Common mode induktorer,anvendes ofte i computerskiftende strømforsyninger til at filtrere almindelige elektromagnetiske interferenssignaler. I printdesignet spiller common mode-induktoren også rollen som EMI-filtrering, som bruges til at undertrykke den udadgående stråling og emission af elektromagnetiske bølger genereret af højhastighedssignallinjer.
Som en vigtig komponent i magnetiske komponenter er induktorer meget udbredt i strømelektroniske kredsløb. Det er en uundværlig del, især i strømkredsløb. Såsom elektromagnetiske relæer i industrielt kontroludstyr og elektriske effektmålere (watt-timemålere) i strømsystemer. Filtre ved indgangs- og udgangsender af skiftende strømforsyningsudstyr, tunere ved tv-modtager- og sendeender osv. er alle uadskillelige fra induktorer. Hovedfunktionerne af induktorer i elektroniske kredsløb er: energilagring, filtrering, choker, resonans osv. I strømkredsløb, da kredsløbene beskæftiger sig med energioverførsel af store strømme eller højspændinger, er induktorer for det meste "power type" induktorer.
Netop fordi strøminduktoren er forskellig fra den lille signalbehandlingsinduktor, er topologien af switching power supply anderledes under designet, og designmetoden har også sine egne krav, hvilket forårsager designvanskeligheder.Induktoreri nuværende strømforsyningskredsløb bruges hovedsageligt til filtrering, energilagring, energioverførsel og effektfaktorkorrektion. Induktordesign dækker mange aspekter af viden såsom elektromagnetisk teori, magnetiske materialer og sikkerhedsbestemmelser. Designere skal have en klar forståelse af arbejdsforholdene og relaterede parameterkrav (såsom strøm, spænding, frekvens, temperaturstigning, materialeegenskaber osv.) for at træffe beslutninger. Det mest fornuftige design.
Klassificering af induktorer:
Induktorer kan opdeles i forskellige typer baseret på deres anvendelsesmiljø, produktstruktur, form, anvendelse osv. Normalt starter induktordesign med brugs- og anvendelsesmiljøet som udgangspunkt. Ved skift af strømforsyninger kan induktorer opdeles i:
Normal Mode Choke
Power Factor Correction – PFC Choke
Tværbundet koblet induktor (koblingschoke)
Energilagringsudjævningsinduktor (Smooth Choke)
Magnetisk forstærkerspole (MAG AMP Coil)
Common mode filterinduktorer kræver, at de to spoler har samme induktansværdi, samme impedans osv., så denne type induktorer vedtager symmetriske design, og deres former er for det meste TOROID, UU, ET og andre former.
Sådan fungerer almindelige induktorer:
Common mode filter induktor kaldes også common mode drosselspole (herefter benævnt common mode inductor eller CM.M.Choke) eller linjefilter.
Common mode filterinduktorer kræver, at de to spoler har samme induktansværdi, samme impedans osv., så denne type induktorer vedtager symmetriske design, og deres former er for det meste TOROID, UU, ET og andre former.
Sådan fungerer almindelige induktorer:
Common mode filter induktor kaldes også common mode drosselspole (herefter benævnt common mode inductor eller CM.M.Choke) eller linjefilter.
I denskifte strømforsyning, på grund af de hurtige ændringer i strømmen eller spændingen i ensretterdioden, filterkondensatoren og induktoren, genereres elektromagnetiske interferenskilder (støj). Samtidig er der også andre højordens harmoniske lyde end strømfrekvensen i indgangsstrømforsyningen. Hvis disse interferenser ikke elimineres, vil undertrykkelse forårsage skade på belastningsudstyret eller selve strømforsyningen. Derfor har sikkerhedsmyndigheder i flere lande udstedt regler om emissioner af elektromagnetisk interferens (EMI).
