Induktory spoločného režimu, sa často používajú v počítačových spínacích zdrojoch na filtrovanie signálov elektromagnetického rušenia v bežnom režime. V konštrukcii dosky zohráva induktor spoločného režimu aj úlohu filtrovania EMI, ktoré sa používa na potlačenie vonkajšieho žiarenia a emisie elektromagnetických vĺn generovaných vysokorýchlostnými signálovými vedeniami.
Ako dôležitá súčasť magnetických komponentov sú induktory široko používané vo výkonových elektronických obvodoch. Je nepostrádateľnou súčasťou najmä v silových obvodoch. Ako sú elektromagnetické relé v priemyselných riadiacich zariadeniach a elektromery (watthodiny) v energetických systémoch. Filtre na vstupnom a výstupnom konci spínaného napájacieho zariadenia, tunery na prijímacom a vysielacom konci TV atď. sú neoddeliteľné od induktorov. Hlavné funkcie tlmiviek v elektronických obvodoch sú: skladovanie energie, filtrovanie, tlmivka, rezonancia atď. Vo výkonových obvodoch, keďže obvody sa zaoberajú prenosom energie veľkých prúdov alebo vysokého napätia, sú tlmivky väčšinou tlmivky „výkonového typu“.
Práve preto, že sa výkonová tlmivka líši od malej tlmivky na spracovanie signálu, topológia spínaného zdroja je pri návrhu odlišná a metóda návrhu má tiež svoje vlastné požiadavky, čo spôsobuje konštrukčné ťažkosti.Induktoryv súčasných napájacích obvodoch sa používajú hlavne na filtrovanie, skladovanie energie, prenos energie a korekciu účinníka. Návrh induktora pokrýva mnoho aspektov vedomostí, ako je elektromagnetická teória, magnetické materiály a bezpečnostné predpisy. Dizajnéri musia jasne rozumieť pracovným podmienkam a súvisiacim požiadavkám na parametre (ako sú prúd, napätie, frekvencia, nárast teploty, vlastnosti materiálu atď.), aby mohli robiť rozhodnutia. Najrozumnejší dizajn.
Klasifikácia induktorov:
Tlmivky možno rozdeliť do rôznych typov na základe ich aplikačného prostredia, štruktúry produktu, tvaru, použitia atď. Zvyčajne sa návrh tlmivky začína použitím a aplikačným prostredím ako východiskovým bodom. V spínaných zdrojoch možno tlmivky rozdeliť na:
Normal Mode Choke
Korekcia účinníka – PFC Choke
Zosieťovaná viazaná tlmivka (Coupler Choke)
Vyhladzujúci induktor akumulácie energie (Smooth Choke)
Magnetická cievka zosilňovača (MAG AMP Coil)
Tlmivky filtra so spoločným režimom vyžadujú, aby dve cievky mali rovnakú hodnotu indukčnosti, rovnakú impedanciu atď., takže tento typ tlmiviek má symetrické konštrukcie a ich tvary sú väčšinou TOROID, UU, ET a iné tvary.
Ako fungujú induktory spoločného režimu:
Cívka filtra so spoločným režimom sa tiež nazýva tlmivka so spoločným režimom (ďalej len tlmivka so spoločným režimom alebo CM.M.Choke) alebo sieťový filter.
Tlmivky filtra so spoločným režimom vyžadujú, aby dve cievky mali rovnakú hodnotu indukčnosti, rovnakú impedanciu atď., takže tento typ tlmiviek má symetrické konštrukcie a ich tvary sú väčšinou TOROID, UU, ET a iné tvary.
Ako fungujú induktory spoločného režimu:
Cívka filtra so spoločným režimom sa tiež nazýva tlmivka so spoločným režimom (ďalej len tlmivka so spoločným režimom alebo CM.M.Choke) alebo sieťový filter.
