Ortak mod indüktörleriBilgisayar anahtarlamalı güç kaynaklarında ortak mod elektromanyetik girişim sinyallerini filtrelemek için sıklıkla kullanılır. Kart tasarımında ortak mod indüktörü aynı zamanda yüksek hızlı sinyal hatları tarafından üretilen elektromanyetik dalgaların dışarıya doğru radyasyonunu ve emisyonunu bastırmak için kullanılan EMI filtreleme rolünü de oynar.
Manyetik bileşenlerin önemli bir bileşeni olan indüktörler, güç elektroniği devrelerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle güç devrelerinde vazgeçilmez bir parçadır. Endüstriyel kontrol ekipmanlarındaki elektromanyetik röleler ve güç sistemlerindeki elektrik güç sayaçları (watt-saat sayaçları) gibi. Anahtarlamalı güç kaynağı ekipmanının giriş ve çıkış uçlarındaki filtreler, TV alıcı ve verici uçlarındaki ayarlayıcılar vb. hepsi indüktörlerden ayrılamaz. Elektronik devrelerde indüktörlerin ana işlevleri şunlardır: enerji depolama, filtreleme, bobin, rezonans vb. Güç devrelerinde, devreler büyük akımların veya yüksek gerilimlerin enerji aktarımıyla ilgili olduğundan, indüktörler çoğunlukla “güç tipi” indüktörlerdir.
Güç indüktörünün küçük sinyal işleme indüktöründen farklı olması nedeniyle, anahtarlama güç kaynağının topolojisi tasarım sırasında farklıdır ve tasarım yönteminin de kendi gereksinimleri vardır ve bu da tasarım zorluklarına neden olur.İndüktörlerMevcut güç kaynağı devrelerinde esas olarak filtreleme, enerji depolama, enerji aktarımı ve güç faktörü düzeltmesi için kullanılır. İndüktör tasarımı, elektromanyetik teori, manyetik malzemeler ve güvenlik düzenlemeleri gibi bilginin birçok yönünü kapsar. Tasarımcıların karar verebilmek için çalışma koşulları ve ilgili parametre gereksinimleri (akım, voltaj, frekans, sıcaklık artışı, malzeme özellikleri vb.) hakkında net bir anlayışa sahip olmaları gerekir. En makul tasarım.
İndüktörlerin sınıflandırılması:
İndüktörler uygulama ortamına, ürün yapısına, şekline, kullanımına vb. bağlı olarak farklı tiplere ayrılabilir. Genellikle indüktör tasarımı, başlangıç noktası olarak kullanım ve uygulama ortamı ile başlar. Güç kaynaklarını değiştirirken indüktörler aşağıdakilere ayrılabilir:
Normal Mod Şok Bobini
Güç Faktörü Düzeltmesi – PFC Şok Bobini
Çapraz bağlı bağlı indüktör (Kuplör Şok Bobini)
Enerji depolama yumuşatma indüktörü (Smooth Choke)
Manyetik amplifikatör bobini (MAG AMP Bobini)
Ortak mod filtre indüktörleri, iki bobinin aynı endüktans değerine, aynı empedansa vb. sahip olmasını gerektirir, bu nedenle bu tip indüktörler simetrik tasarımları benimser ve şekilleri çoğunlukla TOROID, UU, ET ve diğer şekillerdedir.
Ortak mod indüktörleri nasıl çalışır:
Ortak mod filtre indüktörüne aynı zamanda ortak mod bobini (bundan sonra ortak mod indüktörü veya CM.M.Choke olarak anılacaktır) veya Hat Filtresi de denir.
Ortak mod filtre indüktörleri, iki bobinin aynı endüktans değerine, aynı empedansa vb. sahip olmasını gerektirir, bu nedenle bu tip indüktörler simetrik tasarımları benimser ve şekilleri çoğunlukla TOROID, UU, ET ve diğer şekillerdedir.
