Cel mai mare producător profesionist din lume de componente magnetice

Ce este aplicația / We-Chat:18688730868 E-mail:sales@xuangedz.com

Cum funcționează inductorul de mod comun al unei surse de alimentare cu comutație?

Inductori de mod comun, sunt adesea folosite în sursele de alimentare cu comutare de computer pentru a filtra semnalele de interferență electromagnetică în modul comun. În designul plăcii, inductorul de mod comun joacă, de asemenea, rolul de filtrare EMI, care este utilizat pentru a suprima radiația externă și emisia undelor electromagnetice generate de liniile de semnal de mare viteză.

共模电感Common Mode Choke
Ca o componentă importantă a componentelor magnetice, inductoarele sunt utilizate pe scară largă în circuitele electronice de putere. Este o piesă indispensabilă în special în circuitele de putere. Cum ar fi releele electromagnetice în echipamentele de control industrial și contoarele de putere electrică (contoare de wați-oră) în sistemele de alimentare. Filtrele de la capetele de intrare și de ieșire ale echipamentelor de alimentare cu comutare, tunerele de la capetele de recepție și transmisie TV etc. sunt toate inseparabile de inductori. Principalele funcții ale inductoarelor din circuitele electronice sunt: ​​stocarea energiei, filtrarea, șoc, rezonanța etc. În circuitele de putere, deoarece circuitele se ocupă cu transferul de energie de curenți mari sau tensiuni înalte, inductoarele sunt în mare parte inductori „de tip putere”.

Tocmai pentru că inductorul de putere este diferit de inductorul mic de procesare a semnalului, topologia sursei de alimentare cu comutare este diferită în timpul proiectării, iar metoda de proiectare are, de asemenea, propriile cerințe, cauzând dificultăți de proiectare.Inductoriîn circuitele de alimentare curente sunt utilizate în principal pentru filtrare, stocare de energie, transfer de energie și corecție a factorului de putere. Designul inductorului acoperă multe aspecte ale cunoștințelor, cum ar fi teoria electromagnetică, materialele magnetice și reglementările de siguranță. Proiectanții trebuie să aibă o înțelegere clară a condițiilor de lucru și a cerințelor parametrilor aferente (cum ar fi curentul, tensiunea, frecvența, creșterea temperaturii, proprietățile materialului etc.) pentru a lua decizii. Cel mai rezonabil design.
Clasificarea inductoarelor:
Inductoarele pot fi împărțite în diferite tipuri în funcție de mediul lor de aplicare, structura produsului, formă, utilizare etc. De obicei, proiectarea inductorului începe cu utilizarea și mediul de aplicare ca punct de plecare. La comutarea surselor de alimentare, inductoarele pot fi împărțite în:

Sufocare în mod comun

Sufocare în modul normal

Corecție factor de putere – PFC Choke

Inductor cuplat reticulat (Cupler Choke)

Inductor de netezire a stocării de energie (Smooth Choke)

Bobina amplificator magnetic (MAG AMP Coil)

Inductoarele de filtru în mod comun necesită ca cele două bobine să aibă aceeași valoare a inductanței, aceeași impedanță etc., astfel încât acest tip de inductori adoptă modele simetrice, iar formele lor sunt în principal TOROID, UU, ET și alte forme.
Cum funcționează inductoarele de mod comun:
Inductorul filtrului de mod comun este denumit și bobină de inductie de mod comun (denumită în continuare inductor de mod comun sau CM.M.Choke) sau filtru de linie.

Inductoarele de filtru în mod comun necesită ca cele două bobine să aibă aceeași valoare a inductanței, aceeași impedanță etc., astfel încât acest tip de inductori adoptă modele simetrice, iar formele lor sunt în principal TOROID, UU, ET și alte forme.
Cum funcționează inductoarele de mod comun:
Inductorul filtrului de mod comun este denumit și bobină de inductie de mod comun (denumită în continuare inductor de mod comun sau CM.M.Choke) sau filtru de linie.

