Cewki indukcyjne typu wspólnegosą często używane w zasilaczach impulsowych komputerów do filtrowania sygnałów zakłóceń elektromagnetycznych w trybie wspólnym. W konstrukcji płytki cewka sygnału wspólnego pełni również rolę filtrowania EMI, która służy do tłumienia promieniowania zewnętrznego i emisji fal elektromagnetycznych generowanych przez szybkie linie sygnałowe.
Cewki indukcyjne, będące ważnym składnikiem elementów magnetycznych, są szeroko stosowane w obwodach energoelektronicznych. Jest to niezbędna część zwłaszcza w obwodach mocy. Takie jak przekaźniki elektromagnetyczne w przemysłowych urządzeniach sterujących i liczniki energii elektrycznej (watogodziny) w systemach elektroenergetycznych. Filtry na końcach wejściowych i wyjściowych zasilaczy impulsowych, tunery na końcach odbiorczych i nadawczych telewizora itp. są nierozerwalnie związane z cewkami indukcyjnymi. Główne funkcje cewek indukcyjnych w obwodach elektronicznych to: magazynowanie energii, filtrowanie, dławienie, rezonans itp. W obwodach mocy, ponieważ obwody zajmują się przenoszeniem energii o dużych prądach lub wysokich napięciach, cewki indukcyjne są przeważnie cewkami „typu mocy”.
Właśnie dlatego, że cewka mocy różni się od cewki przetwarzającej mały sygnał, topologia zasilacza impulsowego jest inna podczas projektowania, a metoda projektowania również ma swoje własne wymagania, co powoduje trudności projektowe.Cewki indukcyjnew obecnych obwodach zasilających są wykorzystywane głównie do filtrowania, magazynowania energii, przesyłania energii i korekcji współczynnika mocy. Projekt cewki indukcyjnej obejmuje wiele aspektów wiedzy, takich jak teoria elektromagnetyczna, materiały magnetyczne i przepisy bezpieczeństwa. Projektanci muszą dobrze rozumieć warunki pracy i powiązane wymagania dotyczące parametrów (takie jak prąd, napięcie, częstotliwość, wzrost temperatury, właściwości materiału itp.), aby podejmować decyzje. Najbardziej rozsądny projekt.
Klasyfikacja cewek:
Cewki indukcyjne można podzielić na różne typy w zależności od środowiska ich zastosowania, struktury produktu, kształtu, zastosowania itp. Zwykle projektowanie cewek indukcyjnych rozpoczyna się od zastosowania i środowiska aplikacji jako punktu wyjścia. W zasilaczach impulsowych cewki indukcyjne można podzielić na:
Dławik w trybie normalnym
Korekta współczynnika mocy – dławik PFC
Usieciowana cewka indukcyjna (dławik sprzęgający)
Cewka wygładzająca magazynowanie energii (gładki dławik)
Cewka wzmacniacza magnetycznego (cewka MAG AMP)
Cewki indukcyjne z filtrem trybu wspólnego wymagają, aby dwie cewki miały tę samą wartość indukcyjności, tę samą impedancję itp., Dlatego tego typu cewki mają konstrukcję symetryczną, a ich kształty to głównie TOROID, UU, ET i inne kształty.
Jak działają cewki indukcyjne w trybie wspólnym:
Cewka filtra trybu wspólnego nazywana jest również cewką dławika trybu wspólnego (zwaną dalej cewką trybu wspólnego lub dławikiem CM.M.) lub filtrem liniowym.
Cewki indukcyjne z filtrem trybu wspólnego wymagają, aby dwie cewki miały tę samą wartość indukcyjności, tę samą impedancję itp., Dlatego tego typu cewki mają konstrukcję symetryczną, a ich kształty to głównie TOROID, UU, ET i inne kształty.
