סוגי משרנים באלקטרוניקה

משרנים מגיעים בצורות שונות, ולכל אחד מהם תפקיד חשוב בפעולה של אֶלֶקטרוֹנִי מכשירים. משרנים זמינים עבור יישומים בעלי הספק גבוה, דיכוי רעשים, תדר רדיו, אותות ובידוד. להלן מבט על הסוגים הנפוצים של משרנים, וכיצד כל אחד מהם משמש בדרך כלל.

משרנים משולבים

משרנים משולבים חולקים נתיב מגנטי ומשפיעים זה על זה. משרנים מצמדים משמשים לעתים קרובות כשנאים כדי להגביר או להוריד מתח או לספק משוב מבודד. אלה משמשים גם ביישומים שבהם נדרשת השראות הדדית.

משרנים רב שכבתיים

למשרנים רב-שכבתיים יש שכבות של חוט מפותל הכרוכות סביב ליבה מרכזית. הוספת שכבות נוספות של חוט מפותל למשרן מגדילה את השראות, והיא מגדילה את הקיבול בין החוטים. משרנים אלה מחליפים השראות גבוהה יותר עבור תדר פעולה מקסימלי נמוך יותר.

משרנים מעוצבים

משרנים שיוצקים לתוך בית פלסטיק או קרמי ידועים כמשרנים יצוקים. בדרך כלל, למשרנים אלה יש גורם צורה גלילי או מוט וניתן למצוא אותם עם מספר סוגים של אפשרויות סלילה.

משרני כוח

משרני הספק זמינים במגוון גורמי צורה ורמות הספק. משרנים אלה כוללים כל דבר, החל משרני חשמל להרכבה על פני השטח שיכולים להתמודד עם כמה אמפר ועד משראות כוח דרך חור והרכבה על מארז שיכולים להתמודד עם עשרות עד מאות אמפר.

מכיוון שמשרני כוח נתונים לכמויות גדולות של זרם, אלה נוטים ליצור שדות מגנטיים גדולים. כדי למנוע משדות מגנטיים אלה לגרום לרעש בחלקים אחרים של מעגל חשמלי, יש להשתמש במשרנים ממוגנים מגנטית במידת האפשר.

משרני RF

משרני תדר גבוה, הנקראים גם משרני תדר רדיו (RF), מיועדים לפעול בתדרים גבוהים. לעתים קרובות יש למשרנים אלה התנגדות גבוהה יותר ודירוג זרם נמוך יותר. לרוב משרני ה-RF יש ליבת אוויר ולא פריט או חומר ליבה אחר שמגביר את השראות. זה נובע מהעלייה בהפסדים כאשר משתמשים בחומרי הליבה האלה כדי להפחית את תדירות הפעולה של המשרן.

בגלל תדירות הפעולה של המשרן, חשוב להפחית מכמה מקורות לאובדן - בין אם זה מאפקט העור, אפקט הקרבה או קיבול טפילי. השפעות העור והקרבה מגבירות את ההתנגדות של משרן. מספר טכניקות מפחיתות את ההפסדים הללו, כולל סלילי חלת דבש וקורי עכביש להפחתת הקיבול הטפילי. בנוסף, לרוב משתמשים בחוטי לץ כדי להפחית את אפקט העור.

חנק

משנק הוא משרן שחוסם פולסים בתדר גבוה תוך שהוא נותן לפולסים בתדר נמוך יותר לעבור. השם נובע מחנק או חסימה של אותות בתדר גבוה. ישנם שני סוגים של חנק:

• למשנקי כוח ותדר שמע יש בדרך כלל ליבת ברזל כדי להגביר את השראות וליצור מסננים יעילים יותר.
• משנקי RF משתמשים באבקת ברזל או חרוזי פריט בשילוב עם דפוסי סלילה מורכבים כדי להפחית את הקיבול הטפילי ולפעול ביעילות בתדרים גבוהים. משנקים בתדר גבוה יותר משתמשים בליבות לא מגנטיות או בליבות אוויר.

משרנים להתקנה על פני השטח

הדחיפה למכשירים קטנים וניידים יותר הובילה לפיצוץ באפשרויות עבור משרנים להרכבה על פני השטח. משרנים להרכבה על פני השטח משמשים לעתים קרובות בממירי DC-DC, סינון EMI, אחסון אנרגיה ועוד יישומים אחרים. הגודל הקטן וטביעת הרגל הופכים את משרני הרכבה על פני השטח למרכיב חיוני בארגז הכלים של המעצב האלקטרוני הנייד והנייד.

משרנים להרכבה על פני השטח זמינים עם ובלי מיגון מגנטי, עם יכולות זרם העולה על 10 אמפר, ועם הפסדים נמוכים. משרנים להרכבה על פני השטח משתמשים לרוב בליבת ברזל או פריט או בטכניקות סלילה מיוחדות כדי לייעל את הביצועים של המשרן. זה גם עוזר לשמור על טביעת רגל קטנה וגורם צורה.

סוגי ליבות משרנים

חומר הליבה של משרן ממלא תפקיד גדול בביצועים של משרן. חומר הליבה משפיע ישירות על השראות של המשרן. הוא קובע את תדר הפעולה המקסימלי, כמו גם את הקיבולת הנוכחית של המשרן.

• ליבות אוויר יש פעולה בתדר גבוה יותר בגלל ללא הפסדי ליבה אבל יש להם השראות נמוכה יותר.
• ליבות ברזל בעלי התנגדות נמוכה עם השראות גבוהה. הפסדי ליבה, זרמי מערבולת, רוויה מגנטית והיסטרזיס מגבילים את תדירות הפעולה והזרם.
• ליבות פריט יש חומר קרמי לא מוליך לפעולה בתדר גבוה יותר. הרוויה המגנטית מגבילה את הקיבולת הנוכחית.
• ליבות טורואידיות הן ליבות בצורת סופגניות המפחיתות את הקרנת EMI ומספקות השראות גבוהה.
• ליבות למינציה בעלי השראות גבוהה עם היסטרזיס נמוך יותר ואיבוד זרם מערבולת.