Typy induktorov v elektronike

Induktory prichádzajú v rôznych formách a každá hrá dôležitú úlohu vo fungovaní elektronické zariadení. Induktory sú k dispozícii pre aplikácie s vysokým výkonom, potlačenie hluku, rádiové frekvencie, signály a izoláciu. Tu je pohľad na bežné typy induktorov a na to, ako sa každý z nich zvyčajne používa.

Spojené induktory

Spojené induktory zdieľajú magnetickú dráhu a navzájom sa ovplyvňujú. Viazané tlmivky sa často používajú ako transformátory na zvýšenie alebo zníženie napätia alebo na poskytnutie izolovanej spätnej väzby. Tie sa používajú aj v aplikáciách, kde sa vyžaduje vzájomná indukčnosť.

Viacvrstvové induktory

Viacvrstvové induktory majú vrstvy zvinutého drôtu, ktoré sú navinuté okolo centrálneho jadra. Pridanie ďalších vrstiev vinutého drôtu k induktoru zvyšuje indukčnosť a zvyšuje kapacitu medzi drôtmi. Tieto induktory vymieňajú vyššiu indukčnosť za nižšiu maximálnu prevádzkovú frekvenciu.

Lisované induktory

Induktory, ktoré sú zalisované do plastového alebo keramického krytu, sú známe ako lisované induktory. Vo všeobecnosti majú tieto induktory valcový alebo tyčový tvarový faktor a možno ich nájsť s niekoľkými typmi možností vinutia.

Výkonové induktory

Výkonové induktory sú dostupné v rôznych tvarových faktoroch a úrovniach výkonu. Tieto tlmivky zahŕňajú všetko od tlmiviek na povrchovú montáž, ktoré zvládnu niekoľko ampérov, až po výkonové tlmivky s priechodným otvorom a šasi, ktoré zvládnu desiatky až stovky ampérov.

Pretože výkonové induktory sú vystavené veľkému množstvu prúdu, majú tendenciu vytvárať veľké magnetické polia. Aby tieto magnetické polia nespôsobovali hluk v iných častiach obvodAk je to možné, mali by sa použiť magneticky tienené induktory.

RF induktory

Vysokofrekvenčné induktory, tiež nazývané rádiofrekvenčné (RF) induktory, sú navrhnuté tak, aby fungovali pri vysokých frekvenciách. Tieto induktory majú často vyšší odpor a nižší menovitý prúd. Väčšina vysokofrekvenčných induktorov má skôr vzduchové jadro ako feritový alebo iný materiál jadra zvyšujúci indukčnosť. Je to spôsobené nárastom strát, keď sa tieto materiály jadra používajú na zníženie pracovnej frekvencie induktora.

Kvôli prevádzkovej frekvencii induktora je dôležité zmierniť niekoľko zdrojov strát – či už ide o efekt kože, efekt priblíženia alebo parazitnú kapacitu. Efekty pokožky a blízkosti zvyšujú odpor induktora. Niekoľko techník znižuje tieto straty, vrátane voštinových a pavučinových cievok na zníženie parazitnej kapacity. Okrem toho sa na zníženie efektu pokožky často používajú lanká.

Tlmivky

Tlmivka je tlmivka, ktorá blokuje vysokofrekvenčné impulzy a zároveň prepúšťa impulzy s nižšou frekvenciou. Názov pochádza z tlmenia alebo blokovania vysokofrekvenčných signálov. Existujú dve triedy tlmiviek:

• Výkonové a audiofrekvenčné tlmivky majú zvyčajne železné jadro na zvýšenie indukčnosti a efektívnejšie filtre.
• RF tlmivky používajú železný prášok alebo feritové guľôčky kombinované s komplexnými vzormi vinutia na zníženie parazitnej kapacity a efektívne fungujú pri vysokých frekvenciách. Vyššie frekvenčné tlmivky používajú nemagnetické alebo vzduchové jadrá.

Induktory pre povrchovú montáž

Tlak na menšie a mobilnejšie zariadenia viedol k explózii možností povrchových tlmiviek. Induktory pre povrchovú montáž sa často používajú v DC-DC konvertoroch, filtrovaní EMI, skladovaní energie a iné aplikácie. Vďaka malým rozmerom a pôdorysom sú induktory na povrchovú montáž základným prvkom v súprave mobilných a prenosných elektronických dizajnérov.

Induktory pre povrchovú montáž sú dostupné s magnetickým tienením a bez neho, s prúdovými schopnosťami presahujúcimi 10 ampérov a s nízkymi stratami. Induktory na povrchovú montáž často používajú železné alebo feritové jadro alebo špeciálne techniky vinutia na optimalizáciu výkonu tlmivky. To tiež pomáha udržiavať malý pôdorys a tvarový faktor.

Typy induktorových jadier

Materiál jadra induktora hrá veľkú úlohu pri výkone induktora. Materiál jadra priamo ovplyvňuje indukčnosť induktora. Určuje maximálnu prevádzkovú frekvenciu, ako aj aktuálnu kapacitu tlmivky.

• Vzduchové jadrá majú vyššiu frekvenciu prevádzky v dôsledku žiadnych strát v jadre, ale majú nižšiu indukčnosť.
• Železné jadrá majú nízky odpor s vysokou indukčnosťou. Straty v jadre, vírivé prúdy, magnetická saturácia a hysterézia obmedzujú prevádzkovú frekvenciu a prúd.
• Feritové jadrá majú nevodivý keramický materiál pre vyššiu frekvenciu prevádzky. Magnetická saturácia obmedzuje prúdovú kapacitu.
• Toroidné jadrá sú jadrá v tvare šišiek, ktoré znižujú vyžarované EMI a poskytujú vysokú indukčnosť.
• Laminované jadrá majú vysokú indukčnosť s nižšou hysteréziou a stratami vírivými prúdmi.