Jak działają cewki indukcyjne w trybie wspólnym:
Cewka filtra trybu wspólnego nazywana jest również cewką dławika trybu wspólnego (zwaną dalej cewką trybu wspólnego lub dławikiem CM.M.) lub filtrem liniowym.
wprzełączanie zasilaniana skutek szybkich zmian prądu lub napięcia w diodzie prostowniczej, kondensatorze filtrującym i cewce indukcyjnej powstają źródła zakłóceń elektromagnetycznych (szum). Jednocześnie w zasilaczu wejściowym występują również szumy harmoniczne wyższego rzędu, inne niż częstotliwość zasilania. Jeśli te zakłócenia nie zostaną wyeliminowane, tłumienie spowoduje uszkodzenie sprzętu obciążającego lub samego zasilacza impulsowego. Dlatego też agencje regulacyjne ds. bezpieczeństwa w kilku krajach wydały przepisy dotyczące emisji zakłóceń elektromagnetycznych (EMI).
odpowiednie przepisy kontrolne. Obecnie częstotliwość przełączania zasilaczy impulsowych staje się coraz większa, a zakłócenia elektromagnetyczne stają się coraz poważniejsze. Dlatego w zasilaczach impulsowych należy zainstalować filtry EMI. Aby spełnić określone wymagania, filtry EMI muszą tłumić szumy zarówno w trybie normalnym, jak i w trybie wspólnym. standard. Filtr trybu normalnego jest odpowiedzialny za odfiltrowywanie sygnału zakłóceń trybu różnicowego pomiędzy dwiema liniami po stronie wejściowej lub wyjściowej, a filtr trybu wspólnego jest odpowiedzialny za odfiltrowywanie sygnału zakłóceń trybu wspólnego pomiędzy dwiema liniami wejściowymi. Rzeczywiste cewki współbieżne można podzielić na trzy typy: AC CM.M.CHOKE; DC CM.M.CHOKE i SIGNAL CM.M.CHOKE ze względu na różne środowiska pracy. Należy je rozróżnić przy projektowaniu lub wyborze. Ale zasada działania jest dokładnie taka sama, jak pokazano na rysunku (1):
Jak pokazano na rysunku, na tym samym pierścieniu magnetycznym nawinięte są dwa zestawy cewek o przeciwnych kierunkach. Zgodnie z regułą prawej lampy spiralnej, gdy na zaciski wejściowe A i B przyłożone jest napięcie różnicowe o przeciwnej polaryzacji i tej samej amplitudzie sygnału, wówczas linią ciągłą pokazany jest prąd i2 oraz strumień magnetyczny Φ2 pokazane linią ciągłą generowane jest w rdzeniu magnetycznym. Dopóki oba uzwojenia są całkowicie symetryczne, strumienie magnetyczne w dwóch różnych kierunkach w rdzeniu magnetycznym znoszą się wzajemnie. Całkowity strumień magnetyczny wynosi zero, indukcyjność cewki jest prawie zerowa i nie ma wpływu impedancji na sygnał trybu normalnego. Jeżeli do zacisków wejściowych A i B zostanie przyłożony sygnał sygnału wspólnego o tej samej polaryzacji i równej amplitudzie, w przewodzie magnetycznym będzie generowany prąd i1 pokazany linią przerywaną, a strumień magnetyczny Φ1 pokazany linią przerywaną. rdzeń, wówczas strumień magnetyczny w rdzeniu będzie miał ten sam kierunek i wzmacniał się nawzajem, tak że wartość indukcyjności każdej cewki jest dwukrotnie większa niż w przypadku, gdy istnieje ona osobno, a XL = ωL. Dlatego cewka tej metody uzwojenia ma silny efekt tłumienia zakłóceń w trybie wspólnym.
Rzeczywisty filtr EMI składa się z L i C. Podczas projektowania często łączone są obwody tłumiące trybu różnicowego i wspólnego (jak pokazano na rysunku 2). Dlatego projekt musi opierać się na wielkości kondensatora filtrującego i wymaganych przepisach bezpieczeństwa. Normy podejmują decyzje dotyczące wartości cewek indukcyjnych.
Na rysunku L1, L2 i C1 tworzą filtr trybu normalnego, a L3, C2 i C3 tworzą filtr trybu wspólnego.
Projekt cewki indukcyjnej w trybie wspólnym
Przed zaprojektowaniem cewki indukcyjnej w trybie wspólnym należy najpierw sprawdzić, czy cewka musi spełniać następujące zasady:
1 > W normalnych warunkach pracy rdzeń magnetyczny nie zostanie nasycony prądem zasilającym.
2 > Musi mieć wystarczająco dużą impedancję dla sygnałów zakłócających o wysokiej częstotliwości, określoną szerokość pasma i minimalną impedancję dla prądu sygnału przy częstotliwości roboczej.
3 > Współczynnik temperaturowy cewki indukcyjnej powinien być mały, a rozproszona pojemność powinna być mała.
4>Rezystancja prądu stałego powinna być jak najmniejsza.
