Induttori di modu cumuni, sò spessu aduprati in l'alimentarii di l'urdinatore di cunversione per filtrà i segnali di interferenza elettromagnetica in modu cumuni. In u disignu di u bordu, l'induttore di u modu cumunu ghjoca ancu u rolu di filtru EMI, chì hè utilizatu per suppressione a radiazione esterna è l'emissione di onde elettromagnetiche generate da linee di signali d'alta velocità.
Cum'è un cumpunente impurtante di cumpunenti magnetichi, induttori sò largamente usati in circuiti elettronichi di putenza. Hè una parte indispensabile soprattuttu in i circuiti di putenza. Cum'è i relè elettromagnetici in l'equipaggiu di cuntrollu industriale è i misuratori di energia elettrica (watt-ora) in sistemi di putenza. I filtri à l'estremità di l'ingressu è di l'output di l'equipaggiu di l'alimentazione di u cambiamentu, i sintonizzatori à l'estremità chì ricevenu è trasmettenu TV, etc. sò tutti inseparabili da induttori. E funzioni principali di l'induttori in i circuiti elettronichi sò: almacenamiento d'energia, filtrazione, choke, resonance, etc. In i circuiti di putenza, postu chì i circuiti trattanu di trasferimentu d'energia di grandi correnti o alti voltages, induttori sò soprattuttu induttori di "tipu di putenza".
Precisamente perchè l'induttore di putenza hè diversu da u picculu induttore di trasfurmazione di signali, a topologia di l'alimentazione di commutazione hè diversa durante u disignu, è u metudu di cuncepimentu hà ancu i so propri esigenze, causando difficultà di cuncepimentu.Induttoriin i circuiti di supply supply currenti sò principarmenti usati per u filtru, l'almacenamiento d'energia, u trasferimentu d'energia è a correzione di u fattore di putenza. U disignu di l'induttore copre parechji aspetti di a cunniscenza cum'è a teoria elettromagnetica, i materiali magnetichi è e regule di sicurezza. I diseggiani anu bisognu à avè una cunniscenza chjara di e cundizioni di u travagliu è i requisiti di i paràmetri cunnessi (cum'è a corrente, a tensione, a freccia, l'aumentu di a temperatura, e proprietà di materiale, etc.) per piglià decisioni. U disignu più ragiunate.
Classificazione di induttori:
Inductors pò esse divisu in sfarenti tippi basatu nantu à u so ambiente applicazione, struttura di u produttu, forma, usu, etc. Di solitu, u disignu inductor principia cù l 'ambienti usu è applicazione cum'è u puntu di partenza. In l'alimentazione di alimentazione, l'induttori ponu esse divisi in:
Modu normale Choke
Correzione di u fattore di putenza - PFC Choke
Induttore accoppiatu reticulatu (Coupler Choke)
Induttore di lisciatura di almacenamiento d'energia (Smooth Choke)
Bobina di amplificatore magneticu (MAG AMP Coil)
L'induttori di filtri in modu cumuni necessitanu chì e duie bobine anu u stessu valore di induttanza, a listessa impedenza, etc., cusì stu tipu d'induttori adoptenu disinni simmetrici, è e so forme sò soprattuttu TOROID, UU, ET è altre forme.
Cumu funziona l'induttori di modu cumuni:
L'induttore di filtru di modu cumuni hè ancu chjamatu bobina di choke di modalità cumuni (in seguitu chjamatu induttore di modu cumuni o CM.M.Choke) o Filtru di linea.
L'induttori di filtri in modu cumuni necessitanu chì e duie bobine anu u stessu valore di induttanza, a listessa impedenza, etc., cusì stu tipu d'induttori adoptenu disinni simmetrici, è e so forme sò soprattuttu TOROID, UU, ET è altre forme.
Cumu funziona l'induttori di modu cumuni:
L'induttore di filtru di modu cumuni hè ancu chjamatu bobina di choke di modalità cumuni (in seguitu chjamatu induttore di modu cumuni o CM.M.Choke) o Filtru di linea.
In uscambià l'alimentazione, à causa di i cambiamenti rapidi in u currente o a tensione in u diodu di u rettificatore, u condensatore di filtru è l'induttore, i fonti di interferenza elettromagnetica (rumore) sò generati. À u listessu tempu, ci sò ancu rumori armonichi d'altu ordine altru ch'è a freccia di putenza in u supply power input. Se queste interferenze ùn sò micca eliminate, a Suppressione pruvucarà danni à l'equipaggiu di carica o à l'alimentazione di commutazione stessu. Per quessa, l'agenzii regulatori di sicurità in parechji paesi anu publicatu regulamenti nantu à l'emissioni di interferenza elettromagnetica (EMI).