tilsvarende kontrolbestemmelser. På nuværende tidspunkt bliver omskiftningsfrekvensen for skiftende strømforsyninger stadig højere, og EMI bliver mere og mere alvorlig. Derfor skal der installeres EMI-filtre i skiftende strømforsyninger. EMI-filtrene skal undertrykke både normal mode og common mode støj for at opfylde visse krav. standard. Normaltilstandsfilteret er ansvarlig for at bortfiltrere differentialtilstandsinterferenssignalet mellem de to linjer ved input- eller outputenden, og common mode-filteret er ansvarligt for at bortfiltrere common-modeinterferenssignalet mellem de to inputlinjer. Faktiske common mode induktorer kan opdeles i tre typer: AC CM.M.CHOKE; DC CM.M.CHOKE og SIGNAL CM.M.CHOKE på grund af forskellige arbejdsmiljøer. De bør skelnes, når de designer eller udvælger. Men dets arbejdsprincip er nøjagtigt det samme, som vist i figur (1):
Som vist på figuren er to sæt spoler med modsatte retninger viklet på den samme magnetiske ring. I henhold til højre spiralrørsregel, når en differentialtilstandsspænding med modsat polaritet og samme signalamplitude påføres indgangsterminalerne A og B, When , er der en strøm i2 vist i den fuldt optrukne linie og en magnetisk flux Φ2 vist i den fuldt optrukne linje genereres i den magnetiske kerne. Så længe de to viklinger er fuldstændig symmetriske, ophæver de magnetiske flux i de to forskellige retninger i magnetkernen hinanden. Den totale magnetiske flux er nul, spolens induktans er næsten nul, og der er ingen impedanseffekt på normaltilstandssignalet. Hvis et common mode-signal med samme polaritet og samme amplitude påføres indgangsterminalerne A og B, vil der være en strøm i1 vist med den stiplede linje, og en magnetisk flux Φ1 vist med den stiplede linje vil blive genereret i den magnetiske kerne, så vil den magnetiske flux i kernen De har samme retning og styrker hinanden, så hver spoles induktansværdi er det dobbelte af, når den eksisterer alene, og XL =ωL. Derfor har spolen i denne viklingsmetode en stærk undertrykkelseseffekt på common mode interferens.
Det faktiske EMI-filter er sammensat af L og C. Ved design kombineres differential mode og common mode undertrykkelseskredsløb ofte (som vist i figur 2). Derfor skal designet tage udgangspunkt i størrelsen af filterkondensatoren og de nødvendige sikkerhedsforskrifter. Standarder træffer beslutninger om induktorværdier.
På figuren danner L1, L2 og C1 et normaltilstandsfilter, og L3, C2 og C3 danner et fællestilstandsfilter.
Design af Common Mode Inductor
Før du designer en common mode induktor, skal du først kontrollere, at spolen skal overholde følgende principper:
1 > Under normale arbejdsforhold vil den magnetiske kerne ikke blive mættet på grund af strømforsyningens strøm.
2 > Den skal have en tilstrækkelig stor impedans til højfrekvente interferenssignaler, en vis båndbredde og en minimumsimpedans for signalstrømmen ved driftsfrekvensen.
3 > Induktorens temperaturkoefficient skal være lille, og den distribuerede kapacitans skal være lille.
4> DC modstand skal være så lille som muligt.
5> Induktionsinduktansen skal være så stor som muligt, og induktansværdien skal være stabil.
6 >Isoleringen mellem viklinger skal opfylde sikkerhedskrav.
Common mode induktor design trin:
Trin 0 SPEC-anskaffelse: EMI tilladt niveau, applikationsplacering.
Trin 1 Bestem induktansværdien.
Trin 2 Kernematerialet og specifikationerne bestemmes.
Trin 3 Bestem antallet af viklinger og tråddiameter.
Trin 4 Korrektur
Trin 5 Test
Design eksempler
Trin 0: EMI-filterkredsløb som vist i figur 3
CX = 1,0 Uf Cy = 3300PF EMI-niveau: Fcc klasse B
Type: Ac Common Mode Choke
Trin 1: Bestem induktansen (L):
Det kan ses fra kredsløbsdiagrammet, at common-mode-signalet undertrykkes af common-mode-filteret sammensat af L3, C2 og C3. Faktisk danner L3, C2 og C3 to LC-seriekredsløb, som absorberer støjen fra henholdsvis L- og N-linjerne. Så længe afskæringsfrekvensen for filterkredsløbet er bestemt, og kapacitansen C er kendt, kan induktansen L opnås ved hjælp af følgende formel.
fo= 1/(2π√LC)L → 1/(2πfo)2C
Normalt er EMI-testbåndbredden som følger:
Ledet interferens: 150KHZ → 30MHZ (Bemærk: VDE-standard 10KHZ – 30M)
Strålingsinterferens: 30MHZ 1GHZ
Det faktiske filter kan ikke opnå den stejle impedanskurve for det ideelle filter, og afskæringsfrekvensen kan normalt indstilles til omkring 50KHZ. Her antages fo = 50KHZ, så
L =1/(2πfo)2C = 1/ [(2*3,14*50000)2 *3300*10-12] = 3,07mH
L1, L2 og C1 danner et (lavpas) normaltilstandsfilter. Kapacitansen mellem linjer er 1.0uF, så den normale induktans er:
L = 1/ [( 2*3,14*50000)2 *1*10-6] = 10,14uH
På denne måde kan den teoretisk nødvendige induktansværdi opnås. Hvis du ønsker at opnå en lavere grænsefrekvens fo, kan du øge induktansværdien yderligere. Afskæringsfrekvensen er generelt ikke mindre end 10KHZ. Teoretisk set, jo højere induktansen er, jo bedre er EMI-undertrykkelseseffekten, men en for høj induktans vil gøre afskæringsfrekvensen lavere, og det faktiske filter kan kun opnå et vist bredbånd, hvilket gør undertrykkelseseffekten af højfrekvent støj værre (generelt Støjkomponenten i skiftestrømforsyningen er omkring 5 ~ 10MHZ, men der er tilfælde, hvor den overstiger 10MHZ). Dertil kommer, at jo højere induktans, jo flere vindinger har viklingen, eller jo højere Ui af CORE, hvilket vil få lavfrekvent impedans til at stige (DCR bliver større). Efterhånden som antallet af vindinger stiger, øges den distribuerede kapacitans også (som vist i figur 4), hvilket tillader alle højfrekvente strømme at strømme gennem denne kapacitans. Den alt for høje UI gør CORE let mættet, og det er også ekstremt svært og dyrt at producere.
