Induktorji se uporabljajo za pretvorbo električne energije v skoraj vsakem vezju močnostne elektronike. To so naprave za shranjevanje aktivne energije, ki se uporabljajo za zagotavljanje shranjene energije med različnimi načini delovanja znotraj vezja. Poleg tega lahko delujejo tudi kot filtri, zlasti za valovne oblike preklopnega toka in zagotavljajo tudi omejitev prehodnega toka v dušilnih stikalih. Induktorji so razvrščeni v različne tipe glede na posebne materiale in konstrukcijske metode, kjer ima vsak tip induktorja nekaj prednosti. Torej ta članek obravnava eno od vrst induktorjev, kot je induktor z železnim jedrom – delo z aplikacijami.
Kaj je Iron Core Inductor?
Induktor s fiksno vrednostjo, v katerem se znotraj tuljave uporablja železno jedro za povečanje vrednosti induktivnosti induktorja, je znan kot induktor z železnim jedrom. Ti induktorji imajo zelo nizko induktivnost vrednost in železno jedro tega induktorja ima zelo edinstvene magnetne lastnosti, ki krepijo magnetno polje. The simbol induktorja z železnim jedrom je prikazano spodaj.
Konstrukcija induktorja z železnim jedrom
Induktor z železnim jedrom je zasnovan z bakreno žico, ki je v obliki prevodnega materiala ovita okoli železnega jedra. Ta prevodni material preprosto pomaga pri ojačanju magnetnega polja induktorja, saj naredi induktor boljši pri shranjevanju magnetne energije v primerjavi z induktorjem z zračnim jedrom z enakim številom obratov.
V konvencionalni zasnovi bi železno jedro ožičilo okoli geometrijske oblike, ki obdaja vijačno zgrajeno tuljavo. Žice pogosto vključujejo materiale, kot so nikelj, zlitine niklja in železa, magnezij in kadmij. Te žice se uporabljajo v velikostih od 0,014 do 0,56 mm, odvisno od trenutnih ravni aplikacij in obsega frekvenc, ki jih pokriva induktivna komponenta. Količina medsebojno prepletenih ovojev določa električno indukcijo v sistemu žičnih prevodnikov, ki nastane, ko se na navitja komponente uporabi napetost.
Tradicionalna zasnova induktorja z magnetnim jedrom uporablja železno jedro in feritni material, ki je ovit z magnetnimi vezji, da zagotovi želeno induktivnost. Tipična zasnova z železnim jedrom je sestavljena iz geometrije, v kateri sta dve ali več vzporednih cilindričnih predelnih sten najverjetneje navitih na trn in nato prevlečenih z epoksidno smolo, da se ustvari potrebna magnetna pregrada okoli notranjosti cilindričnih prostorov. To vzdolžno navitje je običajno povezano tako, da tvori zaprto zanko, ki ustreza dolžini našega materiala jedra pi.
Načelo delovanja
Načelo delovanja induktorja z železnim jedrom temelji na lastnosti, da je magnetna indukcija sorazmerna s hitrostjo spremembe magnetnega pretoka skozi vezje. Torej, ko izmenični tok teče skozi tuljavo z enim obratom na osnovi železa, poskuša magnetno polje električne energije v tuljavi potisniti mimo osi, kar ima za posledico vrtinčne tokove, ki nastanejo v kovini. Ti tokovi ustvarjajo magnetno polje, ki deluje proti primarju, kar ima za posledico nasprotno magnetno polarnost in tako izniči napetost zaradi puščanja v žicah. Več kot je v tuljavi in njen upor, močnejši je ta izničevalni učinek. Zato se lahko velike količine električne energije napajajo v vodnike z železnim jedrom brez kakršne koli škode.
Poleg tega, ko se jedro premika znotraj in zunaj žične tuljave, lahko spremeni induktivnost. V primerjavi z induktorji z zračnim jedrom so ti induktorji boljši pri shranjevanju magnetne energije, ker material železa pomaga pri ojačanju magnetnega polja induktorja.
