इंडक्टर्स का चयन कैसे करें?

सबसे पहले, प्रेरण का मूल सिद्धांत

कुचालककैपेसिटर और रेसिस्टर्स के साथ, इलेक्ट्रॉनिक्स में तीन बुनियादी निष्क्रिय उपकरण हैं। प्रेरकों का कार्य विद्युत ऊर्जा को चुंबकीय क्षेत्र ऊर्जा के रूप में संग्रहीत करना है।

एक उदाहरण के रूप में बेलनाकार कुंडल लेते हुए, प्रेरकत्व के मूल सिद्धांत को संक्षेप में प्रस्तुत किया गया है।

जैसा कि ऊपर चित्र में दिखाया गया है, जब कुंडल के माध्यम से निरंतर धारा प्रवाहित होती है, तो दाहिने हाथ के हेलिक्स नियम के अनुसार संकेतित दिशा में एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र बनता है। प्रारंभ करनेवाला प्रत्यावर्ती धारा के माध्यम से प्रवाहित होता है, उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र प्रत्यावर्ती चुंबकीय क्षेत्र होता है, बदलता चुंबकीय क्षेत्र एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है, और कुंडल पर प्रेरण इलेक्ट्रोमोटिव बल प्रेरित धारा उत्पन्न करता है:

· जब धारा बढ़ती है, तो चुंबकीय क्षेत्र मजबूत हो जाता है, और चुंबकीय क्षेत्र की दिशा मूल चुंबकीय क्षेत्र के समान ही बदल जाती है। बाएं हाथ के सर्पिल नियम के अनुसार, उत्पन्न प्रेरित धारा मूल धारा के विपरीत दिशा में होती है, और प्रेरक धारा कम हो जाती है;

· जब धारा बदलती है, तो चुंबकीय क्षेत्र कमजोर हो जाता है, और चुंबकीय क्षेत्र परिवर्तन की दिशा मूल चुंबकीय क्षेत्र की दिशा के विपरीत होती है। बाएं हाथ के सर्पिल नियम के अनुसार, उत्पन्न प्रेरित धारा मूल धारा के समान दिशा में होती है, और प्रारंभ करनेवाला धारा बड़ी हो जाती है।

यह लेन्ज़ का नियम है, और अंतिम प्रभाव यह है कि प्रारंभ करनेवाला इसके माध्यम से बहने वाली धारा को बदलने से रोक देगा, अर्थात, प्रारंभ करनेवाला के पास प्रत्यावर्ती धारा के लिए उच्च प्रतिरोध है। समान प्रेरण के लिए, वर्तमान परिवर्तन दर जितनी अधिक होगी, प्रेरित धारा उतनी ही अधिक होगी, और प्रेरण की प्रतिबाधा उतनी ही अधिक होगी; यदि समान धारा परिवर्तन दर, विभिन्न प्रेरक, यदि उत्पन्न प्रेरित धारा अधिक है, तो प्रेरक एक उच्च प्रतिबाधा प्रस्तुत करता है।

यह देखा जा सकता है कि अधिष्ठापन का आकार कुंडल के आकार और आंतरिक कोर की सामग्री से संबंधित है।

वास्तविक प्रेरकत्व की विशेषताएँ न केवल प्रेरकत्व की भूमिका हैं, बल्कि अन्य कारक भी हैं, जैसे:

· कुंडल में लपेटा गया तार एक आदर्श चालक नहीं है, और इसमें एक निश्चित प्रतिरोध है;

· प्रेरण के चुंबकीय कोर में एक निश्चित ताप हानि होती है;

· प्रारंभ करनेवाला के अंदर कंडक्टरों के बीच एक वितरित धारिता होती है।

इसलिए, वास्तविक अधिष्ठापन का प्रतिनिधित्व करने के लिए अधिक जटिल मॉडल का उपयोग करना आवश्यक है, और आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला समकक्ष मॉडल इस प्रकार है:

समतुल्य मॉडल रूप भिन्न हो सकता है, लेकिन यह हानि और वितरित समाई को प्रतिबिंबित करने में सक्षम होना चाहिए। समतुल्य मॉडल के अनुसार, वास्तविक प्रेरकत्व के दो महत्वपूर्ण मापदंडों को परिभाषित किया जा सकता है।

