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WIE MAN: Arten von Induktivitäten in der Elektronik - 2020

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Anonim

Induktoren haben eine breite Vielfalt und wichtige Anwendungen in der Elektronik. Induktoren sind für Hochleistungsanwendungen, Rauschunterdrückung, Radiofrequenz, Signale und Isolation verfügbar. Um die Anforderungen dieser vielfältigen Anwendungen zu erfüllen, wurden verschiedene Arten von Induktoren entwickelt, die in verschiedenen Formfaktoren von kleinen SMD-Induktoren bis zur Chassismontage vorliegen.

Gekoppelte Induktoren

Gekoppelte Induktoren sind Arten von Induktoren, die sich einen magnetischen Weg teilen und sich gegenseitig beeinflussen. Gekoppelte Induktivitäten werden häufig als Transformatoren verwendet, um die Spannung zu erhöhen oder abzusenken, isolierte Rückkopplung bereitzustellen und in Anwendungen, in denen eine gegenseitige Induktivität erforderlich ist.

Mehrschichtinduktoren

Mehrschichtinduktoren erhalten ihren Namen von den um einen zentralen Kern gewickelten Drahtwendeln. Das Hinzufügen zusätzlicher Schichten von gewickelten Drähten zu einer Induktivität erhöht die Induktivität, erhöht jedoch auch die Kapazität zwischen den Drähten. Diese Induktivitäten ersetzen eine höhere Induktivität für eine niedrigere maximale Betriebsfrequenz.

Geformte Induktoren

Induktoren, die in ein Kunststoff- oder Keramikgehäuse eingegossen sind, werden als geformte Induktoren bezeichnet. Im Allgemeinen haben diese Induktoren einen zylindrischen oder stabförmigen Formfaktor und können mit verschiedenen Arten von Wicklungsoptionen gefunden werden.

Leistungsinduktivitäten

Leistungsinduktivitäten sind in einer Vielzahl von Formfaktoren und Leistungsstufen erhältlich, von Induktivitäten für die Oberflächenmontage, die einige Ampere aufnehmen können, bis hin zu Durchführungsöffnungen und Chassismontage-Leistungsinduktoren, die Dutzende bis Hunderte von Ampere verarbeiten können. Mit der Strommenge, der Leistungsinduktoren häufig ausgesetzt sind, werden große Magnetfelder erzeugt. Um zu verhindern, dass diese Magnetfelder in anderen Teilen des Schaltkreises ein Rauschen verursachen, wird empfohlen, wenn möglich magnetisch abgeschirmte Induktoren zu verwenden.

RF-Induktivitäten

Hochfrequenz-Induktortypen, auch Hochfrequenz von HF-Induktoren genannt, sind für den Betrieb bei hohen Frequenzen ausgelegt. Diese Induktoren haben oft einen höheren Widerstand und eine niedrigere Stromstärke. Die meisten HF-Induktoren weisen einen Luftkern auf, anstatt Ferrit oder ein anderes induktivitätsverstärkendes Kernmaterial zu verwenden, da die Verluste zunehmen, wenn solche Kernmaterialien verwendet werden, die die Betriebsfrequenz des Induktors reduzieren würden.

Aufgrund der Betriebsfrequenz des Induktors werden mehrere Verlustquellen wichtig, darunter der Hauteffekt, der Näheeffekt und die parasitäre Kapazität. Die Haut- und Proximity-Effekte erhöhen effektiv den Widerstand eines Induktors. Verschiedene Techniken werden verwendet, um diese Verluste zu reduzieren, einschließlich Wabenspulen und Spinnennetzspulen, um die parasitäre Kapazität zu reduzieren, und häufig wird Litzendraht verwendet, um den Hauteffekt zu reduzieren.

Drosseln

Eine Drossel ist eine Induktivität, die hochfrequente Impulse blockiert und dabei niederfrequente Impulse durchlässt. Ihre Namen stammen von dem Abdrücken oder Blockieren von Hochfrequenzsignalen. Es gibt zwei Klassen von Drosseln, Leistungsdrosseln und HF-Drosseln. Leistungs- und Audiofrequenzdrosseln haben normalerweise einen Eisenkern, um ihre Induktivität zu erhöhen und sie effektiver zu machen. HF-Drosseln verwenden Eisenpulver oder Ferritperlen in Kombination mit komplexen Wickelmustern, um die parasitäre Kapazität zu reduzieren und bei hohen Frequenzen effektiv zu arbeiten. Bei Hochfrequenzdrosseln werden nichtmagnetische oder Luftkerne verwendet.

SMD-Induktivitäten

Der Drang nach kleineren und mobileren Geräten hat zur Explosion der Optionen für SMD-Induktoren geführt. SMD-Induktoren werden häufig in Gleichspannungswandlern, EMI-Filterung, Energiespeicherung und anderen Anwendungen eingesetzt. Aufgrund ihrer geringen Größe und ihrer geringen Grundfläche sind Induktoren für die Oberflächenmontage ein wesentliches Element in der Komponenten-Toolbox für mobile und tragbare elektronische Konstrukteure. SMD-Induktoren sind mit und ohne magnetische Abschirmung mit Stromstärken von über 10 Ampere und mit sehr geringen Verlusten erhältlich. Bei Induktoren für die Oberflächenmontage wird häufig ein Eisen- oder Ferritkern oder spezielle Wicklungstechniken verwendet, um die Leistung des Induktors zu optimieren und einen geringen Platzbedarf und einen geringen Formfaktor zu erhalten.

Arten von Induktionskernen

Das Kernmaterial eines Induktors spielt eine große Rolle für die Leistungsfähigkeit eines Induktors. Das Kernmaterial beeinflusst direkt die Induktivität des Induktors und beeinflusst die maximale Betriebsfrequenz und die Stromkapazität des Induktors. Zu den Arten von Induktorkernen gehören:

  • Luftkerne haben einen Betrieb mit höherer Frequenz, da keine Kernverluste, aber eine niedrigere Induktivität auftreten.
  • Eisenkerne haben einen niedrigen Widerstand mit hoher Induktivität. Kernverluste, Wirbelströme, magnetische Sättigung und Hysterese begrenzen die Betriebsfrequenz und den Strom
  • Ferritkerne haben nicht leitendes Keramikmaterial für den Betrieb bei höheren Frequenzen. Die magnetische Sättigung begrenzt die Stromkapazität
  • Ringkernkerne sind wie Donuts geformt, die die EMI-Strahlung reduzieren und eine hohe Induktivität bieten.
  • Laminierte Kerne haben eine hohe Induktivität mit geringeren Hysterese- und Wirbelstromverlusten.