Induktory

Induktory umožňujú akumuláciu elektrickej energie v magnetickom poli. Typickými aplikáciami sú vyhladzovacie filtre a rôzne selektívne obvody.

Elektrické charakteristiky indukčných cievok sú určené ich konštrukciou, vlastnosťami materiálu magnetického jadra a jeho konfiguráciou, počtom závitov cievky.

Nižšie sú uvedené hlavné faktory, ktoré je potrebné zvážiť pri výbere induktora:

a) požadovaná hodnota indukčnosti (H, mH, mkГ-n. nHn),

b) maximálny prúd cievky. Vysoký prúd je veľmi nebezpečný v dôsledku nadmerného zahrievania, ktoré poškodzuje izoláciu vinutia. Okrem toho, ak je prúd príliš veľký, môže dôjsť k nasýteniu magnetického obvodu magnetickým tokom, čo povedie k výraznému zníženiu indukčnosti,

c) presnosť indukčnosti,

d) teplotný koeficient indukčnosti,

e) stabilita určená závislosťou indukčnosti od vonkajších faktorov,

f) aktívny odpor drôtu vinutia,

g) Q-faktor cievky. Zvyčajne sa definuje pri prevádzkovej frekvencii ako pomer indukčného a aktívneho odporu,

h) frekvenčný rozsah cievky.

RF induktory sa v súčasnosti vyrábajú pre pevné frekvenčné hodnoty s indukčnosťami od 1 μH do 10 mH. Pre ladenie rezonančných obvodov je žiaduce mať cievky s nastaviteľnou indukčnosťou.

Jednovrstvové tlmivky s otvoreným magnetickým obvodom sa používajú v obvodoch ladenia nástrojov.

Viacvrstvové vinutia otvoreného magnetického obvodu sa používajú vo filtroch a vysokofrekvenčných transformátoroch. Pancierové viacvrstvové tlmivky s feritovým jadrom sa používajú v dolno- a strednopriepustných filtroch a transformátoroch a podobné vinutia, ale s oceľovým jadrom, sa používajú vo vyhladzovacích tlmivkách a dolnopriepustných filtroch.

Indukčné vzorce

Hlavné aproximačné vzťahy používané pri návrhu induktorov sú nasledovné.

1. Parametre jednovrstvových induktorov, kde pomer dĺžky k priemeru je väčší ako 5, sú definované ako

kde L — indukčnosť, μH, M — počet závitov, d — priemer cievky, cm, l — dĺžka vinutia, viď.

2. Parametre viacvrstvových induktorov, kde pomer priemeru k dĺžke je väčší ako 1, sú definované ako

kde L — indukčnosť, μH, n — počet závitov, dm — stredný priemer cievky, cm, e — hrúbka cievky, pozri

Jedno a viacvrstvové cievky s otvoreným feritovým magnetickým obvodom budú mať indukčnosť 1,5 - 3-násobok tejto indukčnosti, v závislosti od vlastností a konfigurácie jadra. Mosadzné jadro umiestnené namiesto feritového jadra. zníži indukčnosť až o 60-90% v porovnaní s jeho bezjadrovou hodnotou.

Feritové jadro možno použiť na zníženie počtu závitov pri zachovaní rovnakej indukčnosti.

Pri výrobe cievok s indukčnosťou 100 μH až 100 mH pre nízke a stredné frekvencie sa odporúča použiť jadrové feritové pancierové jadrá radu KM. V tomto prípade sa magnetický obvod skladá z dvoch misky namontovaných vedľa seba, ku ktorým je pripevnená jednodielna cievka, dve upevňovacie konzoly a nastavovacia tyč.

Požadovanú indukčnosť a počet závitov možno vypočítať zo vzorcov

kde N je počet závitov, L — indukčnosť, nH, Al — koeficient indukčnosti, nH/vit.

Vždy by ste mali pamätať na to, že pred výpočtom indukčnosti musíte určiť počet závitov, ktoré sa zmestia na danú cievku.

Čím menší priemer drôtu, tým väčší počet závitov, ale väčší odpor drôtu a samozrejme jeho zahrievanie vplyvom uvoľneného výkonu rovného Az2R... Efektívna hodnota prúdu cievky by nemala presiahnuť 100 mA pre drôt s priemerom 0,2 mm. 750 mA — pre 0,5 mm a 4 A — pre 1 mm.

Malé poznámky a tipy

Indukčnosť vinutí oceľového jadra sa veľmi rýchlo znižuje so zvyšujúcim sa jednosmerným prúdom vo vinutí. Na to treba myslieť najmä pri navrhovaní vyhladzovacích filtrov napájacieho zdroja.

Maximálny prúd induktora závisí od teploty okolia a umožňuje manželkám klesať, keď sa zvyšuje. Preto, aby sa zabezpečila spoľahlivá prevádzka zariadenia, musí byť zabezpečená veľká prúdová rezerva.

Feritové toroidné jadrá sú účinné na výrobu filtrov a transformátorov nad 30 MHz. V tomto prípade pozostávajú vinutia iba z niekoľkých závitov.

Keď sa použije akýkoľvek typ drôtu, časť siločiar magnetického poľa nie je uzavretá pozdĺž magnetického obvodu, ale cez priestor okolo neho. Tento efekt je obzvlášť výrazný v prípade otvorených magnetických obvodov. Všimnite si, že tieto rozptylové magnetické polia sú zdrojom rušenia, takže jadrá musia byť umiestnené v zariadení tak, aby sa toto rušenie čo najviac znížilo.

Induktory majú určitú parazitnú kapacitu, ktorá tvorí oscilačný obvod v kombinácii s indukčnosťou cievky. Rezonančná frekvencia takéhoto obvodu pre rôzne typy induktorov sa môže meniť od 20 kHz do 100 MHz.