स्व-अनुनाद आवृत्ति

Cp के अस्तित्व के कारण, L के साथ मिलकर एक अनुनाद परिपथ बनता है, जिसकी अनुनाद आवृत्ति प्रारंभ करनेवाला की स्व-अनुनाद आवृत्ति होती है। स्व-गुंजयमान आवृत्ति से पहले, आवृत्ति की वृद्धि के साथ प्रारंभ करनेवाला की प्रतिबाधा बढ़ जाती है। स्व-गुंजयमान आवृत्ति के बाद, आवृत्ति बढ़ने पर प्रारंभ करनेवाला की प्रतिबाधा कम हो जाती है, और धारिता प्रस्तुत की जाती है।

गुणवत्ता कारक

अर्थात्, प्रारंभ करनेवाला का Q मान, प्रेरक संग्रहीत शक्ति का हानि शक्ति से अनुपात, Q मान जितना अधिक होगा, प्रारंभ करनेवाला का नुकसान उतना ही कम होगा, और प्रारंभ करनेवाला का प्रत्यक्ष वर्तमान प्रतिबाधा सीधे पैरामीटर से संबंधित है . स्व-गुंजयमान आवृत्ति और क्यू मान उच्च आवृत्ति प्रेरकों के प्रमुख पैरामीटर हैं

दूसरा, प्रेरण की प्रक्रिया संरचना

प्रेरण की प्रक्रिया को मोटे तौर पर 3 प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

2.1 तार घाव प्रकार (तार घाव प्रकार)

जैसा कि नाम से पता चलता है, तांबे के तार को एक कुंडल बनाने के लिए चुंबकीय कोर के चारों ओर लपेटा जाता है, और तार को लपेटने के दो तरीके हैं:

गोल घाव

बेलनाकार वाइंडिंग आम है और इसमें अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है, जैसे:

सपाट घाव

प्लेनर वाइंडिंग का लाभ स्पष्ट है, यानी डिवाइस की ऊंचाई कम हो जाती है। पिछले सूत्र से यह देखा जा सकता है कि चुंबकीय कोर की पारगम्यता जितनी अधिक होगी, प्रेरण मूल्य उतना ही अधिक होगा, और चुंबकीय कोर हो सकता है

· गैर-चुंबकीय सामग्री: जैसे वायु कोर, सिरेमिक कोर, ऐसा लगता है कि इसे चुंबकीय कोर नहीं कहा जा सकता है; यह प्रेरण मान छोटा है, लेकिन मूल रूप से कोई संतृप्ति धारा नहीं है

· लौहचुंबकीय सामग्री: जैसे कि फेराइट, पर्मो मिश्र धातु, आदि; मिश्रधातु की पारगम्यता फेराइट की तुलना में अधिक होती है। लौहचुंबकीय सामग्री में चुंबकीय संतृप्ति घटना और संतृप्ति धारा होती है।

वाइंडिंग इंडक्शन उच्च धारा और उच्च इंडक्शन प्रदान कर सकता है। चुंबकीय कोर पारगम्यता जितनी बड़ी होगी, समान संवेदन मूल्य, कम वाइंडिंग, कम वाइंडिंग डीसी प्रतिरोध को कम कर सकती है; समान आकार, कम वाइंडिंग से घाव मोटा हो सकता है, करंट में सुधार हो सकता है।

इसके अलावा, बिजली आपूर्ति डिजाइन में, अक्सर प्रेरक हाउलिंग की समस्या का सामना करना पड़ता है, सार यह है कि चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन कंडक्टर का कारण बनता है, यानी, कुंडल की कंपन, कंपन की आवृत्ति सिर्फ ऑडियो में होती है रेंज, मानव कान सुन सकता है, मिश्र धातु एकीकृत प्रेरकत्व बनाता है, अधिक दृढ़, कंपन को कम कर सकता है।

2.2 मल्टीलेयर इंडक्टर (बहुपरत प्रकार)

मल्टीलेयर चिप इंडक्टर्स की उत्पादन प्रक्रिया: फेराइट या सिरेमिक पेस्ट को सुखाकर बनाया जाता है, प्रवाहकीय पेस्ट को वैकल्पिक रूप से मुद्रित किया जाता है, और एकीकृत संरचना लेमिनेशन और सिंटरिंग द्वारा बनाई जाती है।

मल्टीलेयर चिप प्रारंभ करनेवाला वाइंडिंग प्रारंभ करनेवाला से छोटा होता है और इसमें मानकीकृत पैकेज होता है, जो स्वचालित उच्च घनत्व माउंटिंग के लिए उपयुक्त होता है। एकीकृत संरचना, उच्च विश्वसनीयता, अच्छा गर्मी प्रतिरोध।

2.3 पतली फिल्म अधिष्ठापन (पतली फिल्म प्रकार)