regule di cuntrollu currispundenti. Attualmente, a frequenza di commutazione di l'alimentazione di commutazione hè diventata sempre più alta, è l'EMI diventa sempre più seria. Per quessa, i filtri EMI devenu esse installati in l'alimentazione di commutazione. I filtri EMI devenu supprime u rumore di u modu normale è di u modu cumuni per risponde à certi requisiti. standard. U filtru di u modu normale hè rispunsevule per filtrà u segnu di interferenza di u modu differenziale trà e duie linee à l'estremità di l'ingressu o di l'output, è u filtru di u modu cumuni hè rispunsevule per filtrà u segnu di interferenza di u modu cumuni trà e duie linee di input. Induttori di modu cumunu attuale pò esse divisu in trè tippi: AC CM.M.CHOKE; DC CM.M.CHOKE è SIGNAL CM.M.CHOKE per via di diversi ambienti di travagliu. Anu da esse distinti in u disignu o selezzione. Ma u so principiu di travagliu hè esattamente u listessu, cum'è mostra in Figura (1):
Comu mostra in a figura, dui gruppi di bobine cù direzzione opposta sò feriti nantu à u stessu anellu magneticu. Sicondu a regula di tubu spirale dritta, quandu una tensione di modu differenziale cù polarità opposta è a listessa amplitude di signale hè appiicata à i terminali di input A è B, Quandu , ci hè un currente i2 mostratu in a linea solida, è un flussu magneticu. Φ2 mostratu in a linea solida hè generatu in u core magneticu. Sempre chì i dui avvolgimenti sò cumplettamente simmetrici, i flussi magnetichi in e duie direzzione diffirenti in u core magneticu annullanu l'altru. U flussu magneticu tutale hè zero, l'induttanza di a bobina hè quasi zero, è ùn ci hè micca un effettu di impedenza nantu à u signale di u modu normale. Si un signal de mode commun avec la même polarité et la même amplitude est appliqué aux bornes d'entrée A et B, il y aura un courant i1 montré par la ligne pointillée, et un flux magnétique Φ1 montré par la ligne pointillée sera généré dans la ligne pointillée. core, tandu u flussu magneticu in u core vi Hanu a stessa direzzione è rinfurzà ogni altru, cusì chì u valore inductance di ogni bobina hè duie volte quellu di quandu esiste solu, è XL = ωL. Dunque, a bobina di stu metudu di avvolgimentu hà un forte effettu di suppressione nantu à l'interferenza di u modu cumuni.
U filtru EMI attuale hè cumpostu di L è C. Quandu u disignu, i circuiti di suppressione di modu differenziale è di modu cumuni sò spessu cumminati (cum'è mostra in Figura 2). Per quessa, u disignu deve esse basatu annantu à a dimensione di u condensatore di filtru è à e regule di sicurezza richieste. I standard facenu decisioni nantu à i valori induttori.
In a figura, L1, L2 è C1 formanu un filtru di modu normale, è L3, C2 è C3 formanu un filtru di modu cumuni.
Disegnu di l'induttore di Modu Cumunu
Prima di cuncepisce un induttore di modu cumunu, verificate prima chì a bobina deve rispettà i seguenti principii:
1> In cundizioni normali di travagliu, u core magneticu ùn serà micca saturatu per via di u currente di alimentazione.
2> Deve avè una impedenza abbastanza grande per i segnali d'interferenza d'alta freccia, una certa larghezza di banda, è una impedenza minima per u currente di signale à a frequenza operativa.
3 > U coefficient temperature di l 'inductor deve esse chjuca, è u capacitance distribuitu deve esse chjuca.
4> a resistenza DC deve esse u più chjucu pussibule.
5> L'induttanza di induzione deve esse u più grande pussibule, è u valore di induttanza deve esse stabile.
6 > L'insulazione trà i bobinamenti deve risponde à i requisiti di sicurezza.
Passi di cuncepimentu di l'induttore in modu cumuni:
Passu 0 Acquisizione SPEC: Livellu permessu EMI, locu di l'applicazione.
Passu 1 Determina u valore di l'induttanza.
Passu 2 U materiale core è e specificazioni sò determinate.
Passu 3 Determinà u numeru di giri di bobina è u diametru di u filu.
Passu 4 Pruva
Passu 5 Test
Esempi di disignu
Passu 0: Circuitu di filtru EMI cum'è mostra in Figura 3
CX = 1,0 Uf Cy = 3300PF Livello EMI: Fcc Classe B
Tipu: Ac Modu Cumunu Choke
Passu 1: Determina l'induttanza (L):
Pò esse vistu da u schema di circuitu chì u signale di u modu cumunu hè supprimitu da u filtru di u modu cumunu cumpostu di L3, C2 è C3. In fattu, L3, C2 è C3 formanu dui circuiti di serie LC, chì assorbanu u rumore di e linee L è N rispettivamente. Sempre chì a frequenza di cut-off di u circuitu di filtru hè determinata è a capacità C hè cunnisciuta, l'induttanza L pò esse ottenuta da a seguente formula.