5> Indukcyjność powinna być tak duża, jak to możliwe, a wartość indukcyjności musi być stabilna.
6 >Izolacja pomiędzy uzwojeniami musi spełniać wymogi bezpieczeństwa.
Etapy projektowania cewki indukcyjnej trybu wspólnego:
Krok 0 Akwizycja SPEC: dozwolony poziom EMI, lokalizacja aplikacji.
Krok 1 Określ wartość indukcyjności.
Krok 2 Określany jest materiał rdzenia i specyfikacje.
Krok 3 Określ liczbę zwojów uzwojenia i średnicę drutu.
Krok 4 Sprawdzanie
Krok 5 Test
Przykłady projektów
Krok 0: Obwód filtra EMI, jak pokazano na rysunku 3
CX = 1,0 Uf Cy = 3300PF Poziom EMI: Fcc klasa B
Typ: Dławik trybu wspólnego prądu przemiennego
Krok 1: Określ indukcyjność (L):
Ze schematu można zobaczyć, że sygnał sygnału wspólnego jest tłumiony przez filtr sygnału wspólnego składający się z L3, C2 i C3. W rzeczywistości L3, C2 i C3 tworzą dwa obwody szeregowe LC, które pochłaniają szum odpowiednio linii L i N. Jeśli częstotliwość odcięcia obwodu filtra jest określona i znana jest pojemność C, indukcyjność L można obliczyć za pomocą poniższego wzoru.
fo= 1/(2π√LC)L → 1/(2πfo)2C
Zwykle szerokość pasma testu EMI jest następująca:
Przewodzone zakłócenia: 150 KHZ → 30 MHZ (Uwaga: standard VDE 10 KHZ – 30 M)
Zakłócenia promieniowania: 30 MHz 1 GHZ
Rzeczywisty filtr nie jest w stanie osiągnąć stromej krzywej impedancji filtra idealnego, a częstotliwość odcięcia można zwykle ustawić na około 50 kHz. Tutaj, zakładając, że fo = 50 KHZ
L =1/(2πfo)2C = 1/ [(2*3,14*50000)2*3300*10-12] = 3,07mH
L1, L2 i C1 tworzą (dolnoprzepustowy) filtr trybu normalnego. Pojemność między liniami wynosi 1,0 uF, więc indukcyjność w trybie normalnym wynosi:
L = 1/ [(2*3,14*50000)2 *1*10-6] = 10,14uH
W ten sposób można uzyskać teoretycznie wymaganą wartość indukcyjności. Jeśli chcesz uzyskać niższą częstotliwość odcięcia fo, możesz dodatkowo zwiększyć wartość indukcyjności. Częstotliwość odcięcia jest na ogół nie mniejsza niż 10 KHZ. Teoretycznie im wyższa indukcyjność, tym lepszy efekt tłumienia zakłóceń elektromagnetycznych, ale zbyt wysoka indukcyjność spowoduje niższą częstotliwość odcięcia, a rzeczywisty filtr może osiągnąć tylko określone łącze szerokopasmowe, co pogarsza efekt tłumienia szumów o wysokiej częstotliwości (zwykle Składowa szumu zasilacza impulsowego wynosi około 5 ~ 10 MHz, ale zdarzają się przypadki, gdy przekracza 10 MHz). Ponadto im wyższa indukcyjność, tym więcej zwojów ma uzwojenie lub wyższy interfejs użytkownika RDZENIA, co spowoduje wzrost impedancji niskich częstotliwości (DCR staje się większy). Wraz ze wzrostem liczby zwojów wzrasta również pojemność rozproszona (jak pokazano na rysunku 4), umożliwiając przepływ wszystkich prądów o wysokiej częstotliwości przez tę pojemność. Zbyt wysoki interfejs użytkownika sprawia, że CORE jest łatwo nasycany, a ponadto jest niezwykle trudny i kosztowny w produkcji.
Krok 2 Określ materiał rdzeniowy i ROZMIAR
Z powyższych wymagań projektowych wynika, że cewka indukcyjna trybu wspólnego musi być trudna do nasycenia, dlatego konieczne jest wybranie materiału o niskim współczynniku kąta BH. Ponieważ wymagana jest wyższa wartość indukcyjności, wartość ui rdzenia magnetycznego również musi być wysoka, a także musi mieć. Przy niższych stratach w rdzeniu i wyższej wartości Bs, materiał ferrytowy Mn-Zn CORE jest obecnie najbardziej odpowiednim materiałem CORE, który spełnia wymagania powyższe wymagania.