पतली फिल्म इंडक्टर्स आईसी उत्पादन के समान एक प्रक्रिया का उपयोग करते हैं, कंडक्टर फिल्म की एक परत सब्सट्रेट पर चढ़ाया जाता है, और फिर कॉइल फोटोलिथोग्राफी प्रक्रिया द्वारा बनाई जाती है, और अंत में मध्यम परत, इन्सुलेशन परत और इलेक्ट्रोड परत को पैकेज और फॉर्म में जोड़ा जाता है।

पतली फिल्म डिवाइस की उत्पादन प्रक्रिया नीचे दिए गए चित्र में दिखाई गई है

 

 

लिथोग्राफी प्रक्रिया की सटीकता अधिक है, जिसके परिणामस्वरूप संकीर्ण रेखाएं और तेज किनारे होते हैं। इसलिए, पतली फिल्म प्रेरकों के पास है

· छोटा आकार, 008004 पैकेज

· छोटा मान चरण, 0.1nH

· छोटी सहनशीलता, 0.05nH

· बेहतर आवृत्ति स्थिरता

तीसरा, प्रेरकों का अनुप्रयोग और चयन

सर्किट डिज़ाइन में, इंडक्टर्स के अनुप्रयोगों की तीन मुख्य श्रेणियां होती हैं:

· पावर इंडक्शन: मुख्य रूप से वोल्टेज रूपांतरण के लिए उपयोग किया जाता है, आमतौर पर पावर इंडक्शन का उपयोग करने के लिए डीसीडीसी सर्किट का उपयोग किया जाता है;

डिकॉउलिंग इंडक्शन: मुख्य रूप से बिजली लाइन या सिग्नल लाइन पर शोर को फ़िल्टर करने के लिए उपयोग किया जाता है, ईएमसी इंजीनियरों को इससे परिचित होना चाहिए;

· उच्च-आवृत्ति प्रेरक: मुख्य रूप से पूर्वाग्रह, मिलान, फ़िल्टरिंग और अन्य सर्किट प्राप्त करने के लिए आरएफ सर्किट में उपयोग किया जाता है।

3.1 पावर इंडक्शन

पावर इंडक्टर्स का उपयोग आमतौर पर डीसीडीसी सर्किट में ऊर्जा जमा करने और जारी करके निरंतर वर्तमान बनाए रखने के लिए किया जाता है।

अधिकांश पावर इंडक्टर्स वाइंडिंग इंडक्टर्स होते हैं, जो उच्च धारा और उच्च इंडक्टेंस में सुधार कर सकते हैं।

मल्टीलेयर चिप पावर इंडक्टर्स भी अधिक से अधिक होते हैं, आमतौर पर इंडक्शन वैल्यू और करंट कम होते हैं, फायदा यह है कि लागत कम होती है, वॉल्यूम अल्ट्रा-छोटा होता है, और मोबाइल फोन जैसे बड़े स्थान प्रतिबंध वाले उत्पादों में अधिक अनुप्रयोग होते हैं .

 

3.2 डिकॉउलिंग इंडक्टर्स

डिकॉउलिंग प्रारंभ करनेवाला को चोक भी कहा जाता है, जिसे आमतौर पर पाठ्यपुस्तकों में चोक कॉइल के रूप में अनुवादित किया जाता है। डिकूपिंग इंडक्टर्स की भूमिका लाइन पर हस्तक्षेप को फ़िल्टर करना है, जो ईएमसी उपकरणों से संबंधित है, ईएमसी इंजीनियरों का उपयोग मुख्य रूप से विकिरण उत्सर्जन (आरई) और उत्पादों के संचालित उत्सर्जन (सीई) की परीक्षण समस्याओं को हल करने के लिए किया जाता है।

डिकॉउलिंग इंडक्टर्स, आमतौर पर अपेक्षाकृत सरल संरचना, ज्यादातर तांबे के तार सीधे फेराइट रिंग पर घाव करते हैं।

विभेदक मोड प्रेरण

डिफरेंशियल मोड इंडक्टर्स साधारण वाइंडिंग इंडक्टर्स होते हैं, जिनका उपयोग कुछ डिफरेंशियल मोड इंटरफेरेंस को फ़िल्टर करने के लिए किया जाता है, मुख्य रूप से बिजली आपूर्ति के शोर को कम करने के लिए कैपेसिटर के साथ एलसी फिल्टर बनाने के लिए।

220V मेन के लिए, अंतर मोड हस्तक्षेप एल चरण और एन चरण के बीच का हस्तक्षेप है। POE के लिए, यह POE+ और POE- के बीच हस्तक्षेप है; मेनबोर्ड पर लो-वोल्टेज डीसी बिजली आपूर्ति के लिए, यह वास्तव में बिजली आपूर्ति शोर है।

