Que fatores precisam ser considerados ao projetar indutores de modo comum?

A maioria dos filtros de interferência eletromagnética deve usar indutores de modo comum. Como o indutor de modo comum tem uma alta impedância em uma ampla faixa de frequência, ele pode suprimir o ruído de alta frequência gerado pela fonte de alimentação de comutação de alta frequência. Que fatores precisam ser considerados ao projetar?

Os parâmetros básicos necessários para projetar um indutor de modo comum são corrente de entrada, impedância e frequência. A corrente de entrada determina o tamanho do condutor do enrolamento. Ao calcular o diâmetro do fio, o valor calculado de quatrocentos amperes por centímetro quadrado é geralmente usado, mas outros valores calculados podem ser usados ​​de acordo com o aumento de temperatura aceitável do indutor. Em quase todos os casos, utiliza-se o fio simples, porque além de ser o mais barato, a perda de cobre devido ao efeito pele de alta frequência ajuda a reduzir o ruído.

A impedância do indutor geralmente assume o valor mínimo em uma determinada frequência. Essa impedância é conectada em série com a impedância da linha para obter a atenuação de ruído desejada. Infelizmente, a impedância da linha é quase totalmente desconhecida, então os projetistas costumam usar uma rede de estabilização de impedância de linha de 50Ω (LISN) para testar o filtro. Este se tornou um método padrão para testar o desempenho de um filtro, mas o resultado pode ser um filtro de uma etapa real quando excede a frequência de canto para aumentar a atenuação em -6dB a cada oitava. A frequência de canto é geralmente baixa o suficiente para tornar a reatância indutiva a parte principal da impedância, então a indutância pode ser calculada pela seguinte fórmula: Ls=Xs / 2πf.

Depois de conhecer a indutância, o trabalho de design restante é selecionar o núcleo magnético e o material e calcular o número de voltas.

A primeira etapa do projeto geralmente é selecionar o tamanho do núcleo magnético. Se houver requisitos de tamanho para o projeto, contanto que o núcleo magnético ainda possa atender a esses requisitos após o enrolamento, o núcleo magnético de maior tamanho que pode ser satisfeito deve ser selecionado. Se não houver limite de tamanho, você pode escolher o tamanho do núcleo à vontade.

Em seguida, é calcular o número máximo de voltas necessárias para ser enrolado no núcleo. Geralmente é uma única camada, cada ferida em uma extremidade do núcleo magnético e isolada uma da outra. Às vezes, enrolamentos de camada dupla e empilhados também são usados, mas esses dois tipos de enrolamento aumentam a capacitância distribuída dos enrolamentos, reduzindo assim o desempenho de alta frequência do indutor.

Como o diâmetro do fio foi determinado pela corrente da linha, a circunferência interna pode ser calculada com base no valor obtido subtraindo o raio do fio do raio interno do núcleo magnético. O comprimento da circunferência interna ocupada por cada enrolamento é dividido pelo diâmetro do fio mais a espessura do isolamento para calcular o número máximo de voltas. Após calcular o número máximo de voltas, o próximo passo é selecionar o material e determinar a indutância. A escolha do material é baseada em muitos fatores, como temperatura operacional, faixa de frequência e custo. Mas primeiro devemos verificar o tamanho do núcleo selecionado, outros fatores podem ser considerados após a venda. Portanto, escolha um material com permeabilidade apropriada e calcule a indutância.

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