Podczas projektowania nie ma określonych przepisów dotyczących COEE SIZE. W zasadzie wystarczy jedynie spełnić wymaganą indukcyjność i zminimalizować rozmiar projektowanego produktu w dopuszczalnym zakresie strat niskich częstotliwości.
Dlatego też ekstrakcję materiału RDZENIA i ROZMIARU należy zbadać w oparciu o koszt, dopuszczalne straty, przestrzeń instalacyjną itp. Powszechnie stosowana wartość CORE cewek w trybie wspólnym wynosi od 2000 do 10000. Rdzeń z proszku żelaza charakteryzuje się również niskimi stratami żelaza, wysokim poziomem B i niskim Stosunek kąta BH, ale jego interfejs użytkownika jest niski, więc generalnie nie jest stosowany w cewkach indukcyjnych w trybie wspólnym, ale ten typ rdzenia jest jedną z cewek w trybie normalnym. Preferowane materiały.
Krok 3 Określ liczbę zwojów N i średnicę drutu dw
Najpierw określ specyfikacje CORE. Przykładowo w tym przykładzie T18*10*7, A10, AL = 8230±30%, wówczas:
N = √L / AL = √(3,07*106 ) / (8230*70%) = 23 TS
Średnica drutu opiera się na gęstości prądu 3 ~ 5A/mm2. Jeśli pozwala na to miejsce, gęstość prądu można wybrać tak niską, jak to możliwe. Załóżmy, że w tym przykładzie prąd wejściowy I i = 1,2 A, przyjmij J = 4 A/mm2
Wtedy Aw = 1,2 / 4 = 0,3 mm2 Φ0,70 mm
Rzeczywista cewka indukcyjna trybu wspólnego musi zostać przetestowana na rzeczywistych próbkach, aby potwierdzić niezawodność projektu, ponieważ różnice w procesach produkcyjnych będą również prowadzić do różnic w parametrach cewki indukcyjnej i wpływać na efekt filtrowania. Na przykład wzrost rozproszonej pojemności spowoduje szum o wysokiej częstotliwości. Łatwiej przekazać. Asymetria dwóch uzwojeń powoduje, że różnica w indukcyjności między dwiema grupami jest większa, tworząc pewną impedancję dla sygnału trybu normalnego.
Streszczać
1 >Funkcją cewki sygnału wspólnego jest odfiltrowywanie szumu sygnału wspólnego w linii. Konstrukcja wymaga, aby oba uzwojenia miały całkowicie symetryczną budowę i takie same parametry elektryczne.
2 >Rozproszona pojemność cewki sygnału wspólnego ma negatywny wpływ na tłumienie szumów o wysokiej częstotliwości i powinna być minimalizowana.
3 >Wartość indukcyjności cewki sygnału wspólnego jest powiązana z pasmem częstotliwości szumu, który należy filtrować, i odpowiednią pojemnością. Wartość indukcyjności wynosi zwykle od 2 mH do 50 mH.
Źródło artykułu: Przedruk z Internetu
Firma Xuange została założona w 2009 rokutransformatory wysokiej i niskiej częstotliwości, cewki indukcyjne iZasilacze do napędów LEDprodukowane są szeroko stosowane w zasilaczach konsumenckich, zasilaczach przemysłowych, zasilaczach nowej energii, zasilaczach LED i innych gałęziach przemysłu.
Xuange Electronics cieszy się dobrą reputacją na rynku krajowym i zagranicznym, a my to akceptujemyZamówienia OEM i ODM.Niezależnie od tego, czy wybierzesz standardowy produkt z naszego katalogu, czy poprosisz o pomoc w dostosowaniu, nie wahaj się omówić swoich potrzeb zakupowych z Xuange.
https://www.xgelectronics.com/products/
William (dyrektor generalny ds. sprzedaży)
186 8873 0868 (Whats app/We-Chat)
E-mail:sales@xuangedz.com
liwei202305@gmail.com
(Kierownik sprzedaży)
186 6585 0415 (Whats app/We-Chat)
E-Mail: sales01@xuangedz.com
(Kierownik ds. marketingu)
153 6133 2249 (Whats app/Czat)
E-Mail: sales02@xuangedz.com
Czas publikacji: 28 maja 2024 r