Inductores de modo común, úsanse a miúdo en fontes de alimentación conmutadas de ordenadores para filtrar sinais de interferencia electromagnética de modo común. No deseño da placa, o indutor de modo común tamén desempeña o papel do filtrado EMI, que se usa para suprimir a radiación exterior e a emisión de ondas electromagnéticas xeradas polas liñas de sinal de alta velocidade.
Como un compoñente importante dos compoñentes magnéticos, os indutores úsanse amplamente nos circuítos electrónicos de potencia. É unha peza indispensable sobre todo nos circuítos de potencia. Como relés electromagnéticos en equipos de control industrial e contadores de enerxía eléctrica (contadores de vatios-hora) en sistemas de enerxía. Os filtros nos extremos de entrada e saída dos equipos de alimentación conmutada, os sintonizadores nos extremos de recepción e transmisión de TV, etc., son todos inseparables dos indutores. As principais funcións dos indutores nos circuítos electrónicos son: almacenamento de enerxía, filtrado, estrangulamento, resonancia, etc. Nos circuítos de potencia, xa que os circuítos se ocupan da transferencia de enerxía de grandes correntes ou altas tensións, os indutores son na súa maioría indutores "de potencia".
Precisamente porque o indutor de potencia é diferente do pequeno indutor de procesamento de sinal, a topoloxía da fonte de alimentación de conmutación é diferente durante o deseño e o método de deseño tamén ten os seus propios requisitos, causando dificultades de deseño.Indutoresnos circuítos de alimentación actual utilízanse principalmente para filtrado, almacenamento de enerxía, transferencia de enerxía e corrección do factor de potencia. O deseño do indutor abrangue moitos aspectos do coñecemento, como a teoría electromagnética, os materiais magnéticos e as normas de seguridade. Os deseñadores deben ter unha comprensión clara das condicións de traballo e dos requisitos dos parámetros relacionados (como a corrente, a tensión, a frecuencia, o aumento da temperatura, as propiedades do material, etc.) para tomar decisións. O deseño máis razoable.
Clasificación dos inductores:
Os indutores pódense dividir en diferentes tipos segundo o seu ambiente de aplicación, estrutura do produto, forma, uso, etc. Normalmente, o deseño do indutor comeza co uso e o ambiente de aplicación como punto de partida. Nas fontes de alimentación conmutadas, os indutores pódense dividir en:
Choke en modo normal
Corrección do factor de potencia - PFC Choke
Inductor acoplado reticulado (Choke de acoplador)
Inductor de suavización de almacenamento de enerxía (Smooth Choke)
Bobina amplificadora magnética (MAG AMP Coil)
Os indutores de filtro de modo común requiren que as dúas bobinas teñan o mesmo valor de inductancia, a mesma impedancia, etc., polo que este tipo de indutores adoptan deseños simétricos e as súas formas son principalmente TOROID, UU, ET e outras formas.
Como funcionan os indutores de modo común:
O indutor de filtro de modo común tamén se denomina bobina de estrangulamento de modo común (en diante, inductor de modo común ou CM.M.Choke) ou filtro de liña.
Os indutores de filtro de modo común requiren que as dúas bobinas teñan o mesmo valor de inductancia, a mesma impedancia, etc., polo que este tipo de indutores adoptan deseños simétricos e as súas formas son principalmente TOROID, UU, ET e outras formas.
Como funcionan os indutores de modo común:
O indutor de filtro de modo común tamén se denomina bobina de estrangulamento de modo común (en diante, inductor de modo común ou CM.M.Choke) ou filtro de liña.
Nofonte de alimentación conmutada, debido aos rápidos cambios na corrente ou tensión no díodo rectificador, condensador do filtro e indutor, xéranse fontes de interferencia electromagnética (ruído). Ao mesmo tempo, tamén hai ruídos harmónicos de alta orde distintos da frecuencia de alimentación na fonte de alimentación de entrada. Se non se eliminan estas interferencias, a supresión provocará danos no equipo de carga ou na propia fonte de alimentación conmutada. Polo tanto, as axencias reguladoras de seguridade de varios países emitiron regulamentos sobre as emisións de interferencias electromagnéticas (EMI).