Ortak mod indüktörleri nasıl çalışır:
Ortak mod filtre indüktörüne aynı zamanda ortak mod bobini (bundan sonra ortak mod indüktörü veya CM.M.Choke olarak anılacaktır) veya Hat Filtresi de denir.
içindeanahtarlama güç kaynağıDoğrultucu diyot, filtre kondansatörü ve indüktördeki akım veya gerilimdeki hızlı değişiklikler nedeniyle elektromanyetik girişim kaynakları (gürültü) oluşur. Aynı zamanda giriş güç kaynağında güç frekansı dışında yüksek dereceli harmonik gürültüler de bulunmaktadır. Bu parazitler ortadan kaldırılmazsa Bastırma, yük ekipmanına veya anahtarlama güç kaynağının kendisine zarar verecektir. Bu nedenle, birçok ülkedeki güvenlik düzenleme kurumları elektromanyetik girişim (EMI) emisyonlarına ilişkin düzenlemeler yayınlamıştır.
ilgili kontrol düzenlemeleri. Şu anda, güç kaynaklarının anahtarlama frekansı giderek artıyor ve EMI giderek daha ciddi hale geliyor. Bu nedenle anahtarlamalı güç kaynaklarında EMI filtrelerinin takılması gerekir. EMI filtrelerinin belirli gereksinimleri karşılamak için hem normal mod hem de ortak mod gürültüsünü bastırması gerekir. standart. Normal mod filtresi, giriş veya çıkış ucundaki iki hat arasındaki diferansiyel mod girişim sinyalini filtrelemekten sorumludur ve ortak mod filtresi, iki giriş hattı arasındaki ortak mod girişim sinyalini filtrelemekten sorumludur. Gerçek ortak modlu indüktörler üç tipe ayrılabilir: AC CM.M.CHOKE; Farklı çalışma ortamlarından dolayı DC CM.M.CHOKE ve SİNYAL CM.M.CHOKE. Tasarlarken veya seçerken bunlar ayırt edilmelidir. Ancak çalışma prensibi Şekil (1)'de gösterildiği gibi tamamen aynıdır:
Şekilde gösterildiği gibi, aynı manyetik halka üzerine zıt yönlere sahip iki takım bobin sarılmıştır. Sağ spiral tüp kuralına göre, A ve B giriş terminallerine zıt kutuplu ve aynı sinyal genliğine sahip diferansiyel mod voltajı uygulandığında, düz çizgide gösterilen bir i2 akımı ve bir manyetik akı vardır. Kesintisiz çizgide gösterilen Φ2 manyetik çekirdekte üretilir. İki sargı tamamen simetrik olduğu sürece, manyetik çekirdekteki iki farklı yöndeki manyetik akı birbirini iptal eder. Toplam manyetik akı sıfırdır, bobin endüktansı neredeyse sıfırdır ve normal mod sinyali üzerinde empedans etkisi yoktur. A ve B giriş terminallerine aynı polariteye ve eşit genliğe sahip bir ortak mod sinyali uygulanırsa, noktalı çizgiyle gösterilen bir i1 akımı olacak ve manyetik bölgede noktalı çizgiyle gösterilen bir manyetik akı Φ1 üretilecektir. Çekirdekteki manyetik akı aynı yöne sahip olacak ve birbirlerini güçlendirecek, böylece her bobinin endüktans değeri tek başına mevcut olanın iki katı olacak ve XL =ωL olacaktır. Bu nedenle, bu sarma yönteminin bobini, ortak mod girişimi üzerinde güçlü bir bastırma etkisine sahiptir.
Gerçek EMI filtresi L ve C'den oluşur. Tasarım sırasında diferansiyel mod ve ortak mod bastırma devreleri sıklıkla birleştirilir (Şekil 2'de gösterildiği gibi). Bu nedenle tasarım, filtre kondansatörünün boyutuna ve gerekli güvenlik düzenlemelerine göre yapılmalıdır. Standartlar indüktör değerlerine karar verir.
Şekilde L1, L2 ve C1 normal mod filtresini, L3, C2 ve C3 ise ortak mod filtresini oluşturmaktadır.
Ortak Mod İndüktörünün Tasarımı
Ortak modlu bir indüktör tasarlamadan önce öncelikle bobinin aşağıdaki prensiplere uygun olup olmadığını kontrol edin:
1 > Normal çalışma koşulları altında manyetik çekirdek, güç kaynağı akımı nedeniyle doymayacaktır.
2 > Yüksek frekanslı girişim sinyalleri için yeterince büyük bir empedansa, belirli bir bant genişliğine ve çalışma frekansındaki sinyal akımı için minimum bir empedansa sahip olmalıdır.
3 >İndüktörün sıcaklık katsayısı küçük olmalı ve dağıtılan kapasitans küçük olmalıdır.
4>DC direnci mümkün olduğu kadar küçük olmalıdır.