Încomutare de alimentare, din cauza schimbărilor rapide ale curentului sau tensiunii în dioda redresoare, condensatorul filtrului și inductorul, se generează surse de interferență electromagnetică (zgomot). În același timp, există și zgomote armonice de ordin înalt, altele decât frecvența de alimentare din sursa de alimentare de intrare. Dacă aceste interferențe nu sunt eliminate, Suprimarea va cauza deteriorarea echipamentului de încărcare sau a sursei de alimentare comutatoare în sine. Prin urmare, agențiile de reglementare a siguranței din mai multe țări au emis reglementări privind emisiile de interferențe electromagnetice (EMI).

reglementările de control corespunzătoare. În prezent, frecvența de comutare a surselor de alimentare comutatoare devine din ce în ce mai mare, iar EMI devine din ce în ce mai gravă. Prin urmare, filtrele EMI trebuie instalate în sursele de alimentare comutatoare. Filtrele EMI trebuie să suprima atât zgomotul în modul normal, cât și în modul comun pentru a îndeplini anumite cerințe. standard. Filtrul de mod normal este responsabil pentru filtrarea semnalului de interferență în modul diferențial dintre cele două linii la capătul de intrare sau de ieșire, iar filtrul de mod comun este responsabil pentru filtrarea semnalului de interferență în modul comun dintre cele două linii de intrare. Inductoarele reale în mod comun pot fi împărțite în trei tipuri: AC CM.M.CHOKE; DC CM.M.CHOKE și SIGNAL CM.M.CHOKE datorită diferitelor medii de lucru. Ele ar trebui să fie distinse atunci când proiectați sau selectați. Dar principiul său de funcționare este exact același, așa cum se arată în Figura (1):

图2:工作原理
După cum se arată în figură, două seturi de bobine cu direcții opuse sunt înfășurate pe același inel magnetic. Conform regulii tubului spiralat din dreapta, atunci când la bornele de intrare A și B se aplică o tensiune de mod diferenţial cu polaritate opusă și aceeași amplitudine a semnalului, când , există un curent i2 afișat în linia continuă și un flux magnetic Φ2 prezentat în linia continuă este generat în miezul magnetic. Atâta timp cât cele două înfășurări sunt complet simetrice, fluxurile magnetice în cele două direcții diferite din miezul magnetic se anulează reciproc. Fluxul magnetic total este zero, inductanța bobinei este aproape zero și nu există niciun efect de impedanță asupra semnalului de mod normal. Dacă la bornele de intrare A și B se aplică un semnal de mod comun cu aceeași polaritate și amplitudine egală, va exista un curent i1 indicat de linia punctată și un flux magnetic Φ1 indicat de linia punctată va fi generat în linia magnetică. miez, atunci fluxul magnetic în miez va avea aceeași direcție și se întăresc reciproc, astfel încât valoarea inductanței fiecărei bobine este de două ori mai mare decât atunci când există singură, iar XL =ωL. Prin urmare, bobina acestei metode de înfășurare are un efect puternic de suprimare asupra interferenței în modul comun.

Filtrul EMI real este compus din L și C. La proiectare, circuitele de suprimare a modului diferențial și a modului comun sunt adesea combinate (așa cum se arată în Figura 2). Prin urmare, proiectarea trebuie să se bazeze pe dimensiunea condensatorului de filtru și pe reglementările de siguranță necesare. Standardele iau decizii cu privire la valorile inductorului.
În figură, L1, L2 și C1 formează un filtru de mod normal, iar L3, C2 și C3 formează un filtru de mod comun.

Proiectarea inductorului de mod comun
Înainte de a proiecta un inductor de mod comun, verificați mai întâi dacă bobina trebuie să respecte următoarele principii:

1 > În condiții normale de lucru, miezul magnetic nu va fi saturat din cauza curentului de alimentare.

2 > Trebuie să aibă o impedanță suficient de mare pentru semnalele de interferență de înaltă frecvență, o anumită lățime de bandă și o impedanță minimă pentru curentul semnalului la frecvența de operare.

3 > Coeficientul de temperatură al inductorului ar trebui să fie mic, iar capacitatea distribuită ar trebui să fie mică.

