном поле будет генерироваться ток i1, показанный пунктирной линией, и магнитный поток Φ1, показанный пунктирной линией. сердечник, то магнитный поток в сердечнике будет иметь одинаковое направление и усиливать друг друга, так что значение индуктивности каждой катушки будет в два раза больше, чем когда она существует отдельно, и XL =ωL. Следовательно, катушка этого метода намотки оказывает сильное подавление синфазных помех.
Реальный фильтр электромагнитных помех состоит из L и C. При проектировании схемы подавления дифференциального и синфазного режима часто комбинируются (как показано на рисунке 2). Поэтому при проектировании необходимо учитывать размер конденсатора фильтра и требуемые правила техники безопасности. Стандарты принимают решения по значениям катушек индуктивности.
На рисунке L1, L2 и C1 образуют фильтр нормального режима, а L3, C2 и C3 образуют фильтр синфазного режима.
Проектирование синфазного индуктора
Прежде чем проектировать синфазный индуктор, сначала убедитесь, что катушка соответствует следующим принципам:
1 > При нормальных условиях работы магнитный сердечник не насыщается из-за тока источника питания.
2 > Он должен иметь достаточно большое сопротивление для сигналов высокочастотных помех, определенную полосу пропускания и минимальное сопротивление для тока сигнала на рабочей частоте.
3>Температурный коэффициент индуктора должен быть небольшим, а распределенная емкость должна быть небольшой.
4> Сопротивление постоянному току должно быть как можно меньше.
5> Индуктивность индукции должна быть как можно больше, а значение индуктивности должно быть стабильным.
6 >Изоляция между обмотками должна соответствовать требованиям безопасности.
Этапы проектирования синфазного индуктора:
Шаг 0. Сбор данных SPEC: допустимый уровень электромагнитных помех, местоположение приложения.
Шаг 1. Определите значение индуктивности.
Шаг 2. Определяются основной материал и технические характеристики.
Шаг 3. Определите количество витков обмотки и диаметр провода.
Шаг 4. Проверка
Шаг 5. Тест
Примеры дизайна
Шаг 0: Схема фильтра электромагнитных помех, как показано на рисунке 3.
CX = 1,0 Uf Cy = 3300PF Уровень электромагнитных помех: FCC, класс B
Тип: Дроссель общего режима переменного тока
Шаг 1: Определите индуктивность (L):
Из принципиальной схемы видно, что синфазный сигнал подавляется синфазным фильтром, состоящим из L3, C2 и C3. Фактически, L3, C2 и C3 образуют две последовательные цепи LC, которые поглощают шум линий L и N соответственно. Если определена частота среза схемы фильтра и известна емкость C, индуктивность L можно получить по следующей формуле.
fo= 1/(2π√LC)L → 1/(2πfo)2C
Обычно полоса пропускания теста EMI выглядит следующим образом:
Кондуктивные помехи: 150 кГц → 30 МГц (Примечание: стандарт VDE 10 кГц – 30 м)
Радиационные помехи: 30 МГц 1 ГГц
Фактический фильтр не может обеспечить крутую кривую импеданса идеального фильтра, и частоту среза обычно можно установить на уровне около 50 кГц. Здесь, предполагая, что fo = 50 кГц, тогда
L =1/(2πfo)2C = 1/ [( 2*3,14*50000)2 *3300*10-12] = 3,07мГн
L1, L2 и C1 образуют (низкочастотный) фильтр нормального режима. Емкость между линиями составляет 1,0 мкФ, поэтому индуктивность в нормальном режиме равна:
L = 1/ [( 2*3,14*50000)2 *1*10-6] = 10,14uH
Таким образом можно получить теоретически необходимое значение индуктивности. Если вы хотите получить более низкую частоту среза fo, вы можете дополнительно увеличить значение индуктивности. Частота среза обычно составляет не менее 10 кГц. Теоретически, чем выше индуктивность, тем лучше эффект подавления электромагнитных помех, но чрезмерно высокая индуктивность приведет к снижению частоты среза, а реальный фильтр может обеспечить только определенную широкополосность, что ухудшает эффект подавления высокочастотного шума (как правило, Шумовая составляющая импульсного источника питания составляет около 5–10 МГц, но в некоторых случаях она превышает 10 МГц). Кроме того, чем выше индуктивность, тем больше витков имеет обмотка или тем выше ui ЯДЕРНИКА, что приведет к увеличению низкочастотного импеданса (DCR становится больше). По мере увеличения количества витков распределенная емкость также увеличивается (как показано на рисунке 4), позволяя всем высокочастотным токам течь через эту емкость. Чрезмерно высокий пользовательский интерфейс делает CORE легко насыщенным, а его производство чрезвычайно сложно и дорого.