normativa de control correspondente. Na actualidade, a frecuencia de conmutación das fontes de alimentación de conmutación é cada vez máis alta e a EMI é cada vez máis grave. Polo tanto, os filtros EMI deben instalarse nas fontes de alimentación conmutadas. Os filtros EMI deben suprimir o ruído do modo normal e do modo común para cumprir certos requisitos. estándar. O filtro de modo normal é responsable de filtrar o sinal de interferencia de modo diferencial entre as dúas liñas no extremo de entrada ou saída, e o filtro de modo común é responsable de filtrar o sinal de interferencia de modo común entre as dúas liñas de entrada. Os indutores de modo común reais pódense dividir en tres tipos: AC CM.M.CHOKE; DC CM.M.CHOKE e SIGNAL CM.M.CHOKE debido a diferentes ambientes de traballo. Deben distinguirse á hora de deseñar ou seleccionar. Pero o seu principio de funcionamento é exactamente o mesmo, como se mostra na Figura (1):
Como se mostra na figura, dous conxuntos de bobinas con direccións opostas están enroladas no mesmo anel magnético. Segundo a regra do tubo en espiral da dereita, cando se aplica unha tensión de modo diferencial con polaridade oposta e a mesma amplitude de sinal aos terminais de entrada A e B, cando , hai unha corrente i2 mostrada na liña continua e un fluxo magnético. Φ2 que se mostra na liña continua xérase no núcleo magnético. Mentres os dous enrolamentos sexan completamente simétricos, os fluxos magnéticos nas dúas direccións diferentes do núcleo magnético anulanse mutuamente. O fluxo magnético total é cero, a inductancia da bobina é case cero e non hai ningún efecto de impedancia no sinal de modo normal. Se se aplica un sinal de modo común coa mesma polaridade e amplitude igual aos terminais de entrada A e B, haberá unha corrente i1 mostrada pola liña de puntos e xerarase un fluxo magnético Φ1 mostrado pola liña de puntos no magnético. núcleo, entón o fluxo magnético no núcleo vai Teñen a mesma dirección e fortalecerse entre si, de xeito que o valor de inductancia de cada bobina é o dobre que cando existe só, e XL =ωL. Polo tanto, a bobina deste método de enrolamento ten un forte efecto de supresión na interferencia do modo común.
O filtro EMI real está composto por L e C. Cando se proxecta, os circuítos de supresión de modo diferencial e de modo común adoitan combinarse (como se mostra na Figura 2). Polo tanto, o deseño debe basearse no tamaño do condensador do filtro e nas normas de seguridade requiridas. As normas toman decisións sobre os valores do indutor.
Na figura, L1, L2 e C1 forman un filtro de modo normal, e L3, C2 e C3 forman un filtro de modo común.
Deseño de indutor de modo común
Antes de deseñar un indutor de modo común, comproba primeiro que a bobina debe cumprir os seguintes principios:
1 > En condicións normais de traballo, o núcleo magnético non estará saturado debido á corrente de alimentación.
2 > Debe ter unha impedancia suficientemente grande para sinais de interferencia de alta frecuencia, un certo ancho de banda e unha impedancia mínima para a corrente do sinal na frecuencia de funcionamento.
3 > O coeficiente de temperatura do indutor debe ser pequeno e a capacidade distribuída debe ser pequena.
4> A resistencia DC debe ser o menor posible.
5> A inductancia de inducción debe ser o máis grande posible e o valor de inductancia debe ser estable.
6 > O illamento entre enrolamentos debe cumprir os requisitos de seguridade.
Pasos de deseño do indutor de modo común:
Paso 0 Adquisición de SPEC: nivel permitido EMI, localización da aplicación.
Paso 1 Determine o valor da inductancia.
Paso 2 Determínanse o material básico e as especificacións.
Paso 3 Determine o número de voltas de enrolamento e o diámetro do fío.
Paso 4 Proba
Paso 5 Proba
Exemplos de deseño
Paso 0: circuíto de filtro EMI como se mostra na Figura 3
CX = 1,0 Uf Cy = 3300PF Nivel EMI: Fcc Clase B
Tipo: Choke de modo común de CA
Paso 1: Determine a inductancia (L):
No diagrama de circuíto pódese ver que o sinal de modo común é suprimido polo filtro de modo común composto por L3, C2 e C3. De feito, L3, C2 e C3 forman dous circuítos en serie LC, que absorben o ruído das liñas L e N respectivamente. Sempre que se determine a frecuencia de corte do circuíto do filtro e se coñeza a capacidade C, a inductancia L pódese obter coa seguinte fórmula.
fo= 1/(2π√LC)L → 1/(2πfo)2C
Normalmente, o ancho de banda da proba EMI é o seguinte:
Interferencia conducida: 150KHZ → 30MHZ (Nota: estándar VDE 10KHZ – 30M)
Interferencia de radiación: 30MHZ 1GHZ
O filtro real non pode alcanzar a curva de impedancia pronunciada do filtro ideal, e a frecuencia de corte xeralmente pódese establecer nuns 50 KHZ. Aquí, supoñendo fo = 50 KHZ, entón
L =1/(2πfo)2C = 1/ [( 2*3,14*50000)2 *3300*10-12] = 3,07 mH
L1, L2 e C1 forman un filtro de modo normal (pasa baixo). A capacitancia entre liñas é de 1,0 uF, polo que a inductancia en modo normal é:
L = 1/ [( 2*3,14*50000)2 *1*10-6] = 10,14uH
Deste xeito, pódese obter o valor de inductancia esixido teoricamente. Se quere obter unha frecuencia de corte máis baixa fo, pode aumentar aínda máis o valor da inductancia. A frecuencia de corte xeralmente non é inferior a 10 KHZ. Teoricamente, canto maior sexa a inductancia, mellor será o efecto de supresión EMI, pero unha inductancia excesivamente alta fará que a frecuencia de corte sexa máis baixa, e o filtro real só pode acadar unha certa banda ancha, o que empeora o efecto de supresión do ruído de alta frecuencia (xeralmente). O compoñente de ruído da fonte de alimentación de conmutación é duns 5 ~ 10MHZ, pero hai casos nos que supera os 10MHZ). Ademais, canto maior sexa a inductancia, máis voltas ten o devanado, ou maior será a ui do CORE, o que fará que aumente a impedancia de baixa frecuencia (o DCR faise maior). A medida que aumenta o número de voltas, a capacitancia distribuída tamén aumenta (como se mostra na Figura 4), permitindo que todas as correntes de alta frecuencia flúen por esta capacitancia. A IU excesivamente alta fai que CORE se sature facilmente, e tamén é extremadamente difícil e custoso de producir.
