Welche Faktoren müssen beim Entwurf von Gleichtaktinduktoren berücksichtigt werden?

Die meisten elektromagnetischen Interferenzfilter müssen Gleichtaktinduktoren verwenden. Da der Gleichtaktinduktor in einem weiten Frequenzbereich eine hohe Impedanz aufweist, kann er das durch das Hochfrequenzschaltnetzteil erzeugte Hochfrequenzrauschen unterdrücken. Der Grund, warum der Kern des Gleichtaktinduktors torusförmig ist, wurde bereits zuvor vorgestellt. Hier ist die Haupteinführung, welche Faktoren beim Entwurf berücksichtigt werden müssen.

Die grundlegenden Parameter, die zum Entwerfen einer Gleichtaktinduktivität erforderlich sind, sind Eingangsstrom, Impedanz und Frequenz. Der Eingangsstrom bestimmt die Größe des Wicklungsleiters. Bei der Berechnung des Drahtdurchmessers wird im Allgemeinen der berechnete Wert von vierhundert Ampere pro Quadratzentimeter verwendet, es können jedoch auch andere berechnete Werte gemäß dem akzeptablen Temperaturanstieg des Induktors verwendet werden. In fast allen Fällen wird einzelsträngiger Draht verwendet, da er nicht nur der billigste ist, sondern der Kupferverlust aufgrund des hochfrequenten Hauteffekts zur Geräuschreduzierung beiträgt.

Die Impedanz des Induktors nimmt normalerweise bei einer gegebenen Frequenz den Minimalwert an. Diese Impedanz ist in Reihe mit der Leitungsimpedanz geschaltet, um die gewünschte Rauschdämpfung zu erreichen. Leider ist die Leitungsimpedanz größtenteils unbekannt, so dass Entwickler häufig ein 50 Ω-Netzimpedanzstabilisierungsnetzwerk (LISN) verwenden, um den Filter zu testen. Dies ist zu einer Standardmethode zum Testen der Leistung eines Filters geworden. Das Ergebnis kann jedoch ein echtes Ein-Schritt-Filter sein, wenn es die Eckfrequenz überschreitet, um die Dämpfung bei jeder Oktave um -6 dB zu erhöhen. Die Eckfrequenz ist im Allgemeinen niedrig genug, um die induktive Reaktanz zum Hauptteil der Impedanz zu machen, so dass die Induktivität nach der folgenden Formel berechnet werden kann: Ls=Xs / 2πf.

Nach Kenntnis der Induktivität besteht die verbleibende Konstruktionsarbeit darin, den Magnetkern und das Material auszuwählen und die Anzahl der Windungen zu berechnen.

Der erste Schritt bei der Konstruktion besteht häufig darin, die Größe des Magnetkerns auszuwählen. Wenn für das Design Größenanforderungen bestehen, sollte der Magnetkern mit der größten Größe ausgewählt werden, der erfüllt werden kann, solange der Magnetkern diese Anforderungen nach dem Wickeln noch erfüllen kann. Wenn es keine Größenbeschränkung gibt, können Sie die Kerngröße nach Belieben auswählen.

Als nächstes wird die maximale Anzahl von Windungen berechnet, die erforderlich sind, um auf den Kern gewickelt zu werden. Es ist normalerweise eine einzelne Schicht, die jeweils an einem Ende des Magnetkerns gewickelt und voneinander isoliert ist. Manchmal werden auch zweischichtige und gestapelte Wicklungen verwendet, aber diese beiden Arten von Wicklungen erhöhen die verteilte Kapazität der Wicklungen, wodurch die Hochfrequenzleistung des Induktors verringert wird.

Da der Drahtdurchmesser durch den Leitungsstrom bestimmt wurde, kann der Innenumfang basierend auf dem Wert berechnet werden, der durch Subtrahieren des Drahtradius vom Innenradius des Magnetkerns erhalten wird. Die Länge des von jeder Wicklung eingenommenen Innenumfangs wird durch den Drahtdurchmesser plus die Isolationsdicke geteilt, um die maximale Anzahl von Windungen zu berechnen. Nach der Berechnung der maximalen Windungszahl besteht der nächste Schritt darin, das Material auszuwählen und die Induktivität zu bestimmen. Die Wahl des Materials basiert auf vielen Faktoren wie Betriebstemperatur, Frequenzbereich und Kosten. Aber zuerst müssen wir die ausgewählte Kerngröße überprüfen, andere Faktoren können nach dem Verkauf berücksichtigt werden. Wählen Sie also ein Material mit geeigneter Permeabilität und berechnen Sie dann die Induktivität.

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