Quali fattori dovrebbero essere considerati nella progettazione di induttori di modo comune?
Dec 02, 2019
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Quali fattori dovrebbero essere considerati nella progettazione di induttori di modo comune?
La maggior parte dei filtri EMI deve utilizzare induttori in modalità comune. Poiché l'induttore di modo comune ha un'impedenza elevata in un ampio intervallo di frequenza, può sopprimere il rumore ad alta frequenza prodotto dall'alimentatore a commutazione ad alta frequenza. Perché il nucleo dell'induttore di modo comune è circolare? L'ho anche introdotto prima. Quali fattori dovrebbero essere considerati nella progettazione?
La corrente di ingresso, l'impedenza e la frequenza sono i parametri di base necessari per progettare un induttore di modo comune. La corrente di ingresso determina la dimensione del conduttore dell'avvolgimento. Quando si calcola il diametro del filo, viene generalmente utilizzato il valore di calcolo di 400 amp per centimetro quadrato, ma è possibile utilizzare anche altri valori di calcolo in base all'aumento di temperatura accettabile dell'induttore. In quasi tutti i casi, viene utilizzato un filo a singolo filo, perché non è solo il più economico, ma anche la sua perdita di rame dovuta all'effetto pelle ad alta frequenza aiuta a ridurre il rumore.
L'impedenza degli induttori è di solito il valore minimo a una determinata frequenza. Questa impedenza è collegata in serie con l'impedenza di linea per ottenere l'attenuazione del rumore desiderata. Sfortunatamente, la maggior parte delle impedenze di linea sono sconosciute, quindi i progettisti spesso usano una rete di stabilizzazione dell'impedenza di linea (LISN) da 50 Ω per testare i filtri. Questo è diventato il metodo standard per testare le prestazioni del filtro, ma il suo risultato può aumentare l'attenuazione di - 6 dB in ciascuna ottava quando si supera la frequenza di rotazione. La frequenza di rotazione è generalmente abbastanza bassa da rendere la reattanza induttiva la parte principale dell'impedenza, quindi l'induttanza può essere calcolata come segue: LS = XS / 2 π F.
Dopo aver conosciuto l'induttanza, il resto del lavoro di progettazione consiste nel selezionare il nucleo e il materiale e calcolare il numero di giri.
Il primo passo nella progettazione è spesso quello di scegliere la dimensione del nucleo. Se ci sono requisiti di dimensione per la progettazione, purché il nucleo possa ancora soddisfare questi requisiti dopo l'avvolgimento, è necessario selezionare la dimensione massima del nucleo che può essere soddisfatta. Se non ci sono limiti di dimensione, puoi scegliere la dimensione del nucleo a piacimento.
Il prossimo passo è calcolare il numero massimo di giri necessari per essere avvolto sul nucleo. Di solito sono a strato singolo, avvolti ad un'estremità del nucleo e isolati l'uno dall'altro. A volte vengono utilizzati anche doppio strato e avvolgimento, ma questi due tipi di avvolgimento aumentano la capacità distribuita dell'avvolgimento, riducendo così le prestazioni ad alta frequenza dell'induttore.
Poiché il diametro del filo è determinato dalla corrente di linea, la circonferenza interna può essere calcolata in base al valore ottenuto sottraendo il raggio del filo dal raggio interno del nucleo. Il numero massimo di giri può essere calcolato dividendo la lunghezza della circonferenza interna di ciascun avvolgimento per il diametro del filo più lo spessore dell'isolamento. Dopo aver calcolato i giri massimi, il passo successivo è selezionare il materiale e determinare l'induttanza. Molti fattori, quali la temperatura di esercizio, la gamma di frequenza e i costi, vengono presi in considerazione nella scelta dei materiali. Tuttavia, la dimensione del nucleo selezionata deve essere verificata per prima e altri fattori possono essere considerati dopo la vendita. Quindi scegliere il materiale di permeabilità appropriato e quindi calcolare l'induttanza.
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