Induktorit
Induktorit mahdollistavat sähköenergian varastoinnin magneettikenttään. Tyypillisiä sovelluksia ovat tasoitussuodattimet ja erilaiset selektiiviset piirit.
Induktiivisten kelojen sähköiset ominaisuudet määräytyvät niiden suunnittelun, magneettisydämen materiaalin ja sen konfiguraation ominaisuuksien sekä kelan kierrosten lukumäärän perusteella.
Alla on tärkeimmät tekijät, jotka on otettava huomioon valittaessa induktoria:
a) vaadittu induktanssiarvo (H, mH, mkГ-n. nHn),
b) suurin kelan virta. Suuri virta on erittäin vaarallinen liiallisen kuumenemisen vuoksi, joka vahingoittaa käämien eristystä. Lisäksi, jos virta on liian suuri, magneettipiiri voi kyllästyä magneettivuolla, mikä johtaa induktanssin merkittävään vähenemiseen,
c) induktanssin tarkkuus,
d) lämpötilan induktanssikerroin,
e) stabiilius, joka määräytyy induktanssin riippuvuuden perusteella ulkoisista tekijöistä,
f) käämilangan aktiivinen vastus,
g) Kelan Q-kerroin. Se määritellään yleensä toimintataajuudella induktiivisen ja aktiivisen vastuksen suhteeksi,
h) kelan taajuusalue.
Tällä hetkellä valmistetaan RF-induktoreja kiinteisiin taajuusarvoihin, joiden induktanssi on 1 μH - 10 mH. Resonanssipiirien virittämistä varten on toivottavaa, että kelat on säädettävä induktanssi.
Yksikerroksisia induktoreita, joissa on avoin magneettipiiri, käytetään instrumenttien virityspiireissä.
Monikerroksisia avoimen magneettipiirin käämiä käytetään suodattimissa ja suurtaajuusmuuntajissa. Ali- ja keskipäästösuotimissa ja muuntajissa käytetään panssaroituja monikerroksisia keloja, joissa on ferriittisydäminen, ja vastaavia käämiä, mutta teräsytimellä, käytetään tasoituskuristimissa ja alipäästösuodattimissa.
Induktorikaavat
Tärkeimmät induktorien suunnittelussa käytetyt approksimaatiosuhteet ovat seuraavat.
1. Yksikerroksisten induktorien parametrit, joissa pituuden ja halkaisijan suhde on suurempi kuin 5, määritellään seuraavasti
missä L — induktanssi, μH, M — kierrosten lukumäärä, d — käämin halkaisija, cm, l — käämin pituus, ks.
2. Monikerroksisten induktorien parametrit, joissa halkaisijan ja pituuden suhde on suurempi kuin 1, määritellään seuraavasti:
missä L — induktanssi, μH, n — kierrosten lukumäärä, dm — käämin keskihalkaisija, cm, e — käämin paksuus, ks.
Yksi- ja monikerroksisten kelojen, joissa on avoin ferriittimagneettinen piiri, induktanssi on 1,5 - 3 kertaa tämä, riippuen sydämen ominaisuuksista ja konfiguraatiosta. Messinkiydin sijoitettu ferriittiytimen sijaan. vähentää induktanssia jopa 60-90 % sen ytimettömään arvoon verrattuna.
Ferriittisydäntä voidaan käyttää vähentämään kierrosten määrää säilyttäen samalla induktanssin.
Valmistettaessa keloja, joiden induktanssi on 100 μH - 100 mH matalille ja keskitaajuuksille, on suositeltavaa käyttää KM-sarjan ydinferriittipanssariytimiä. Tässä tapauksessa magneettipiiri koostuu kahdesta vierekkäin asennetusta kupista, joihin on kiinnitetty yksiosainen kela, kaksi kiinnityskannatinta ja säätötanko.
Tarvittava induktanssi ja kierrosten lukumäärä voidaan laskea kaavoista
jossa N on kierrosten lukumäärä, L — induktanssi, nH, Al — induktanssikerroin, nH/vit.
Muista aina, että ennen induktanssin laskemista sinun on määritettävä kierrosten määrä, joka mahtuu tietylle kelalle.
Mitä pienempi langan halkaisija on, sitä suurempi on kierrosten määrä, mutta sitä suurempi on langan vastus ja tietysti sen kuumeneminen vapautuneen Az2R:n suuruisen tehon takia... Kelavirran tehollinen arvo ei saisi yli 100 mA halkaisijaltaan 0,2 mm:n johdolla. 750 mA — 0,5 mm:lle ja 4 A — 1 mm:lle.
Pienet muistiinpanot ja vinkit
Terässydänkäämien induktanssi pienenee erittäin nopeasti, kun käämin tasavirta kasvaa. Tämä tulee huomioida erityisesti teholähteen tasoitussuodattimia suunniteltaessa.
Induktorin maksimivirta riippuu ympäristön lämpötilasta ja sallii vaimojen pienentyä sen kasvaessa. Siksi laitteen luotettavan toiminnan varmistamiseksi on oltava suuri virtareservi.
Ferriittiset toroidiset ytimet ovat tehokkaita yli 30 MHz:n suodattimien ja muuntajien valmistukseen. Tässä tapauksessa käämit koostuvat vain muutamasta kierrosta.
Kun käytetään minkä tahansa tyyppistä lankaa, osa magneettikenttälinjoista suljetaan ei magneettipiiriä pitkin, vaan sitä ympäröivän tilan läpi. Tämä vaikutus on erityisen voimakas avoimissa magneettisissa piireissä. Huomaa, että nämä hajamagneettikentät ovat häiriöiden lähteitä, joten ytimet on sijoitettava laitteeseen siten, että tämä häiriö vähenee mahdollisimman paljon.
Induktoreissa on tietty loiskapasitanssi, joka muodostaa värähtelevän piirin yhdessä kelan induktanssin kanssa. Tällaisen piirin resonanssitaajuus erityyppisille kelaille voi vaihdella välillä 20 kHz - 100 MHz.