4> Rezistența DC ar trebui să fie cât mai mică posibil.

5> Inductanța de inducție ar trebui să fie cât mai mare posibil, iar valoarea inductanței trebuie să fie stabilă.

6 >Izolația dintre înfășurări trebuie să îndeplinească cerințele de siguranță.

Etape de proiectare a inductorului în mod comun:

Pasul 0 Achiziția SPEC: nivelul permis EMI, locația aplicației.

Pasul 1 Determinați valoarea inductanței.

Pasul 2 Se determină materialul de bază și specificațiile.

Pasul 3 Determinați numărul de spire de înfășurare și diametrul firului.

Pasul 4 Verificarea

Pasul 5 Testați

 图3_8

Exemple de design
Pasul 0: Circuitul de filtru EMI, așa cum se arată în Figura 3

CX = 1,0 Uf Cy = 3300PF Nivel EMI: Fcc Clasa B

Tip: Choke în mod comun AC

Pasul 1: Determinați inductanța (L):

Din schema circuitului se poate observa că semnalul de mod comun este suprimat de filtrul de mod comun compus din L3, C2 și C3. De fapt, L3, C2 și C3 formează două circuite în serie LC, care absorb zgomotul liniilor L și, respectiv, N. Atâta timp cât frecvența de tăiere a circuitului de filtru este determinată și capacitatea C este cunoscută, inductanța L poate fi obținută prin următoarea formulă.

fo= 1/(2π√LC)L → 1/(2πfo)2C

De obicei, lățimea de bandă de testare EMI este următoarea:

Interferență condusă: 150KHZ → 30MHZ (Notă: standard VDE 10KHZ – 30M)

Interferența radiațiilor: 30MHZ 1GHZ

Filtrul real nu poate atinge curba de impedanță abruptă a filtrului ideal, iar frecvența de tăiere poate fi de obicei setată la aproximativ 50 KHZ. Aici, presupunând fo = 50KHZ, atunci

L =1/(2πfo)2C = 1/ [( 2*3,14*50000)2 *3300*10-12] = 3,07 mH

L1, L2 și C1 formează un filtru de mod normal (pass-jos). Capacitatea dintre linii este de 1,0 uF, deci inductanța în modul normal este:

L = 1/ [( 2*3,14*50000)2 *1*10-6] = 10,14uH

În acest fel, se poate obține valoarea inductanței cerută teoretic. Dacă doriți să obțineți o frecvență de tăiere mai mică fo, puteți crește și mai mult valoarea inductanței. Frecvența de tăiere nu este în general mai mică de 10KHZ. Teoretic, cu cât inductanța este mai mare, cu atât efectul de suprimare EMI este mai bun, dar o inductanță excesiv de mare va face frecvența de tăiere mai mică, iar filtrul real poate atinge doar o anumită bandă largă, ceea ce face ca efectul de suprimare a zgomotului de înaltă frecvență să fie mai rău (în general Componenta de zgomot a sursei de alimentare în comutație este de aproximativ 5 ~ 10MHZ, dar există cazuri în care depășește 10MHZ). În plus, cu cât inductanța este mai mare, cu atât înfășurarea are mai multe spire sau ui-ul CORE-ului este mai mare, ceea ce va determina creșterea impedanței de joasă frecvență (DCR-ul devine mai mare). Pe măsură ce numărul de spire crește, crește și capacitatea distribuită (după cum se arată în Figura 4), permițând tuturor curenților de înaltă frecvență să curgă prin această capacitate. Interfața de utilizare excesiv de ridicată face ca CORE să se saturate ușor și este, de asemenea, extrem de dificil și costisitor de produs.
Pasul 2 Determinați materialul MIEZ și DIMENSIUNEA

Din cerințele de proiectare de mai sus, putem ști că inductorul de mod comun trebuie să fie dificil de saturat, deci este necesar să alegeți un material cu un raport unghiului BH scăzut. Deoarece este necesară o valoare mai mare a inductanței, valoarea ui a miezului magnetic trebuie să fie, de asemenea, mare și trebuie să aibă, de asemenea, cu o pierdere mai mică a miezului și o valoare mai mare a Bs, materialul de ferită Mn-Zn CORE este în prezent cel mai potrivit material CORE care îndeplinește cerințele. cerințele de mai sus.

