Jakie czynniki należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu cewek indukcyjnych?

Większość filtrów EMI musi wykorzystywać cewki indukcyjne. Ponieważ cewka indukcyjna w trybie wspólnym ma wysoką impedancję w szerokim zakresie częstotliwości, może tłumić szum o wysokiej częstotliwości wytwarzany przez zasilacz impulsowy o wysokiej częstotliwości. Dlaczego rdzeń cewki indukcyjnej w trybie wspólnym jest okrągły? Przedstawiłem to również wcześniej. Jakie czynniki należy wziąć pod uwagę w projekcie?

Prąd wejściowy, impedancja i częstotliwość to podstawowe parametry potrzebne do zaprojektowania cewki indukcyjnej. Prąd wejściowy determinuje wielkość przewodu uzwojenia. Przy obliczaniu średnicy drutu zwykle stosuje się wartość obliczeniową 400 amperów na centymetr kwadratowy, ale można również zastosować inne wartości obliczeniowe w zależności od dopuszczalnego wzrostu temperatury cewki indukcyjnej. W prawie wszystkich przypadkach stosuje się drut jednoniciowy, ponieważ jest on nie tylko najtańszy, ale również jego utrata miedzi z powodu efektu skóry o wysokiej częstotliwości pomaga zredukować hałas.

Impedancja cewek jest zwykle wartością minimalną przy danej częstotliwości. Ta impedancja jest połączona szeregowo z impedancją linii w celu osiągnięcia pożądanego tłumienia hałasu. Niestety większość impedancji linii jest nieznana, dlatego projektanci często używają sieci stabilizacji impedancji 50 Ω (LISN) do testowania filtrów. Stało się to standardową metodą testowania działania filtra, ale jego wynik może zwiększyć tłumienie o - 6dB w każdej oktawie przy przekroczeniu częstotliwości skrętu. Częstotliwość skrętu jest na ogół wystarczająco niska, aby reaktancja indukcyjna była główną częścią impedancji, więc indukcyjność można obliczyć w następujący sposób: LS = XS / 2 π F.

Po znajomości indukcyjności resztą pracy projektowej jest wybranie rdzenia i materiału oraz obliczenie liczby zwojów.

Pierwszym krokiem w projekcie jest często wybór rozmiaru rdzenia. Jeśli istnieją wymagania dotyczące wielkości projektu, o ile rdzeń może nadal spełniać te wymagania po uzwojeniu, należy wybrać maksymalny rozmiar rdzenia, który można spełnić. Jeśli nie ma limitu rozmiaru, możesz wybrać rozmiar rdzenia do woli.

Następnym krokiem jest obliczenie maksymalnej liczby zwojów wymaganych do nawinięcia na rdzeń. Zazwyczaj są one jednowarstwowe, uzwojone na jednym końcu rdzenia i odizolowane od siebie. Czasami stosuje się również dwuwarstwowe i uzwojenie, ale te dwa rodzaje uzwojenia zwiększą rozproszoną pojemność uzwojenia, zmniejszając w ten sposób wydajność cewki indukcyjnej o wysokiej częstotliwości.

Ponieważ średnica drutu zależy od prądu linii, obwód wewnętrzny można obliczyć zgodnie z wartością uzyskaną przez odjęcie promienia drutu od promienia wewnętrznego rdzenia. Maksymalną liczbę zwojów można obliczyć, dzieląc długość obwodu wewnętrznego każdego uzwojenia przez średnicę drutu plus grubość izolacji. Po obliczeniu maksymalnych zwojów następnym krokiem jest wybór materiału i określenie indukcyjności. Przy wyborze materiałów branych jest pod uwagę wiele czynników, takich jak temperatura robocza, zakres częstotliwości i koszt. Wybrany rozmiar rdzenia należy jednak najpierw zweryfikować, a inne czynniki można rozważyć po sprzedaży. Więc wybierz odpowiedni materiał przepuszczalny, a następnie oblicz indukcyjność.

Aby uzyskać więcej informacji, skontaktuj się z nami pod adresem sales@xfullstar.com