Vspínaný zdrojv dôsledku rýchlych zmien prúdu alebo napätia v usmerňovacej dióde, filtračnom kondenzátore a induktore vznikajú zdroje elektromagnetického rušenia (šum). Súčasne sa vo vstupnom napájacom zdroji vyskytujú aj iné harmonické šumy vysokého rádu, než je výkonová frekvencia. Ak sa tieto rušenia neodstránia, potlačenie spôsobí poškodenie zariadenia záťaže alebo samotného spínaného zdroja. Preto bezpečnostné regulačné agentúry v niekoľkých krajinách vydali nariadenia o emisiách elektromagnetického rušenia (EMI).
zodpovedajúce kontrolné predpisy. V súčasnosti je frekvencia spínania spínaných zdrojov stále vyššia a EMI je čoraz vážnejšie. Preto musia byť v spínaných zdrojoch inštalované EMI filtre. Filtre EMI musia potláčať šum normálneho režimu aj bežného režimu, aby splnili určité požiadavky. štandardné. Filter normálneho režimu je zodpovedný za odfiltrovanie interferenčného signálu diferenciálneho režimu medzi dvoma vedeniami na vstupnom alebo výstupnom konci a filter spoločného režimu je zodpovedný za odfiltrovanie interferenčného signálu spoločného režimu medzi dvoma vstupnými vedeniami. Aktuálne tlmivky so spoločným režimom možno rozdeliť do troch typov: AC CM.M.CHOKE; DC CM.M.CHOKE a SIGNAL CM.M.CHOKE kvôli rôznym pracovným prostrediam. Pri navrhovaní alebo výbere by sa mali rozlišovať. Jeho pracovný princíp je však úplne rovnaký, ako je znázornené na obrázku (1):
Ako je znázornené na obrázku, dve sady cievok s opačnými smermi sú navinuté na rovnakom magnetickom prstenci. Podľa pravidla pravej špirálovej trubice, keď sa na vstupné svorky A a B privedie napätie v diferenciálnom režime s opačnou polaritou a rovnakou amplitúdou signálu, keď je prúd i2 zobrazený plnou čiarou a magnetický tok Φ2 znázornené plnou čiarou sa generuje v magnetickom jadre. Pokiaľ sú dve vinutia úplne symetrické, magnetické toky v dvoch rôznych smeroch v magnetickom jadre sa navzájom rušia. Celkový magnetický tok je nulový, indukčnosť cievky je takmer nulová a neexistuje žiadny vplyv impedancie na signál v normálnom režime. Ak je na vstupné svorky A a B privedený signál spoločného režimu s rovnakou polaritou a rovnakou amplitúdou, bude prúd i1 znázornený bodkovanou čiarou a magnetický tok Φ1 znázornený bodkovanou čiarou bude generovaný v magnete. jadro, potom bude mať magnetický tok v jadre rovnaký smer a navzájom sa zosilnia, takže hodnota indukčnosti každej cievky je dvojnásobná oproti hodnote, keď existuje samostatne, a XL =ωL. Preto má cievka tohto spôsobu vinutia silný potlačovací účinok na rušenie spoločného režimu.
Skutočný EMI filter sa skladá z L a C. Pri navrhovaní sa často kombinujú obvody na potlačenie diferenciálneho režimu a spoločného režimu (ako je znázornené na obrázku 2). Preto pri návrhu treba vychádzať z veľkosti filtračného kondenzátora a požadovaných bezpečnostných predpisov. Normy rozhodujú o hodnotách induktorov.
Na obrázku L1, L2 a C1 tvoria filter normálneho režimu a L3, C2 a C3 tvoria filter spoločného režimu.
Návrh induktora spoločného režimu
Pred navrhnutím induktora spoločného režimu najprv skontrolujte, či cievka musí spĺňať nasledujúce zásady:
1 > Za normálnych pracovných podmienok nebude magnetické jadro nasýtené v dôsledku napájacieho prúdu.
2 > Musí mať dostatočne veľkú impedanciu pre vysokofrekvenčné rušivé signály, určitú šírku pásma a minimálnu impedanciu pre signálový prúd pri pracovnej frekvencii.
3 > Teplotný koeficient induktora by mal byť malý a rozložená kapacita by mala byť malá.
4> DC odpor by mal byť čo najmenší.
5> Indukčná indukčnosť by mala byť čo najväčšia a hodnota indukčnosti musí byť stabilná.