5> İndüksiyon endüktansı mümkün olduğu kadar büyük olmalı ve endüktans değerinin sabit olması gerekir.
6 >Sargılar arasındaki yalıtım güvenlik gereksinimlerini karşılamalıdır.
Ortak modlu indüktör tasarım adımları:
Adım 0 SPEC edinimi: EMI'nin izin verdiği seviye, uygulama konumu.
Adım 1 Endüktans değerini belirleyin.
Adım 2 Çekirdek malzeme ve spesifikasyonlar belirlenir.
Adım 3 Sargı dönüş sayısını ve tel çapını belirleyin.
Adım 4 Prova
Adım 5Test
Tasarım örnekleri
Adım 0: Şekil 3'te gösterildiği gibi EMI filtre devresi
CX = 1,0 Uf Cy = 3300PF EMI seviyesi: Fcc Sınıf B
Tür: Ac Ortak Mod Şok Bobini
Adım 1: Endüktansı (L) belirleyin:
Ortak mod sinyalinin L3, C2 ve C3'ten oluşan ortak mod filtresi tarafından bastırıldığı devre şemasından görülebilir. Aslında L3, C2 ve C3, sırasıyla L ve N hatlarının gürültüsünü emen iki LC serisi devre oluşturur. Filtre devresinin kesme frekansı belirlendiği ve kapasitans C bilindiği sürece, endüktans L aşağıdaki formülle elde edilebilir.
fo= 1/(2π√LC)L → 1/(2πfo)2C
Genellikle EMI testi bant genişliği aşağıdaki gibidir:
İletilen girişim: 150KHZ → 30MHZ (Not: VDE standardı 10KHZ – 30M)
Radyasyon girişimi: 30MHZ 1GHZ
Gerçek filtre, ideal filtrenin dik empedans eğrisine ulaşamaz ve kesme frekansı genellikle 50KHZ civarında ayarlanabilir. Burada fo = 50KHZ varsayılırsa, o zaman
L =1/(2πfo)2C = 1/ [( 2*3,14*50000)2 *3300*10-12] = 3,07mH
L1, L2 ve C1 bir (düşük geçişli) normal mod filtresi oluşturur. Hatlar arasındaki kapasitans 1,0 uF'dir, dolayısıyla normal mod endüktansı şöyledir:
L = 1/ [( 2*3,14*50000)2 *1*10-6] = 10,14uH
Bu sayede teorik olarak gerekli endüktans değeri elde edilebilir. Daha düşük bir kesme frekansı elde etmek istiyorsanız endüktans değerini daha da artırabilirsiniz. Kesme frekansı genellikle 10KHZ'den az değildir. Teorik olarak, endüktans ne kadar yüksek olursa, EMI bastırma etkisi o kadar iyi olur, ancak aşırı yüksek endüktans kesme frekansını düşürür ve gerçek filtre yalnızca belirli bir geniş bant elde edebilir, bu da yüksek frekanslı gürültünün bastırma etkisini daha da kötüleştirir (genellikle Anahtarlamalı güç kaynağının gürültü bileşeni yaklaşık 5~10MHZ'dir, ancak 10MHZ'yi aştığı durumlar da vardır). Ek olarak, endüktans ne kadar yüksek olursa, sarım o kadar fazla dönüşe sahip olur veya CORE'un ui'si o kadar yüksek olur; bu da düşük frekans empedansının artmasına neden olur (DCR büyür). Sarım sayısı arttıkça dağıtılan kapasitans da artar (Şekil 4'te gösterildiği gibi), tüm yüksek frekanslı akımların bu kapasitans üzerinden akmasına izin verir. Aşırı yüksek kullanıcı arayüzü, CORE'un kolayca doygun hale gelmesine neden olur ve üretimi de son derece zor ve maliyetlidir.
Adım 2 ÇEKİRDEK malzemesini ve BOYUTUNU belirleyin
Yukarıdaki tasarım gerekliliklerinden, ortak modlu indüktörün doyurulmasının zor olması gerektiğini, bu nedenle düşük BH açı oranına sahip bir malzemenin seçilmesi gerektiğini biliyoruz. Daha yüksek bir endüktans değeri gerekli olduğundan manyetik çekirdeğin ui değerinin de yüksek olması gerekir. Daha düşük çekirdek kaybı ve daha yüksek Bs değeri ile Mn-Zn ferrit malzemesi CORE şu anda bu gereksinimleri karşılayan en uygun CORE malzemesidir. gereksinimlerin üstünde.
