Inductors de mode comú, s'utilitzen sovint en fonts d'alimentació de commutació d'ordinadors per filtrar senyals d'interferència electromagnètica en mode comú. En el disseny de la placa, l'inductor de mode comú també juga el paper del filtratge EMI, que s'utilitza per suprimir la radiació exterior i l'emissió d'ones electromagnètiques generades per línies de senyal d'alta velocitat.
Com a component important dels components magnètics, els inductors s'utilitzen àmpliament en circuits electrònics de potència. És una peça indispensable sobretot en circuits de potència. Com ara relés electromagnètics en equips de control industrial i comptadors d'energia elèctrica (comptadors de watts-hora) en sistemes d'alimentació. Els filtres als extrems d'entrada i sortida dels equips d'alimentació de commutació, els sintonitzadors als extrems de recepció i transmissió de TV, etc. són inseparables dels inductors. Les principals funcions dels inductors en circuits electrònics són: emmagatzematge d'energia, filtratge, asfixia, ressonància, etc. En els circuits de potència, com que els circuits s'ocupen de la transferència d'energia de grans corrents o altes tensions, els inductors són majoritàriament inductors de "potència".
Precisament perquè l'inductor de potència és diferent de l'inductor de processament de senyal petit, la topologia de la font d'alimentació de commutació és diferent durant el disseny i el mètode de disseny també té els seus propis requisits, causant dificultats de disseny.Inductorsen els circuits d'alimentació actuals s'utilitzen principalment per al filtratge, emmagatzematge d'energia, transferència d'energia i correcció del factor de potència. El disseny de l'inductor cobreix molts aspectes del coneixement com ara la teoria electromagnètica, els materials magnètics i les normes de seguretat. Els dissenyadors han de tenir una comprensió clara de les condicions de treball i els requisits dels paràmetres relacionats (com ara el corrent, la tensió, la freqüència, l'augment de la temperatura, les propietats del material, etc.) per prendre decisions. El disseny més raonable.
Classificació dels inductors:
Els inductors es poden dividir en diferents tipus segons el seu entorn d'aplicació, estructura del producte, forma, ús, etc. Normalment, el disseny de l'inductor comença amb l'entorn d'ús i aplicació com a punt de partida. En les fonts d'alimentació de commutació, els inductors es poden dividir en:
Asfixia en mode normal
Correcció del factor de potència - Choke PFC
Inductor acoblat reticulat (acoblador d'acoblament)
Inductor de suavització d'emmagatzematge d'energia (Smooth Choke)
Bobina amplificadora magnètica (MAG AMP Coil)
Els inductors de filtre de mode comú requereixen que les dues bobines tinguin el mateix valor d'inductància, la mateixa impedància, etc., de manera que aquest tipus d'inductors adopten dissenys simètrics i les seves formes són majoritàriament TOROID, UU, ET i altres formes.
Com funcionen els inductors de mode comú:
L'inductor de filtre de mode comú també s'anomena bobina d'obstrucció de mode comú (d'ara endavant anomenada inductor de mode comú o CM.M.Choke) o filtre de línia.
Els inductors de filtre de mode comú requereixen que les dues bobines tinguin el mateix valor d'inductància, la mateixa impedància, etc., de manera que aquest tipus d'inductors adopten dissenys simètrics i les seves formes són majoritàriament TOROID, UU, ET i altres formes.
Com funcionen els inductors de mode comú:
L'inductor de filtre de mode comú també s'anomena bobina d'obstrucció de mode comú (d'ara endavant anomenada inductor de mode comú o CM.M.Choke) o filtre de línia.
En elcommutació d'alimentació, a causa dels ràpids canvis de corrent o tensió en el díode rectificador, el condensador del filtre i l'inductor, es generen fonts d'interferència electromagnètica (soroll). Al mateix temps, també hi ha sorolls harmònics d'alt ordre diferents de la freqüència d'alimentació a la font d'alimentació d'entrada. Si no s'eliminen aquestes interferències, la supressió provocarà danys a l'equip de càrrega o a la pròpia font d'alimentació de commutació. Per tant, les agències reguladores de seguretat de diversos països han emès regulacions sobre emissions d'interferències electromagnètiques (EMI).
