Typy induktorů v elektronice
Induktory přicházejí v různých formách a každá hraje důležitou roli ve fungování elektronický zařízení. Induktory jsou k dispozici pro vysoce výkonné aplikace, potlačení šumu, vysokofrekvenční, signály a izolaci. Zde je pohled na běžné typy induktorů a na to, jak se každý z nich obvykle používá.
Vázané induktory
Vázané induktory sdílejí magnetickou dráhu a vzájemně se ovlivňují. Vázané induktory se často používají jako transformátory pro zvýšení nebo snížení napětí nebo pro poskytování izolované zpětné vazby. Ty se také používají v aplikacích, kde je vyžadována vzájemná indukčnost.
Vícevrstvé induktory
Vícevrstvé induktory mají vrstvy stočeného drátu, které jsou navinuty kolem centrálního jádra. Přidání dalších vrstev vinutého drátu k induktoru zvyšuje indukčnost a zvyšuje kapacitu mezi dráty. Tyto induktory vyměňují vyšší indukčnost za nižší maximální provozní frekvenci.
Lisované induktory
Induktory, které jsou zalisovány do plastového nebo keramického pouzdra, jsou známé jako lisované induktory. Obecně mají tyto induktory válcový nebo tyčový tvarový faktor a lze je nalézt s několika typy možností vinutí.
Výkonové induktory
Výkonové induktory jsou k dispozici v různých provedeních a úrovních výkonu. Tyto induktory zahrnují vše od induktorů pro povrchovou montáž, které zvládnou několik ampérů, až po výkonové induktory s průchozím otvorem a pro montáž do šasi, které zvládnou desítky až stovky ampérů.
Protože výkonové induktory jsou vystaveny velkému množství proudu, mají tendenci vytvářet velká magnetická pole. Aby tato magnetická pole nezpůsobovala hluk v jiných částech obvod, měly by být pokud možno použity magneticky stíněné induktory.
RF induktory
Vysokofrekvenční induktory, nazývané také vysokofrekvenční (RF) induktory, jsou navrženy tak, aby fungovaly při vysokých frekvencích. Tyto induktory mají často vyšší odpor a nižší jmenovitý proud. Většina vysokofrekvenčních induktorů má spíše vzduchové jádro než ferit nebo jiný materiál jádra zesilující indukčnost. To je způsobeno nárůstem ztrát, když se tyto materiály jádra používají ke snížení pracovní frekvence induktoru.
Vzhledem k pracovní frekvenci induktoru je důležité zmírnit několik zdrojů ztrát – ať už je to kožní efekt, efekt přiblížení nebo parazitní kapacita. Efekty kůže a blízkosti zvyšují odpor induktoru. Několik technik snižuje tyto ztráty, včetně voštinových a pavučinových cívek ke snížení parazitní kapacity. Kromě toho se ke snížení kožního efektu často používají lanka.
Tlumivky
Tlumivka je induktor, který blokuje vysokofrekvenční pulsy a zároveň propouští pulsy s nižší frekvencí. Název pochází z tlumení nebo blokování vysokofrekvenčních signálů. Existují dvě třídy tlumivek:
- Výkonové a frekvenční tlumivky mají obvykle železné jádro pro zvýšení indukčnosti a účinnější filtry.
- RF tlumivky používají železný prášek nebo feritové kuličky kombinované se složitými vzory vinutí ke snížení parazitní kapacity a efektivně fungují při vysokých frekvencích. Vyšší frekvence tlumivky používají nemagnetická nebo vzduchová jádra.
Induktory pro povrchovou montáž
Tlak na menší a mobilnější zařízení vedl k explozi možností induktorů pro povrchovou montáž. Induktory pro povrchovou montáž se často používají v měničích DC-DC, filtrování EMI, skladování energie a jiné aplikace. Malá velikost a půdorys dělají z induktorů pro povrchovou montáž základní prvek v sadě nástrojů pro návrháře mobilních a přenosných elektronických zařízení.
Induktory pro povrchovou montáž jsou k dispozici s magnetickým stíněním i bez něj, s proudovými schopnostmi přesahujícími 10 ampérů a s nízkými ztrátami. Induktory pro povrchovou montáž často používají železné nebo feritové jádro nebo speciální techniky vinutí k optimalizaci výkonu induktoru. To také pomáhá udržovat malý půdorys a tvarový faktor.
Typy indukčních jader
Materiál jádra induktoru hraje velkou roli ve výkonu induktoru. Materiál jádra přímo ovlivňuje indukčnost induktoru. Určuje maximální pracovní frekvenci a také proudovou kapacitu induktoru.
- Vzduchová jádra mají vyšší frekvenční provoz díky žádným ztrátám jádra, ale mají nižší indukčnost.
- Železná jádra mají nízký odpor s vysokou indukčností. Ztráty v jádře, vířivé proudy, magnetická saturace a hystereze omezují provozní frekvenci a proud.
- Feritová jádra mají nevodivý keramický materiál pro provoz s vyšší frekvencí. Magnetická saturace omezuje proudovou kapacitu.
- Toroidní jádra jsou jádra ve tvaru koblih, která snižují vyzařované EMI a poskytují vysokou indukčnost.
- Laminovaná jádra mají vysokou indukčnost s nižší hysterezí a ztrátami vířivými proudy.