Induktoren gibt es in verschiedenen Formen, und jede spielt eine wichtige Rolle bei der Funktionsweise elektronischer Geräte. Induktivitäten sind für Hochleistungsanwendungen, Rauschunterdrückung, Hochfrequenz, Signale und Isolation erhältlich. Hier ist ein Blick auf die gängigen Arten von Induktoren und wie sie normalerweise verwendet werden.
Bottom Line
Gekoppelte Induktoren teilen sich einen magnetischen Pfad und beeinflussen sich gegenseitig. Gekoppelte Induktivitäten werden häufig als Transformatoren verwendet, um die Spannung zu erhöhen oder zu verringern oder eine isolierte Rückkopplung bereitzustellen. Diese werden auch in Anwendungen verwendet, bei denen eine Gegeninduktivität erforderlich ist.
Multilayer-Induktivitäten
Multilayer-Induktoren haben Schichten aus gewickeltem Draht, die um einen zentralen Kern gewickelt sind. Das Hinzufügen zusätzlicher Schichten aus gewickeltem Draht zu einem Induktor erhöht die Induktivität und erhöht die Kapazität zwischen den Drähten. Diese Induktivitäten tauschen eine höhere Induktivität gegen eine niedrigere maximale Betriebsfrequenz aus.
Bottom Line
Induktoren, die in ein Kunststoff- oder Keramikgehäuse eingegossen sind, werden als Forminduktoren bezeichnet. Im Allgemeinen haben diese Induktoren einen zylindrischen oder Stabformfaktor und sind mit verschiedenen Arten von Wicklungsoptionen erhältlich.
Leistungsinduktivitäten
Leistungsinduktivitäten sind in einer Vielzahl von Formfaktoren und Leistungsstufen erhältlich. Diese Induktivitäten umfassen alles, von oberflächenmontierten Induktivitäten, die ein paar Ampere verarbeiten können, bis hin zu Durchsteck- und Gehäusemontage-Leistungsinduktivitäten, die Dutzende bis Hunderte von Ampere verarbeiten können.
Da Leistungsdrosseln großen Strommengen ausgesetzt sind, neigen diese dazu, große Magnetfelder zu erzeugen. Um zu verhindern, dass diese Magnetfelder in anderen Teilen des Stromkreises Rauschen induzieren, sollten nach Möglichkeit magnetisch abgeschirmte Induktivitäten verwendet werden.
HF-Induktivitäten
Hochfrequenzinduktoren, auch Hochfrequenz(RF)-Induktoren genannt, sind für den Betrieb bei hohen Frequenzen ausgelegt. Diese Induktivitäten haben oft einen höheren Widerstand und eine niedrigere Nennstromstärke. Die meisten HF-Induktoren haben einen Luftkern anstelle eines Ferrits oder eines anderen induktivitätserhöhenden Kernmaterials. Dies ist auf die Erhöhung der Verluste zurückzuführen, wenn diese Kernmaterialien verwendet werden, um die Betriebsfrequenz des Induktors zu reduzieren.
Aufgrund der Betriebsfrequenz des Induktors ist es wichtig, mehrere Verlustquellen zu mindern - sei es durch den Skin-Effekt, den Proximity-Effekt oder die parasitäre Kapazität. Die Skin- und Proximity-Effekte erhöhen den Widerstand eines Induktors. Mehrere Techniken reduzieren diese Verluste, einschließlich Waben- und Spinnennetzspulen, um parasitäre Kapazitäten zu reduzieren. Zusätzlich werden oft Litzen verwendet, um den Skin-Effekt zu reduzieren.
Chokes
Eine Drossel ist eine Induktivität, die hochfrequente Impulse blockiert, während sie niedrigere Frequenzimpulse durchlässt. Der Name kommt vom Abwürgen oder Blockieren hochfrequenter Signale. Es gibt zwei Klassen von Chokes:
- Leistungs- und Tonfrequenzdrosseln haben normalerweise einen Eisenkern, um die Induktivität zu erhöhen und effektivere Filter zu erzeugen.
- HF-Drosseln verwenden Eisenpulver oder Ferritperlen in Kombination mit komplexen Wicklungsmustern, um parasitäre Kapazitäten zu reduzieren und bei hohen Frequenzen effektiv zu arbeiten. Höherfrequente Drosseln verwenden nichtmagnetische oder Luftkerne.
Surface Mount Inductors
Der Trend zu kleineren und mobileren Geräten hat zu einer Explosion der Optionen für oberflächenmontierte Induktoren geführt. Oberflächenmontierte Induktivitäten werden häufig in DC/DC-Wandlern, EMI-Filtern, Energiespeichern und anderen Anwendungen verwendet. Die geringe Größe und Stellfläche machen oberflächenmontierte Induktoren zu einem wesentlichen Element in der Toolbox des mobilen und tragbaren Elektronikdesigners.
Oberflächenmontierbare Induktoren sind mit und ohne magnetischer Abschirmung, mit Stromstärken von über 10 Ampere und mit geringen Verlusten erhältlich. Oberflächenmontierte Induktoren verwenden häufig einen Eisen- oder Ferritkern oder spezielle Wickeltechniken, um die Leistung des Induktors zu optimieren. Dies trägt auch dazu bei, einen geringen Platzbedarf und Formfaktor beizubeh alten.
Typen von Induktorkernen
Das Kernmaterial eines Induktors spielt eine große Rolle bei der Leistung eines Induktors. Das Kernmaterial beeinflusst direkt die Induktivität des Induktors. Sie bestimmt die maximale Betriebsfrequenz sowie die Strombelastbarkeit der Induktivität.
- Luftkerne haben einen höheren Frequenzbetrieb, da keine Kernverluste, aber eine geringere Induktivität.
- Eisenkerne haben einen niedrigen Widerstand bei hoher Induktivität. Kernverluste, Wirbelströme, magnetische Sättigung und Hysterese begrenzen die Betriebsfrequenz und den Strom.
- Ferritkerne bestehen aus nicht leitendem Keramikmaterial für den Betrieb bei höheren Frequenzen. Magnetische Sättigung begrenzt die Stromkapazität.
- Ringkerne sind ringförmige Kerne, die abgestrahlte EMI reduzieren und eine hohe Induktivität bieten.
- Lamellenkerne haben eine hohe Induktivität mit geringerer Hysterese und Wirbelstromverlusten.
