Met welke factoren moet rekening worden gehouden bij het ontwerpen van common-mode-smoorspoelen

De meeste elektromagnetische interferentiefilters moeten common-mode-inductoren gebruiken. Omdat de common-mode-inductor een hoge impedantie heeft in een breed frequentiebereik, kan deze de hoogfrequente ruis onderdrukken die wordt gegenereerd door de hoogfrequente schakelende voeding. De reden waarom de kern van de common-mode-inductor ringkernig is, is ook eerder geïntroduceerd, hier is de belangrijkste inleiding tot welke factoren moeten worden overwogen bij het ontwerpen?

De basisparameters die nodig zijn om een ​​common-mode inductor te ontwerpen, zijn ingangsstroom, impedantie en frequentie. De ingangsstroom bepaalt de grootte van de wikkelingsgeleider. Bij het berekenen van de draaddiameter wordt over het algemeen de berekende waarde van vierhonderd ampère per vierkante centimeter gebruikt, maar andere berekende waarden kunnen worden gebruikt in overeenstemming met de aanvaardbare temperatuurstijging van de inductor. In bijna alle gevallen wordt enkelstrengs draad gebruikt, omdat dit niet alleen de goedkoopste is, maar het koperverlies door het hoogfrequente skin-effect helpt om ruis te verminderen.

De impedantie van de inductor neemt meestal de minimumwaarde aan bij een bepaalde frequentie. Deze impedantie is in serie geschakeld met de lijnimpedantie om de gewenste ruisonderdrukking te bereiken. Helaas is de lijnimpedantie grotendeels onbekend, daarom gebruiken ontwerpers vaak een 50Ω lijnimpedantie-stabilisatienetwerk (LISN) om het filter te testen. Dit is een standaardmethode geworden om de prestaties van een filter te testen, maar het resultaat kan een echt eenstapsfilter zijn wanneer het de hoekfrequentie overschrijdt om de verzwakking met -6dB bij elk octaaf te verhogen. De hoekfrequentie is over het algemeen laag genoeg om de inductieve reactantie het grootste deel van de impedantie te maken, dus de inductantie kan worden berekend met de volgende formule: Ls=Xs / 2πf.

Na het kennen van de inductantie, is het resterende ontwerpwerk het selecteren van de magnetische kern en het materiaal en het berekenen van het aantal windingen.

De eerste stap in het ontwerp is vaak het selecteren van de grootte van de magnetische kern. Als er maatvereisten zijn voor het ontwerp, moet, zolang de magnetische kern na het wikkelen nog aan deze eisen voldoet, de grootste magnetische kern worden gekozen waaraan kan worden voldaan. Als er geen maximale grootte is, kunt u de kerngrootte naar believen kiezen.

Het volgende is om het maximale aantal windingen te berekenen dat nodig is om op de kern te worden gewikkeld. Het is meestal een enkele laag, elk gewikkeld aan een uiteinde van de magnetische kern en geïsoleerd van elkaar. Soms worden ook dubbellaagse en gestapelde wikkelingen gebruikt, maar deze twee soorten wikkelingen vergroten de verdeelde capaciteit van de wikkelingen, waardoor de hoogfrequente prestaties van de inductor worden verminderd.

Omdat de draaddiameter is bepaald door de lijnstroom, kan de binnenomtrek worden berekend op basis van de waarde die wordt verkregen door de draadstraal af te trekken van de binnenste straal van de magnetische kern. De lengte van de binnenomtrek die door elke wikkeling wordt ingenomen, wordt gedeeld door de diameter van de draad plus de isolatiedikte om het maximale aantal windingen te berekenen. Na het berekenen van het maximale aantal windingen, is de volgende stap het selecteren van het materiaal en het bepalen van de inductantie. De materiaalkeuze is gebaseerd op vele factoren, zoals bedrijfstemperatuur, frequentiebereik en kosten. Maar eerst moeten we de geselecteerde kerngrootte verifiëren, andere factoren kunnen na verkoop worden overwogen. Kies dus een materiaal met de juiste permeabiliteit en bereken vervolgens de inductantie.

Voor meer informatie kunt u contact met ons opnemen viasales@xfullstar.com