विभेदक मोड प्रारंभ करनेवाला चयन को निम्नलिखित बिंदुओं पर ध्यान देने की आवश्यकता है:

• कामकाजी आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए डीसी प्रतिरोध, रेटेड वोल्टेज और करंट;

• उत्पाद की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए संरचना का आकार;

• परीक्षण के माध्यम से शोर आवृत्ति बैंड का निर्धारण करें, और प्रारंभ करनेवाला के प्रतिबाधा वक्र के अनुसार प्रारंभ करनेवाला का चयन करें;

• डिज़ाइन एलसी फ़िल्टर, सरल गणना और सिमुलेशन कर सकता है।

सामान्य मोड प्रेरक

सामान्य मोड प्रारंभ करनेवाला एक ही फेराइट रिंग पर समान संख्या में घुमावों और विपरीत दिशाओं के साथ दो कॉइल को घुमाना है।

 

सामान्य मोड इंडक्टर्स जैसा कि ऊपर दिखाया गया है:

· जब एक सामान्य-मोड घटक सामान्य-मोड प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से प्रवाहित होता है, तो दाएं हाथ के नियम के अनुसार दो कुंडलियों में एक ही दिशा में एक चुंबकीय क्षेत्र बनेगा, जो सामान्य-मोड सिग्नल के लिए उच्च प्रेरण के बराबर है ;

· जब एक विभेदक मोड घटक एक सामान्य मोड प्रारंभकर्ता के माध्यम से प्रवाहित होता है, तो दाहिने हाथ के नियम के अनुसार, विपरीत दिशाओं में चुंबकीय क्षेत्र दो कॉइल में बनेंगे और एक दूसरे को रद्द कर देंगे, जो कि विभेदक मोड सिग्नल के लिए कम प्रेरक प्रतिक्रिया के बराबर है .

समझने का दूसरा तरीका: जब V+ सामान्य मोड हस्तक्षेप की आवृत्ति के माध्यम से प्रवाहित होता है, तो गठित वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र दूसरे कुंडल पर एक प्रेरित धारा बनाएगा, बाएं हाथ के नियम के अनुसार, प्रेरित धारा की दिशा की दिशा के विपरीत है V- पर सामान्य मोड हस्तक्षेप, जो सामान्य मोड हस्तक्षेप के एक भाग को रद्द कर देता है।

सामान्य मोड इंडक्टर्स का उपयोग मुख्य रूप से डुअल-वायर या डिफरेंशियल सिस्टम में किया जाता है, जैसे 220V मेन, CAN बस, USB सिग्नल, HDMI सिग्नल इत्यादि। इसका उपयोग सामान्य-मोड हस्तक्षेप को फ़िल्टर करने के लिए किया जाता है, जबकि उपयोगी अंतर सिग्नल क्षीणन छोटा होता है।

सामान्य मोड प्रारंभ करनेवाला चयन को निम्नलिखित बिंदुओं पर ध्यान देने की आवश्यकता है:

· डीसी प्रतिबाधा कम होनी चाहिए और वोल्टेज या उपयोगी संकेतों पर बड़ा प्रभाव नहीं डाल सकती;

· बिजली लाइनों के लिए, रेटेड वोल्टेज और करंट को कामकाजी आवश्यकताओं को पूरा करने पर विचार किया जाना चाहिए;

· सामान्य-मोड हस्तक्षेप की आवृत्ति बैंड परीक्षण द्वारा निर्धारित की जाती है, और इस आवृत्ति बैंड में सामान्य-मोड प्रतिबाधा अधिक होनी चाहिए;

· अंतर मोड प्रतिबाधा छोटी होनी चाहिए, जो अंतर सिग्नल की गुणवत्ता पर अधिक प्रभाव नहीं डाल सकती;

पैकेज के आकार पर विचार करें, अनुकूलता डिजाइन करें। उदाहरण के लिए, यूएसबी सिग्नल के लिए सामान्य मोड इंडक्टर्स को दो 0402 रेसिस्टर्स के साथ संगत होने के लिए चुना जा सकता है, और जब सामान्य मोड इंडक्टर्स की आवश्यकता नहीं होती है, तो लागत कम करने के लिए 0402 रेसिस्टर्स को सीधे वेल्ड किया जा सकता है।

अधिक जानकारी के लिए, कृपया हमसे यहां संपर्क करेंsales@xfullstar.com