Paso 2 Determine o material do núcleo e o tamaño
A partir dos requisitos de deseño anteriores, podemos saber que o indutor de modo común debe ser difícil de saturar, polo que é necesario escoller un material cunha relación de ángulo BH baixa. Debido a que se require un valor de inductancia máis alto, o valor ui do núcleo magnético tamén debe ser alto, e tamén debe ter. requisitos anteriores.
Non hai certas regulacións sobre o TAMAÑO COEE durante o deseño. En principio, só precisa cumprir a inductancia requirida e minimizar o tamaño do produto deseñado dentro do intervalo de perdas de baixa frecuencia permitido.
Polo tanto, o material CORE e a extracción do TAMAÑO deben examinarse en función do custo, a perda permitida, o espazo de instalación, etc. O valor CORE de uso común dos indutores de modo común está entre 2000 e 10000. O núcleo de po de ferro tamén ten baixa perda de ferro, B alto e baixo. Relación de ángulo BH, pero a súa interface de usuario é baixa, polo que xeralmente non se usa en indutores de modo común, pero este tipo de núcleo é un dos indutores de modo normal. Materiais preferidos.
Paso 3 Determine o número de voltas N e o diámetro do fío dw
Primeiro determine as especificacións do CORE. Por exemplo, neste exemplo, T18*10*7, A10, AL = 8230±30%, entón:
N = √L / AL = √(3,07*106) / (8230*70%) = 23 TS
O diámetro do fío baséase na densidade de corrente de 3 ~ 5 A/mm2. Se o espazo o permite, pódese seleccionar a densidade de corrente o máis baixa posible. Supón que a corrente de entrada I i = 1,2 A neste exemplo, tome J = 4 A/mm2
Entón Aw = 1,2 / 4 = 0,3 mm2 Φ0,70 mm
O indutor de modo común real debe ser probado a través de mostras reais para confirmar a fiabilidade do deseño, porque as diferenzas nos procesos de fabricación tamén levarán a diferenzas nos parámetros do indutor e afectarán o efecto de filtrado. Por exemplo, un aumento da capacitancia distribuída provocará ruído de alta frecuencia. Máis fácil de transmitir. A asimetría dos dous enrolamentos fai que a diferenza de inductancia entre os dous grupos sexa maior, formando unha certa impedancia ao sinal de modo normal.
Resume
1 > A función do indutor de modo común é filtrar o ruído do modo común na liña. O deseño require que os dous enrolamentos teñan unha estrutura completamente simétrica e os mesmos parámetros eléctricos.
2 > A capacitancia distribuída do indutor de modo común ten un impacto negativo na supresión do ruído de alta frecuencia e debe minimizarse.
3 > O valor de inductancia do indutor de modo común está relacionado coa banda de frecuencias de ruído que se debe filtrar e coa capacidade correspondente. O valor da inductancia adoita estar entre 2 mH ~ 50 mH.
Fonte do artigo: reimpreso de Internet
Xuange foi creada en 2009. Otransformadores de alta e baixa frecuencia, indutores eFuentes de alimentación para unidades LEDproducidos son amplamente utilizados en fontes de alimentación de consumo, fontes de enerxía industriais, fontes de enerxía novas, fontes de alimentación LED e outras industrias.
Xuange Electronics goza dunha boa reputación nos mercados doméstico e estranxeiro, e aceptamosPedidos de OEM e ODM.Se escollas un produto estándar do noso catálogo ou buscas axuda para a personalización, non dubides en comentar as túas necesidades de compra con Xuange.
https://www.xgelectronics.com/products/
William (Director Xeral de Vendas)
186 8873 0868 (Whats app/We-Chat)
Correo electrónico:sales@xuangedz.com
liwei202305@gmail.com
(Xestor de vendas)
186 6585 0415 (Whats app/We-Chat)
E-Mail: sales01@xuangedz.com
(Xestor de mercadotecnia)
153 6133 2249 (Whats app/We-Chat)
E-Mail: sales02@xuangedz.com
Hora de publicación: 28-maio-2024