Jakie czynniki należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu cewek indukcyjnych trybu wspólnego?

Większość filtrów zakłóceń elektromagnetycznych musi wykorzystywać cewki indukcyjne trybu wspólnego. Ponieważ cewka indukcyjna w trybie wspólnym ma wysoką impedancję w szerokim zakresie częstotliwości, może tłumić szum o wysokiej częstotliwości generowany przez zasilacz impulsowy o wysokiej częstotliwości. Jakie czynniki należy wziąć pod uwagę podczas projektowania?

Podstawowe parametry wymagane do zaprojektowania cewki indukcyjnej w trybie wspólnym to prąd wejściowy, impedancja i częstotliwość. Prąd wejściowy określa rozmiar przewodu uzwojenia. Przy obliczaniu średnicy drutu na ogół przyjmuje się obliczoną wartość czterystu amperów na centymetr kwadratowy, ale można zastosować inne obliczone wartości w zależności od dopuszczalnego wzrostu temperatury cewki indukcyjnej. W prawie wszystkich przypadkach stosuje się drut jednożyłowy, ponieważ jest on nie tylko najtańszy, ale utrata miedzi z powodu efektu naskórkowania o wysokiej częstotliwości pomaga zmniejszyć hałas.

Impedancja cewki indukcyjnej zwykle przyjmuje minimalną wartość przy danej częstotliwości. Ta impedancja jest połączona szeregowo z impedancją linii, aby osiągnąć pożądane tłumienie szumów. Niestety, impedancja linii jest w większości nieznana, więc projektanci często używają sieci stabilizacji impedancji linii 50Ω (LISN) do testowania filtra. Stało się to standardową metodą testowania wydajności filtra, ale wynikiem może być prawdziwy filtr jednostopniowy, gdy przekroczy częstotliwość narożną, aby zwiększyć tłumienie o -6 dB na każdą oktawę. Częstotliwość narożna jest na ogół wystarczająco niska, aby reaktancja indukcyjna była główną częścią impedancji, więc indukcyjność można obliczyć za pomocą następującego wzoru: Ls=Xs / 2πf.

Po poznaniu indukcyjności pozostałe prace projektowe polegają na doborze rdzenia magnetycznego i materiału oraz obliczeniu liczby zwojów.

Pierwszym krokiem w projektowaniu jest często wybór rozmiaru rdzenia magnetycznego. Jeśli istnieją wymagania dotyczące wielkości projektu, o ile rdzeń magnetyczny może nadal spełniać te wymagania po nawinięciu, należy wybrać rdzeń magnetyczny o największym rozmiarze, który może być spełniony. Jeśli nie ma ograniczenia rozmiaru, możesz dowolnie wybrać rozmiar rdzenia.

Następnie należy obliczyć maksymalną liczbę zwojów wymaganych do nawinięcia na rdzeń. Zwykle jest to pojedyncza warstwa, każda nawinięta na jednym końcu rdzenia magnetycznego i odizolowana od siebie. Czasami stosuje się również uzwojenia dwuwarstwowe i ułożone w stos, ale te dwa rodzaje uzwojeń zwiększają pojemność rozproszoną uzwojeń, zmniejszając w ten sposób wydajność cewki indukcyjnej przy wysokich częstotliwościach.

Ponieważ średnica drutu została określona przez prąd linii, obwód wewnętrzny można obliczyć na podstawie wartości uzyskanej przez odjęcie promienia drutu od promienia wewnętrznego rdzenia magnetycznego. Długość wewnętrznego obwodu zajmowanego przez każde uzwojenie jest dzielona przez średnicę drutu i grubość izolacji, aby obliczyć maksymalną liczbę zwojów. Po obliczeniu maksymalnej liczby zwojów kolejnym krokiem jest dobór materiału i określenie indukcyjności. Wybór materiału zależy od wielu czynników, takich jak temperatura pracy, zakres częstotliwości i koszt. Ale najpierw musimy zweryfikować wybrany rozmiar rdzenia, po sprzedaży można rozważyć inne czynniki. Wybierz więc materiał o odpowiedniej przepuszczalności, a następnie oblicz indukcyjność.

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