normativa de control corresponent. Actualment, la freqüència de commutació de les fonts d'alimentació de commutació és cada cop més alta i l'EMI és cada cop més greu. Per tant, els filtres EMI s'han d'instal·lar a les fonts d'alimentació commutades. Els filtres EMI han de suprimir tant el soroll en mode normal com en mode comú per complir amb determinats requisits. estàndard. El filtre de mode normal s'encarrega de filtrar el senyal d'interferència de mode diferencial entre les dues línies a l'extrem d'entrada o sortida, i el filtre de mode comú s'encarrega de filtrar el senyal d'interferència de mode comú entre les dues línies d'entrada. Els inductors de mode comú reals es poden dividir en tres tipus: AC CM.M.CHOKE; DC CM.M.CHOKE i SIGNAL CM.M.CHOKE a causa dels diferents entorns de treball. S'han de distingir a l'hora de dissenyar o seleccionar. Però el seu principi de funcionament és exactament el mateix, tal com es mostra a la figura (1):
Com es mostra a la figura, dos jocs de bobines amb direccions oposades s'enrotllen al mateix anell magnètic. Segons la regla del tub espiral de la dreta, quan s'aplica una tensió de mode diferencial amb polaritat oposada i la mateixa amplitud del senyal als terminals d'entrada A i B, quan hi ha un corrent i2 mostrat a la línia sòlida i un flux magnètic. Φ2 que es mostra a la línia sòlida es genera al nucli magnètic. Mentre els dos enrotllaments siguin completament simètrics, els fluxos magnètics en les dues direccions diferents del nucli magnètic s'anul·len mútuament. El flux magnètic total és zero, la inductància de la bobina és gairebé zero i no hi ha cap efecte d'impedància en el senyal de mode normal. Si s'aplica un senyal de mode comú amb la mateixa polaritat i amplitud igual als terminals d'entrada A i B, hi haurà un corrent i1 mostrat per la línia de punts, i un flux magnètic Φ1 mostrat per la línia de punts es generarà en el magnètic. nucli, aleshores el flux magnètic al nucli tindrà la mateixa direcció i s'enfortirà mútuament, de manera que el valor d'inductància de cada bobina és el doble que quan existeix sol, i XL =ωL. Per tant, la bobina d'aquest mètode de bobinat té un fort efecte de supressió sobre la interferència en mode comú.
El filtre EMI real es compon de L i C. Quan es dissenya, sovint es combinen circuits de supressió de mode diferencial i de mode comú (com es mostra a la figura 2). Per tant, el disseny s'ha de basar en la mida del condensador del filtre i les normes de seguretat requerides. Els estàndards prenen decisions sobre els valors de l'inductor.
A la figura, L1, L2 i C1 formen un filtre de mode normal, i L3, C2 i C3 formen un filtre de mode comú.
Disseny de l'inductor de mode comú
Abans de dissenyar un inductor de mode comú, primer comproveu que la bobina ha de complir els principis següents:
1 > En condicions de treball normals, el nucli magnètic no es saturarà a causa del corrent d'alimentació.
2 > Ha de tenir una impedància prou gran per a senyals d'interferència d'alta freqüència, un cert ample de banda i una impedància mínima per al corrent del senyal a la freqüència de funcionament.
3 > El coeficient de temperatura de l'inductor ha de ser petit i la capacitat distribuïda ha de ser petita.
4> La resistència DC ha de ser tan petita com sigui possible.
5> La inductància d'inducció ha de ser tan gran com sigui possible i el valor de la inductància ha de ser estable.
6 > L'aïllament entre bobinatges ha de complir els requisits de seguretat.
Passos de disseny de l'inductor de mode comú:
Pas 0 Adquisició de SPEC: nivell permès d'EMI, ubicació de l'aplicació.
Pas 1 Determineu el valor de la inductància.
Pas 2 Es determinen el material bàsic i les especificacions.
Pas 3 Determineu el nombre de voltes de bobinatge i el diàmetre del cable.
Pas 4 Comprovació
Pas 5 Prova
Exemples de disseny
Pas 0: circuit de filtre EMI tal com es mostra a la figura 3
CX = 1,0 Uf Cy = 3300PF Nivell EMI: Fcc Classe B
Tipus: Choke de mode comú de CA
Pas 1: determineu la inductància (L):
A l'esquema del circuit es pot veure que el senyal de mode comú és suprimit pel filtre de mode comú format per L3, C2 i C3. De fet, L3, C2 i C3 formen dos circuits en sèrie LC, que absorbeixen el soroll de les línies L i N respectivament. Sempre que es determini la freqüència de tall del circuit del filtre i es conegui la capacitat C, la inductància L es pot obtenir mitjançant la fórmula següent.
fo= 1/(2π√LC)L → 1/(2πfo)2C
Normalment, l'amplada de banda de la prova EMI és la següent:
Interferència realitzada: 150KHZ → 30MHZ (Nota: estàndard VDE 10KHZ – 30M)
Interferència de radiació: 30MHZ 1GHZ
El filtre real no pot aconseguir la corba d'impedància pronunciada del filtre ideal, i la freqüència de tall normalment es pot establir al voltant de 50 KHZ. Aquí, suposant fo = 50 KHZ, aleshores
L =1/(2πfo)2C = 1/ [( 2*3,14*50000)2 *3300*10-12] = 3,07 mH
L1, L2 i C1 formen un filtre de mode normal (pass baix). La capacitat entre línies és de 1,0 uF, de manera que la inductància en mode normal és:
L = 1/ [( 2*3,14*50000)2 *1*10-6] = 10,14uH
D'aquesta manera, es pot obtenir el valor d'inductància requerit teòricament. Si voleu obtenir una freqüència de tall més baixa fo, podeu augmentar encara més el valor de la inductància. La freqüència de tall generalment no és inferior a 10 KHZ. Teòricament, com més gran sigui la inductància, millor serà l'efecte de supressió EMI, però una inductància excessivament alta farà que la freqüència de tall sigui més baixa i el filtre real només pot aconseguir una certa banda ampla, cosa que empitjora l'efecte de supressió del soroll d'alta freqüència (generalment). El component de soroll de la font d'alimentació de commutació és d'uns 5 ~ 10MHZ, però hi ha casos en què supera els 10MHZ). A més, com més alta sigui la inductància, més voltes té el bobinatge, o més alta serà la ui del CORE, la qual cosa farà que augmenti la impedància de baixa freqüència (el DCR es fa més gran). A mesura que augmenta el nombre de voltes, la capacitat distribuïda també augmenta (com es mostra a la figura 4), permetent que tots els corrents d'alta freqüència flueixin a través d'aquesta capacitat. La interfície d'usuari excessivament alta fa que el CORE es saturi fàcilment i també sigui extremadament difícil i costós de produir.