Trin 2 Bestem CORE materiale og STØRRELSE
Fra ovenstående designkrav kan vi vide, at common mode-induktoren skal være svær at mætte, så det er nødvendigt at vælge et materiale med et lavt BH-vinkelforhold. Fordi der kræves en højere induktansværdi, skal den magnetiske kernes ui-værdi også være høj, og den skal også have. Med lavere kernetab og højere Bs-værdi er Mn-Zn ferritmateriale CORE pt. ovenstående krav.
Der er ingen bestemte regler for COEE SIZE under design. I princippet behøver den kun at opfylde den krævede induktans og minimere størrelsen af det designede produkt inden for det tilladte lavfrekvente tabsområde.
Derfor bør CORE-materiale og SIZE-udvinding undersøges baseret på omkostninger, tilladt tab, installationsplads osv. Den almindeligt anvendte CORE-værdi for common mode induktorer er mellem 2000 og 10000. Jernpulverkerne har også lavt jerntab, høj Bs og lav BH vinkelforhold, men dets ui er lavt, så det bruges generelt ikke i almindelige induktorer, men denne type kerne er en af de normale induktorer. Foretrukne materialer.
Trin 3 Bestem antallet af omdrejninger N og tråddiameter dw
Bestem først specifikationerne for CORE. For eksempel, i dette eksempel, T18*10*7, A10, AL = 8230±30%, så:
N = √L / AL = √(3,07*106 ) / (8230*70%) = 23 TS
Tråddiameteren er baseret på strømtætheden på 3 ~ 5A/mm2. Hvis pladsen tillader det, kan strømtætheden vælges så lavt som muligt. Antag, at indgangsstrømmen I i = 1,2A i dette eksempel, tag J = 4 A/mm2
Så Aw = 1,2 / 4 = 0,3 mm2 Φ0,70 mm
Den faktiske common mode induktor skal testes gennem faktiske prøver for at bekræfte pålideligheden af designet, fordi forskelle i fremstillingsprocesser også vil føre til forskelle i induktorparametre og påvirke filtreringseffekten. For eksempel vil en stigning i distribueret kapacitans forårsage højfrekvent støj. Lettere at overføre. Asymmetrien af de to viklinger gør forskellen i induktans mellem de to grupper større, hvilket danner en vis impedans til normaltilstandssignalet.
Sammenfatte
1 > Funktionen af common mode induktoren er at bortfiltrere common mode støjen i ledningen. Designet kræver, at de to viklinger har en fuldstændig symmetrisk struktur og de samme elektriske parametre.
2 >Den distribuerede kapacitans af common mode induktoren har en negativ indvirkning på undertrykkelse af højfrekvent støj og bør minimeres.
3 > Induktansværdien af common mode induktoren er relateret til støjfrekvensbåndet, der skal filtreres, og den matchende kapacitans. Induktansværdien er normalt mellem 2mH ~50 mH.
Artikelkilde: Genoptrykt fra internettet
Xuange blev etableret i 2009. Denhøj- og lavfrekvente transformere, induktorer ogLED-drev strømforsyningerproduceret er meget udbredt i forbrugernes strømforsyninger, industrielle strømforsyninger, nye energistrømforsyninger, LED-strømforsyninger og andre industrier.
Xuange Electronics har et godt ry på indenlandske og udenlandske markeder, og vi acceptererOEM og ODM ordrer.Uanset om du vælger et standardprodukt fra vores katalog eller søger hjælp til tilpasning, er du velkommen til at diskutere dine købsbehov med Xuange.
https://www.xgelectronics.com/products/
William (General Sales Manager)
186 8873 0868 (Whats app/We-Chat)
E-mail:sales@xuangedz.com
liwei202305@gmail.com
(salgschef)
186 6585 0415 (Whats app/We-Chat)
E-Mail: sales01@xuangedz.com
(Markedsføringschef)
153 6133 2249 (Whats app/Vi-chatter)
E-Mail: sales02@xuangedz.com
Indlægstid: 28. maj 2024