6 >Izolácia medzi vinutiami musí spĺňať bezpečnostné požiadavky.
Kroky návrhu induktora spoločného režimu:
Krok 0 Získanie SPEC: povolená úroveň EMI, miesto aplikácie.
Krok 1 Určite hodnotu indukčnosti.
Krok 2 Stanoví sa materiál jadra a špecifikácie.
Krok 3 Určite počet závitov vinutia a priemer drôtu.
Krok 4 Korektúra
Krok 5 Test
Príklady dizajnu
Krok 0: Obvod filtra EMI, ako je znázornené na obrázku 3
CX = 1,0 Uf Cy = 3300PF Úroveň EMI: Fcc Trieda B
Typ: AC Common Mode Choke
Krok 1: Určite indukčnosť (L):
Zo schémy zapojenia je možné vidieť, že spoločný režimový signál je potlačený bežným režimovým filtrom zloženým z L3, C2 a C3. V skutočnosti L3, C2 a C3 tvoria dva obvody série LC, ktoré pohlcujú šum liniek L a N. Pokiaľ je určená medzná frekvencia filtračného obvodu a je známa kapacita C, indukčnosť L možno získať podľa nasledujúceho vzorca.
fo= 1/(2π√LC)L -> 1/(2πfo)2C
Zvyčajne je šírka pásma testu EMI nasledovná:
Vedené rušenie: 150KHZ → 30MHZ (Poznámka: VDE štandard 10KHZ – 30M)
Rušenie žiarenia: 30 MHz 1 GHz
Skutočný filter nemôže dosiahnuť strmú krivku impedancie ideálneho filtra a medzná frekvencia môže byť zvyčajne nastavená na približne 50 kHz. Tu, za predpokladu, že fo = 50 KHZ
L = 1/(2πfo)2C = 1/ [(2*3,14*50000)2*3300*10-12] = 3,07 mH
L1, L2 a C1 tvoria (dolnopriepustný) filter normálneho režimu. Kapacita medzi linkami je 1,0uF, takže indukčnosť v normálnom režime je:
L = 1/ [(2*3,14*50000)2*1*10-6] = 10,14uH
Týmto spôsobom možno získať teoreticky požadovanú hodnotu indukčnosti. Ak chcete získať nižšiu medznú frekvenciu fo, môžete ďalej zvýšiť hodnotu indukčnosti. Medzná frekvencia vo všeobecnosti nie je menšia ako 10 kHz. Teoreticky, čím vyššia je indukčnosť, tým lepší je účinok potlačenia EMI, ale príliš vysoká indukčnosť spôsobí, že medzná frekvencia bude nižšia a skutočný filter môže dosiahnuť iba určité širokopásmové pripojenie, čo zhoršuje účinok potlačenia vysokofrekvenčného šumu (vo všeobecnosti Šumová zložka spínaného zdroja je cca 5~10MHZ, ale sú prípady, kedy presahuje 10MHZ). Okrem toho, čím vyššia je indukčnosť, tým viac závitov má vinutie alebo tým vyššia je ui CORE, čo spôsobí zvýšenie nízkofrekvenčnej impedancie (DCR sa zväčší). So zvyšujúcim sa počtom závitov sa zvyšuje aj rozložená kapacita (ako je znázornené na obrázku 4), čo umožňuje, aby cez túto kapacitu pretekali všetky vysokofrekvenčné prúdy. Príliš vysoké používateľské rozhranie spôsobuje, že CORE sa ľahko nasýti a jeho výroba je tiež mimoriadne náročná a nákladná.
Krok 2 Určite materiál JADRA a VEĽKOSŤ
Z vyššie uvedených konštrukčných požiadaviek vieme, že tlmivka so spoločným režimom sa musí ťažko nasýtiť, preto je potrebné zvoliť materiál s nízkym pomerom uhla BH. Pretože sa vyžaduje vyššia hodnota indukčnosti, hodnota ui magnetického jadra musí byť tiež vysoká a tiež musí mať S nižšou stratou v jadre a vyššou hodnotou Bs je Mn-Zn feritový materiál CORE v súčasnosti najvhodnejším materiálom CORE, ktorý spĺňa požiadavky vyššie uvedené požiadavky.