fo= 1/(2π√LC)L → 1/(2πfo)2C
Di solitu, a larghezza di banda di prova EMI hè a siguenti:
Interferenza cundutta: 150KHZ → 30MHZ (Nota: VDE standard 10KHZ - 30M)
Interferenza di radiazione: 30MHZ 1GHZ
U filtru attuale ùn pò micca ottene a curva di impedenza ripida di u filtru ideale, è a frequenza di cutoff pò esse generalmente stabilita à circa 50KHZ. Quì, assumendu fo = 50KHZ, allora
L =1/(2πfo)2C = 1/ [( 2*3,14*50000)2 *3300*10-12] = 3,07 mH
L1, L2 è C1 formanu un filtru di modu normale (passa bassa). A capacità trà e linee hè 1.0uF, cusì l'induttanza di u modu normale hè:
L = 1/ [( 2*3,14*50000)2 *1*10-6] = 10,14uH
In questu modu, u valore di induttanza teoricamente necessariu pò esse acquistatu. Se vulete ottene una freccia di cut-off più bassa fo, pudete ancu aumentà u valore di induttanza. A frequenza di cut-off hè generalmente micca menu di 10KHZ. Teoricamente, più alta hè l'induttanza, u megliu l'effettu di suppressione EMI, ma una induttanza eccessivamente alta farà a freccia di cutoff più bassa, è u filtru attuale pò ottene solu una certa banda larga, chì face l'effettu di suppressione di u rumore d'alta frequenza peghju (in generale. U cumpunente di u rumore di l'alimentazione di commutazione hè di circa 5 ~ 10MHZ, ma ci sò casi induve supera 10MHZ). Inoltre, più altu hè l'induttanza, più volte l'avvolgimentu hà, o più altu l'ui di u CORE, chì pruvucarà l'impedenza di freccia bassa per aumentà (u DCR diventa più grande). Cum'è u numeru di giri aumenta, a capacità distribuita aumenta ancu (cum'è mostra in a Figura 4), chì permette à tutti i currenti d'alta frequenza di scorri à traversu sta capacità. L'UI eccessivamente alta rende CORE facilmente saturatu, è hè ancu estremamente difficiuli è costu di pruduce.
Step 2 Determinate u materiale CORE è SIZE
Da i bisogni di u disignu sopra, pudemu sapè chì l'induttore di modu cumunu deve esse difficili di saturare, per quessa, hè necessariu di sceglie un materiale cù un rapportu d'angolo BH bassu. Perchè un valore di induttanza più altu hè necessariu, u valore ui di u core magneticu deve esse ancu altu, è deve ancu avè cù una perdita di core più bassa è un valore Bs più altu, u materiale di ferrite Mn-Zn CORE hè attualmente u materiale CORE più adattatu chì risponde à u sopra i requisiti.
Ùn ci hè micca una certa regulazione nantu à COEE SIZE durante u disignu. In principiu, hè solu bisognu à scuntrà l'induttanza necessaria è minimizzà a dimensione di u pruduttu cuncepitu in a gamma di perdita di bassa frequenza permessa.
Per quessa, materiale CORE è estrazzioni SIZE deve esse esaminati basatu nantu à u costu, perdita permessa, spaziu stallazione, etc. U valore CORE cumunimenti usatu di inductors modu cumunu hè trà 2000 è 10000. Iron Powder Core hà dinù bassa perdita di ferru, altu Bs è bassu. Rapportu angulu BH, ma u so ui hè bassu, cusì ùn hè generalmente usatu in inductors modu cumuni, ma stu tipu di core hè unu di i induttori di modu nurmale. Materiali preferiti.
Passu 3 Determinate u numeru di giri N è u diametru di u filu dw
Prima determinà e specificazioni di u CORE. Per esempiu, in questu esempiu, T18 * 10 * 7, A10, AL = 8230±30%, allora:
N = √L / AL = √(3,07*106) / (8230*70%) = 23 TS
U diametru di u filu hè basatu annantu à a densità di corrente di 3 ~ 5A / mm2. Se u spaziu permette, a densità attuale pò esse sceltu u più bassu pussibule. Assumemu chì a corrente d'ingressu I i = 1,2 A in questu esempiu, pigliate J = 4 A/mm2
Allora Aw = 1,2 / 4 = 0,3 mm2 Φ0,70 mm
L'induttore di u modu cumunu attuale deve esse pruvatu à traversu campioni attuali per cunfirmà l'affidabilità di u disignu, perchè e differenze in i prucessi di fabricazione portanu ancu à differenze in i paràmetri di l'induttore è affettanu l'effettu di filtrazione. Per esempiu, un aumentu di a capacità distribuita pruvucarà un rumore à alta frequenza. Hè più faciule da trasmette. L'asimetria di i dui avvolgimenti face a diffarenza in l'induttanza trà i dui gruppi più grande, furmendu una certa impedenza à u signale di u modu normale.
Riassume
1 > A funzione di l'induttore di modu cumunu hè di filtrà u sonu di u modu cumunu in a linea. U disignu richiede chì i dui avvolgimenti anu una struttura cumpletamente simmetrica è i stessi paràmetri elettrici.
2> A capacità distribuita di l'inductor di modu cumunu hà un impattu negativu nantu à a suppressione di u sonu d'alta frequenza è deve esse minimizatu.
3> U valore di inductance di l'inductor di modu cumunu hè in relazione cù a banda di freccia di u rumore chì deve esse filtrata è a capacità di cunfurmità. U valore di l'induttanza hè di solitu trà 2mH ~ 50 mH.
Fonte di l'articulu: Ristampatu da Internet
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Tempu di Post: 28-May-2024