Nu există anumite reglementări cu privire la DIMENSIUNEA COEE în timpul proiectării. În principiu, trebuie doar să îndeplinească inductanța necesară și să minimizeze dimensiunea produsului proiectat în intervalul admisibil de pierderi de frecvență joasă.

Prin urmare, materialul CORE și extracția SIZE ar trebui examinate pe baza costurilor, pierderilor permise, spațiului de instalare etc. Valoarea CORE utilizată în mod obișnuit a inductoarelor de mod comun este între 2000 și 10000. Miezul de pulbere de fier are, de asemenea, pierderi scăzute de fier, B ridicat și scăzut. Raportul unghiular BH, dar ui-ul său este scăzut, deci nu este utilizat în general în inductoarele de mod obișnuit, dar acest tip de miez este unul dintre inductorii de mod normal. Materiale preferate.

Pasul 3 Determinați numărul de spire N și diametrul firului dw

Mai întâi determinați specificațiile CORE-ului. De exemplu, în acest exemplu, T18*10*7, A10, AL = 8230±30%, apoi:

N = √L / AL = √(3,07*106 ) / (8230*70%) = 23 TS

Diametrul firului se bazează pe densitatea de curent de 3 ~ 5A/mm2. Dacă spațiul permite, densitatea de curent poate fi selectată cât mai mică posibil. Să presupunem că curentul de intrare I i = 1,2 A în acest exemplu, luăm J = 4 A/mm2

Atunci Aw = 1,2 / 4 = 0,3 mm2 Φ0,70 mm

Inductorul de mod comun real trebuie testat prin probe reale pentru a confirma fiabilitatea designului, deoarece diferențele în procesele de fabricație vor duce, de asemenea, la diferențe în parametrii inductorului și vor afecta efectul de filtrare. De exemplu, o creștere a capacității distribuite va cauza zgomot de înaltă frecvență. Mai ușor de transmis. Asimetria celor două înfășurări face diferența de inductanță între cele două grupuri mai mare, formând o anumită impedanță la semnalul de mod normal.

Rezuma
1 > Funcția inductorului de mod comun este de a filtra zgomotul de modul comun din linie. Proiectarea necesită ca cele două înfășurări să aibă o structură complet simetrică și aceiași parametri electrici.

2 > Capacitatea distribuită a inductorului de mod comun are un impact negativ asupra suprimării zgomotului de înaltă frecvență și ar trebui redusă la minimum.

3 > Valoarea inductanței inductorului de mod comun este legată de banda de frecvență a zgomotului care trebuie filtrată și de capacitatea de potrivire. Valoarea inductanței este de obicei între 2 mH ~ 50 mH.

Sursa articol: Retipărit de pe Internet

Xuange a fost înființată în 2009transformatoare de înaltă și joasă frecvență, inductori șiSurse de alimentare cu LEDproduse sunt utilizate pe scară largă în surse de alimentare pentru consumatori, surse de alimentare industriale, surse de energie noi, surse de alimentare cu LED și alte industrii.
Xuange Electronics se bucură de o bună reputație pe piețele interne și externe și acceptămComenzi OEM și ODM.Indiferent dacă alegeți un produs standard din catalogul nostru sau dacă căutați ajutor pentru personalizare, vă rugăm să nu ezitați să discutați despre nevoile dvs. de achiziție cu Xuange.

https://www.xgelectronics.com/products/

William (director general de vânzări)

186 8873 0868 (Whats app/We-Chat)

E-mail:sales@xuangedz.com

 liwei202305@gmail.com

 

(Director de vânzări)

186 6585 0415 (Whats app/We-Chat)

E-Mail: sales01@xuangedz.com

 

(Manager de marketing)

153 6133 2249 (Whats app/We-Chat)

E-Mail: sales02@xuangedz.com


Ora postării: 28-mai-2024