Počas návrhu neexistujú žiadne určité predpisy týkajúce sa VEĽKOSTI COEE. V zásade musí spĺňať iba požadovanú indukčnosť a minimalizovať veľkosť navrhovaného produktu v rámci prípustného rozsahu nízkofrekvenčných strát.
Materiál CORE a extrakcia VEĽKOSTI by sa preto mali preskúmať na základe nákladov, prípustných strát, inštalačného priestoru atď. Bežne používaná hodnota CORE induktorov so spoločným režimom je medzi 2000 a 10000. Jadro Iron Powder Core má tiež nízku stratu železa, vysoké Bs a nízke Pomer uhla BH, ale jeho ui je nízky, takže sa vo všeobecnosti nepoužíva v tlmivkách so spoločným režimom, ale tento typ jadra je jedným z induktorov v normálnom režime. Preferované materiály.
Krok 3 Určte počet závitov N a priemer drôtu dw
Najprv určite špecifikácie JADRA. Napríklad v tomto príklade T18*10*7, A10, AL = 8230±30 %, potom:
N = √L / AL = √(3,07*106) / (8230*70%) = 23 TS
Priemer drôtu je založený na prúdovej hustote 3 ~ 5A/mm2. Ak to priestor dovoľuje, hustotu prúdu je možné zvoliť čo najnižšiu. Predpokladajme, že vstupný prúd I i = 1,2 A v tomto príklade vezmite J = 4 A/mm2
Potom Aw = 1,2 / 4 = 0,3 mm2 Φ0,70 mm
Skutočná tlmivka so spoločným režimom sa musí testovať na skutočných vzorkách, aby sa potvrdila spoľahlivosť návrhu, pretože rozdiely vo výrobných procesoch povedú aj k rozdielom v parametroch tlmivky a ovplyvnia filtračný efekt. Napríklad zvýšenie rozloženej kapacity spôsobí vysokofrekvenčný šum. Jednoduchšie na prenos. Asymetria dvoch vinutí zväčšuje rozdiel v indukčnosti medzi týmito dvoma skupinami a vytvára určitú impedanciu voči signálu normálneho režimu.
Zhrnúť
1 >Funkciou induktora spoločného režimu je odfiltrovať šum spoločného režimu vo vedení. Konštrukcia vyžaduje, aby obe vinutia mali úplne symetrickú štruktúru a rovnaké elektrické parametre.
2 >Rozložená kapacita tlmivky so spoločným režimom má negatívny vplyv na potlačenie vysokofrekvenčného šumu a mala by sa minimalizovať.
3 >Hodnota indukčnosti induktora so spoločným režimom súvisí s frekvenčným pásmom šumu, ktoré je potrebné filtrovať, a zodpovedajúcou kapacitou. Hodnota indukčnosti je zvyčajne medzi 2 mH ~ 50 mH.
Zdroj článku: Pretlačené z internetu
Spoločnosť Xuange bola založená v roku 2009vysokofrekvenčné a nízkofrekvenčné transformátory, induktory aNapájacie zdroje LED pohonuvyrábané sú široko používané v spotrebiteľských napájacích zdrojoch, priemyselných zdrojoch energie, nových energetických zdrojoch, LED zdrojoch a iných priemyselných odvetviach.
Xuange Electronics má dobrú povesť na domácom a zahraničnom trhu a my akceptujemeOEM a ODM objednávky.Či už si vyberiete štandardný produkt z nášho katalógu alebo hľadáte pomoc s prispôsobením, neváhajte a prediskutujte svoje nákupné potreby so spoločnosťou Xuange.
https://www.xgelectronics.com/products/
William (generálny manažér predaja)
186 8873 0868 (aplikácia Whats/We-Chat)
E-mail:sales@xuangedz.com
liwei202305@gmail.com
(Manažér predaja)
186 6585 0415 (aplikácia Whats/We-Chat)
E-Mail: sales01@xuangedz.com
(marketingový manažér)
153 6133 2249 (aplikácia Whats/We-Chat)
E-Mail: sales02@xuangedz.com
Čas odoslania: 28. mája 2024