Pas 2 Determineu el material del nucli i la mida
A partir dels requisits de disseny anteriors, podem saber que l'inductor de mode comú ha de ser difícil de saturar, per la qual cosa cal triar un material amb una relació d'angle BH baixa. Com que es requereix un valor d'inductància més alt, el valor ui del nucli magnètic també ha de ser elevat, i també ha de tenir una pèrdua de nucli més baixa i un valor de Bs més alt, el material de ferrita Mn-Zn CORE és actualment el material CORE més adequat que compleix els requisits requisits anteriors.
No hi ha determinades regulacions sobre la mida del COEE durant el disseny. En principi, només ha de complir la inductància requerida i minimitzar la mida del producte dissenyat dins del rang de pèrdua de baixa freqüència admissible.
Per tant, el material CORE i l'extracció de la mida s'han d'examinar en funció del cost, la pèrdua permesa, l'espai d'instal·lació, etc. El valor CORE d'ús habitual dels inductors de mode comú és entre 2000 i 10000. El nucli de pols de ferro també té una pèrdua de ferro baixa, B alt i baix. Relació d'angle BH, però la seva interfície d'usuari és baixa, de manera que generalment no s'utilitza en inductors de mode comú, però aquest tipus de nucli és un dels inductors de mode normal. Materials preferits.
Pas 3 Determineu el nombre de voltes N i el diàmetre del cable dw
Primer determineu les especificacions del CORE. Per exemple, en aquest exemple, T18*10*7, A10, AL = 8230±30%, aleshores:
N = √L / AL = √(3,07*106) / (8230*70%) = 23 TS
El diàmetre del cable es basa en la densitat de corrent de 3 ~ 5A/mm2. Si l'espai ho permet, la densitat de corrent es pot seleccionar el més baixa possible. Suposem que el corrent d'entrada I i = 1,2 A en aquest exemple, pren J = 4 A/mm2
Aleshores Aw = 1,2 / 4 = 0,3 mm2 Φ0,70 mm
L'inductor de mode comú real s'ha de provar mitjançant mostres reals per confirmar la fiabilitat del disseny, ja que les diferències en els processos de fabricació també provocaran diferències en els paràmetres de l'inductor i afectaran l'efecte de filtratge. Per exemple, un augment de la capacitat distribuïda provocarà soroll d'alta freqüència. Més fàcil de transmetre. L'asimetria dels dos enrotllaments fa que la diferència d'inductància entre els dos grups sigui més gran, formant una certa impedància al senyal de mode normal.
Resumir
1 > La funció de l'inductor de mode comú és filtrar el soroll de mode comú a la línia. El disseny requereix que els dos bobinatges tinguin una estructura completament simètrica i els mateixos paràmetres elèctrics.
2 > La capacitat distribuïda de l'inductor de mode comú té un impacte negatiu en la supressió del soroll d'alta freqüència i s'ha de minimitzar.
3 > El valor d'inductància de l'inductor de mode comú està relacionat amb la banda de freqüència de soroll que s'ha de filtrar i la capacitat coincident. El valor d'inductància sol estar entre 2 mH ~ 50 mH.
Font de l'article: reimprès d'Internet
Xuange es va establir el 2009. Eltransformadors d'alta i baixa freqüència, inductors iFonts d'alimentació de la unitat LEDEls productes produïts s'utilitzen àmpliament en fonts d'alimentació de consum, fonts d'alimentació industrials, noves fonts d'alimentació, fonts d'alimentació LED i altres indústries.
Xuange Electronics gaudeix d'una bona reputació als mercats nacionals i estrangers, i acceptemComandes OEM i ODM.Tant si trieu un producte estàndard del nostre catàleg com si busqueu ajuda amb la personalització, no dubteu a discutir les vostres necessitats de compra amb Xuange.
https://www.xgelectronics.com/products/
William (director general de vendes)
186 8873 0868 (Whats app/We-Chat)
Correu electrònic:sales@xuangedz.com
liwei202305@gmail.com
(Gestor de vendes)
186 6585 0415 (Whats app/We-Chat)
E-Mail: sales01@xuangedz.com
(Gestor de màrqueting)
153 6133 2249 (Whats app/We-Chat)
E-Mail: sales02@xuangedz.com
Hora de publicació: 28-mai-2024