Induktorityypit elektroniikassa

Induktoreja on eri muodoissa, ja jokaisella on tärkeä rooli niiden toiminnassa elektroninen laitteet. Induktoreja on saatavana suuritehoisiin sovelluksiin, kohinan vaimentamiseen, radiotaajuuteen, signaaleihin ja eristykseen. Tässä on katsaus yleisiin induktorityyppeihin ja niiden tyypilliseen käyttöön.

Kytketyt induktorit

Kytketyt kelat jakavat magneettisen polun ja vaikuttavat toisiinsa. Kytkettyjä keloja käytetään usein muuntajina jännitteen nostamiseksi tai vähentämiseksi tai eristetyn palautteen antamiseksi. Näitä käytetään myös sovelluksissa, joissa tarvitaan keskinäistä induktanssia.

Monikerroksiset induktorit

Monikerroksisissa induktoreissa on kerroksia kierrettyä lankaa, jotka on kierretty keskiytimen ympärille. Kierretyn langan lisäkerrosten lisääminen kelaan lisää induktanssia ja lisää johtimien välistä kapasitanssia. Nämä induktorit vaihtavat korkeamman induktanssin pienempään maksimikäyttötaajuuteen.

Valetut induktorit

Induktorit, jotka on valettu muoviseen tai keraamiseen koteloon, tunnetaan valettuina keloina. Yleensä näillä induktoreilla on sylinterimäinen tai tankomainen muotokerroin, ja niitä löytyy useiden tyyppisten käämitysvaihtoehtojen kanssa.

Tehoinduktorit

Tehoinduktoreita on saatavana useilla eri muototekijöillä ja tehotasoilla. Nämä kelat sisältävät kaiken pinta-asennettavista keloista, jotka kestävät muutaman ampeerin, läpireikään ja runkoon asennettaviin tehokeloihin, jotka kestävät kymmeniä - satoja ampeeria.

Koska tehoinduktoreihin kohdistuu suuria määriä virtaa, niillä on taipumus tuottaa suuria magneettikenttiä. Jotta nämä magneettikentät eivät aiheuta kohinaa laitteen muihin osiin piiri, magneettisesti suojattuja keloja tulee käyttää, jos mahdollista.

RF-induktorit

Korkeataajuiset induktorit, joita kutsutaan myös radiotaajuuksiksi (RF) induktoreiksi, on suunniteltu toimimaan korkeilla taajuuksilla. Näillä keloilla on usein korkeampi resistanssi ja pienempi virtaluokitus. Useimmissa RF-induktoreissa on ilmaydin mieluummin kuin ferriitti tai muu induktanssia lisäävä ydinmateriaali. Tämä johtuu häviöiden lisääntymisestä, kun näitä ydinmateriaaleja käytetään vähentämään induktorin toimintataajuutta.

Induktorin toimintataajuudesta johtuen on tärkeää vähentää useita tappiolähteitä – olipa kyseessä skin-ilmiö, läheisyysvaikutus tai loiskapasitanssi. Iho- ja läheisyysvaikutukset lisäävät induktorin vastusta. Useat tekniikat vähentävät näitä häviöitä, mukaan lukien kenno- ja hämähäkinverkkokelat loiskapasitanssin vähentämiseksi. Lisäksi litz-johtoja käytetään usein vähentämään ihovaikutusta.

Tukehtuu

Kuristus on kela, joka estää korkeataajuiset pulssit päästäen samalla läpi matalataajuiset pulssit. Nimi tulee korkeataajuisten signaalien tukehtumisesta tai estämisestä. Kuristimia on kaksi luokkaa:

• Teho- ja äänitaajuuskuristimissa on tyypillisesti rautasydän, joka lisää induktanssia ja tekee tehokkaampia suodattimia.
• RF-kuristimet käyttävät rautajauhe- tai ferriittihelmiä yhdistettynä monimutkaisiin käämityskuvioihin loiskapasitanssin vähentämiseksi ja tehokkaan toiminnan korkeilla taajuuksilla. Korkeamman taajuuden kuristimet käyttävät ei-magneettisia tai ilmasydämiä.

Pinta-asennettavat induktorit

Pyrkimys pienempiin ja enemmän mobiililaitteisiin on johtanut pinta-asennettavien kelojen vaihtoehtojen räjähdysmäiseen kasvuun. Pinta-asennuskeloja käytetään usein DC-DC-muuntimissa, EMI-suodatuksessa, energian varastoinnissa ja muut sovellukset. Pienen koon ja jalanjäljen ansiosta pinta-asennettavat kelat ovat olennainen osa mobiilin ja kannettavan elektronisen suunnittelijan työkalupakkia.

Pinta-asennettavia keloja on saatavana magneettisuojauksella tai ilman, yli 10 ampeerin virtakyvyllä ja pienillä häviöillä. Pinta-asennettavissa induktoreissa käytetään usein rauta- tai ferriittisydäntä tai erityisiä käämitystekniikoita kelan suorituskyvyn optimoimiseksi. Tämä auttaa myös säilyttämään pienen jalanjäljen ja muotokertoimen.

Induktoriytimien tyypit

Induktorin ydinmateriaalilla on suuri rooli kelan suorituskyvyssä. Sydänmateriaali vaikuttaa suoraan induktorin induktanssiin. Se määrittää maksimikäyttötaajuuden sekä kelan nykyisen kapasiteetin.

• Ilmaytimet niillä on korkeampi taajuus, koska niissä ei ole ydinhäviöitä, mutta niillä on pienempi induktanssi.
• Rautasydämet niillä on pieni resistanssi ja korkea induktanssi. Sydänhäviöt, pyörrevirrat, magneettinen kyllästyminen ja hystereesi rajoittavat toimintataajuutta ja virtaa.
• Ferriittiytimet niissä on sähköä johtamatonta keraamista materiaalia korkeamman taajuuden käyttöä varten. Magneettinen kylläisyys rajoittaa virran kapasiteettia.
• Toroidaaliset ytimet ovat donitsien muotoisia ytimiä, jotka vähentävät säteilyä EMI: tä ja tarjoavat korkean induktanssin.
• Laminoidut ytimet niillä on korkea induktanssi pienemmällä hystereesillä ja pyörrevirtahäviöillä.