Tasarım sırasında KÖE BOYUTU ile ilgili belirli bir düzenleme bulunmamaktadır. Prensip olarak, yalnızca gerekli endüktansı karşılaması ve izin verilen düşük frekans kaybı aralığı dahilinde tasarlanan ürünün boyutunu en aza indirmesi yeterlidir.
Bu nedenle CORE malzemesi ve BOYUT ekstraksiyonu maliyet, izin verilen kayıp, kurulum alanı vb. temel alınarak incelenmelidir. Ortak modlu indüktörlerin yaygın olarak kullanılan CORE değeri 2000 ile 10000 arasındadır. Demir Tozu Çekirdeği ayrıca düşük demir kaybına, yüksek B'lere ve düşük değere sahiptir. BH açı oranı fakat ui değeri düşük olduğundan genel modlu indüktörlerde kullanılmaz ancak bu tip çekirdek normal modlu indüktörlerden biridir. Tercih edilen malzemeler.
Adım 3 Dönüş sayısını N ve tel çapını dw belirleyin
Öncelikle CORE'un özelliklerini belirleyin. Örneğin, bu örnekte, T18*10*7, A10, AL = 8230±%30, o zaman:
N = √L / AL = √(3,07*106 ) / (8230*70%) = 23 TS
Tel çapı 3 ~ 5A/mm2 akım yoğunluğuna dayanmaktadır. Alan izin veriyorsa akım yoğunluğu mümkün olduğu kadar düşük seçilebilir. Bu örnekte giriş akımının I i = 1,2A olduğunu varsayalım, J = 4 A/mm2 alın
O zaman Aw = 1,2 / 4 = 0,3 mm2 Φ0,70 mm
Gerçek ortak modlu indüktör, tasarımın güvenilirliğini doğrulamak için gerçek numuneler aracılığıyla test edilmelidir, çünkü üretim süreçlerindeki farklılıklar aynı zamanda indüktör parametrelerinde de farklılıklara yol açacak ve filtreleme etkisini etkileyecektir. Örneğin, dağıtılmış kapasitanstaki bir artış, yüksek frekanslı gürültüye neden olacaktır. İletilmesi daha kolay. İki sargının asimetrisi, iki grup arasındaki endüktans farkını büyüterek normal mod sinyaline belirli bir empedans oluşturur.
Özetle
1 >Ortak mod indüktörünün işlevi, hattaki ortak mod gürültüsünü filtrelemektir. Tasarım, iki sargının tamamen simetrik bir yapıya ve aynı elektriksel parametrelere sahip olmasını gerektirir.
2 >Ortak mod indüktörünün dağıtılmış kapasitansı, yüksek frekanslı gürültünün bastırılması üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir ve en aza indirilmelidir.
3 >Ortak mod indüktörünün endüktans değeri, filtrelenmesi gereken gürültü frekans bandı ve eşleşen kapasitans ile ilgilidir. Endüktans değeri genellikle 2mH ~50 mH arasındadır.
Makale kaynağı: İnternetten yeniden basılmıştır
Xuange 2009 yılında kuruldu.yüksek ve alçak frekans transformatörleri, indüktörler veLED sürücü güç kaynaklarıüretilen güç kaynakları, endüstriyel güç kaynakları, yeni enerji güç kaynakları, LED güç kaynakları ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Xuange Electronics, iç ve dış pazarlarda iyi bir üne sahiptir ve kabul ediyoruzOEM ve ODM siparişleri.İster kataloğumuzdan standart bir ürün seçin ister kişiselleştirme konusunda yardım isteyin, lütfen satın alma ihtiyaçlarınızı Xuange ile görüşmekten çekinmeyin.
https://www.xgeelectronics.com/products/
William (Genel Satış Müdürü)
186 8873 0868 (Whats uygulaması/We-Chat)
E-Posta:sales@xuangedz.com
liwei202305@gmail.com
(Satış Müdürü)
186 6585 0415 (Whats uygulaması/We-Chat)
E-Mail: sales01@xuangedz.com
(Pazarlama Müdürü)
153 6133 2249 (Whats uygulaması/Sohbet Ediyoruz)
E-Mail: sales02@xuangedz.com
Gönderim zamanı: Mayıs-28-2024