Induktor z železnim jedrom proti zračnemu jedru
Razlike med induktorji z železnim in zračnim jedrom vključujejo naslednje.
|
Induktor z železnim jedrom |
Induktor zračnega jedra |
| Induktorji z železnim jedrom uporabljajo magnetna jedra iz ferita/železa.
|
Prevodniki z zračnim jedrom lahko uporabljajo keramiko, plastiko ali druge nemagnetne materiale; v nasprotnem primeru imajo samo zrak v navitjih. |
| Ti induktorji imajo velike vrednosti induktivnosti. | Induktorji z zračnim jedrom imajo nizke vrednosti induktivnosti. |
| Ti induktorji so boljši pri shranjevanju magnetne energije. | Ti induktorji niso boljši pri shranjevanju magnetne energije. |
| Ti induktorji imajo običajno nekaj izgube jedra.
|
Ti induktorji so zelo učinkoviti pri visokih frekvencah, zato ne trpijo zaradi izgube jedra. |
| Ti so veliki. | Te so majhne velikosti. |
| Induktorji delujejo na do nekaj sto MHz (megahercev) | Induktorji delujejo na frekvenci do 1 GHz. |
| Ti se pogosto uporabljajo v aplikacijah, ki temeljijo na nizkih frekvencah, kot so avdio naprave, napajalniki v industriji, inverterski sistemi itd. | Ti se pogosto uporabljajo v visokofrekvenčnih aplikacijah, kot so TV in radijski sprejemniki.
|
Formula induktorja železnega jedra
Če je v induktorju uporabljena palica magnetna kot železo ali ferit, bo to povečalo induktivnost induktorja. Podobno, če je uporabljena palica nemagnetna, kot je baker ali kateri koli drug material, bo zmanjšala induktivnost induktorja. Formula za izračun induktivnosti je:
L = µ0 µr N^2A/l
Kje
'N' število obratov.
Dolžina 'l'.
'µ0' je prepustnost prostega prostora.
'µr' je relativna prepustnost.
'µr' za železo je večji od 1 (>1)
'µr' za baker je manjši od 1 (<1)
'A' je območje tuljave.
Kako izbrati induktor z železnim jedrom?
Induktorji imajo različne lastnosti in funkcije glede na njihovo obliko, material jedra ali uporabo. Zato se moramo zavedati teh funkcij in lastnosti, da lahko izberemo pravi induktor za določeno aplikacijo. Tako obstaja veliko dejavnikov, ki jih je treba upoštevati pri izbiri induktorja z železnim jedrom, kot so zmogljivost induktorja, zahteve vezja, RF vidiki, velikost in oklop induktorja, odstotek tolerance itd. Torej dejavniki, ki vplivajo na je treba upoštevati induktivnost.
Dejavniki, ki vplivajo
V kateri koli vrsti induktorja obstaja nekaj dejavnikov, ki vplivajo na induktivnost tuljave in so obravnavani spodaj.
Število obratov znotraj tuljave
Če je število ovojev v tuljavi večje, bo induktivnost večja.
Dolžina tuljave
Ko je dolžina tuljave daljša, bo velikost induktivnosti manjša.
Material jedra
Če je magnetna prepustnost materiala jedra večja, bo večja induktivnost.
Prednosti in slabosti
The prednosti induktorjev z železnim jedrom vključujejo naslednje.
- Ti induktorji imajo manj izgub.
- Njegova velikost in konstrukcija sta preprosti.
- Ta vrsta induktorja ima visok Q-faktor.
- Ti induktorji imajo veliko vrednost induktivnosti.
The slabosti indukcije železnega jedra rs vključujejo naslednje.
- V teh induktorjih se izguba poveča pri visokih frekvencah.
- Ta induktor ima zapleteno izolacijo.
- Ti induktorji imajo več vrtinčnih tokov in tudi nazivni harmonični tok.
Aplikacije/uporabe
Uporaba induktorjev z železnim jedrom vključuje naslednje.
- Ti induktorji se uporabljajo v filtrirnih vezjih za stabilizacijo nihanja napetosti.
- Je izjemno uporaben v aplikacijah AF in industrijskih napajalnikih.
- Te lahko uporabite kot dušilko AF v fluorescentnih cevnih lučeh.
- Uporabljajo se v inverterskih sistemih.
- Uporabljajo se pri hitrem prevozu in napajanju.
To je torej pregled železnega jedra induktor – deluje z aplikacijami. Na splošno veliko induktorjev vključuje magnetno jedro, ki je narejeno iz železa ali ferita, razporejenega v tuljavi. Učinek železnega jedra v induktorju je povečanje magnetnega polja in s tem induktivnosti. Vrednosti induktivnosti teh induktorjev so zelo visoke zaradi njihovega železnega jedra. Tako lahko prenesejo največjo moč, čeprav so omejene na visokofrekvenčno zmogljivost. Ti se večinoma uporabljajo v aplikacijah, ki temeljijo na nizkih frekvencah, kot je avdio oprema. Tukaj je vprašanje za vas, kaj je an induktor zračnega jedra ?