Шаг 2. Определите материал СЕРДЕЧНИКА и РАЗМЕР.
Из приведенных выше требований к проектированию мы можем знать, что синфазный индуктор должен с трудом насыщаться, поэтому необходимо выбирать материал с низким коэффициентом угла BH. Поскольку требуется более высокое значение индуктивности, значение ui магнитного сердечника также должно быть высоким, и он также должен иметь более низкие потери в сердечнике и более высокое значение Bs, ферритовый материал Mn-Zn CORE в настоящее время является наиболее подходящим материалом CORE, который соответствует требованиям вышеуказанные требования.
На этапе проектирования не существует определенных правил относительно РАЗМЕРА COEE. В принципе, необходимо лишь обеспечить требуемую индуктивность и минимизировать размеры проектируемого изделия в пределах допустимого диапазона низкочастотных потерь.
Поэтому материал CORE и РАЗМЕР извлечения должны быть проверены с учетом стоимости, допустимых потерь, места для установки и т. д. Обычно используемое значение CORE синфазных индукторов находится в диапазоне от 2000 до 10 000. Сердечник из железного порошка также имеет низкие потери в железе, высокие Bs и низкий Коэффициент угла BH, но его ui низкий, поэтому он обычно не используется в синфазных индукторах, но этот тип сердечника является одним из индукторов нормального режима. Предпочтительные материалы.
Шаг 3. Определить количество витков N и диаметр провода dw.
Сначала определите характеристики ЯДРА. Например, в данном примере Т18*10*7, А10, AL = 8230±30%, тогда:
N = √L/AL = √(3,07*106)/(8230*70%) = 23 ТС
Диаметр провода основан на плотности тока 3 ~ 5А/мм2. Если позволяет место, плотность тока можно выбрать минимально возможной. Предположим, что входной ток I i = 1,2 А, в этом примере примем J = 4 А/мм2.
Тогда Aw = 1,2/4 = 0,3 мм2 Φ0,70 мм.
Фактический синфазный индуктор должен быть протестирован на реальных образцах, чтобы подтвердить надежность конструкции, поскольку различия в производственных процессах также приведут к различиям в параметрах индуктора и повлияют на эффект фильтрации. Например, увеличение распределенной емкости вызовет высокочастотный шум. Легче передать. Асимметрия двух обмоток увеличивает разницу в индуктивности между двумя группами, образуя определенный импеданс для сигнала нормального режима.
Подвести итог
1 > Функция синфазного индуктора заключается в фильтрации синфазного шума в линии. Конструкция требует, чтобы две обмотки имели полностью симметричную структуру и одинаковые электрические параметры.
2 >Распределенная емкость синфазного дросселя отрицательно влияет на подавление высокочастотного шума и ее следует минимизировать.
3 >Значение индуктивности синфазного индуктора связано с полосой частот шума, которую необходимо фильтровать, и согласующей емкостью. Значение индуктивности обычно составляет от 2 мГн до 50 мГн.
Источник статьи: Перепечатано из Интернета.
Компания Xuange была основана в 2009 году.трансформаторы высокой и низкой частоты, индукторы иИсточники питания для светодиодных приводовПроизводимые продукты широко используются в потребительских источниках питания, промышленных источниках питания, источниках питания новой энергии, источниках питания светодиодов и других отраслях.
Xuange Electronics пользуется хорошей репутацией на внутреннем и внешнем рынках, и мы принимаемЗаказы OEM и ODM.Независимо от того, выбираете ли вы стандартный продукт из нашего каталога или ищете помощь в настройке, пожалуйста, не стесняйтесь обсуждать свои потребности в покупке с Xuange.
https://www.xgelectronics.com/products/
Уильям (генеральный менеджер по продажам)
186 8873 0868 (Whats App/We-Chat)
Электронная почта:sales@xuangedz.com
liwei202305@gmail.com
(Менеджер по продажам)
186 6585 0415 (Whats App/We-Chat)
E-Mail: sales01@xuangedz.com
(менеджер по маркетингу)
153 6133 2249 (Whats App/Мы-чат)
E-Mail: sales02@xuangedz.com
Время публикации: 28 мая 2024 г.