Дроссель (электроника) - Choke (electronics)

Дроссель с двумя обмотками по 20 мГн и номиналом 2 амперы

В электроника, а удушение является индуктор используется для блокировки более высокой частоты при прохождении постоянный ток (DC) и нижние частоты переменный ток (AC) в электрическая цепь. Дроссель обычно состоит из катушка изолированного провода, часто намотанного на магнитный сердечник, хотя некоторые из них состоят из бусинки из ферритового материала в форме пончика, нанизанной на проволоку. Дроссель сопротивление увеличивается с частотой. Его низкий электрическое сопротивление пропускает как переменный, так и постоянный ток с небольшой потерей мощности, но его реактивное сопротивление ограничивает количество пройденного AC.

Название происходит от блокирования - «удушения» - высоких частот при прохождении низких частот. Это функциональное имя; название "дроссель" используется, если индуктор используется для блокировки или развязки более высоких частот, но компонент просто называется "индуктор", если он используется в электронные фильтры или же настроенные схемы. Индукторы, предназначенные для использования в качестве дросселей, обычно отличаются отсутствием конструкции с низкими потерями (высокие Добротность ) требуется в индукторах, используемых в настраиваемых схемах и фильтрах.

Виды и конструкция

An MF или же КВ радио дроссель на десятые доли ампера, а ферритовый шарик УКВ дроссель на несколько ампер.
А ферритовый дроссель "бусинка", состоящий из ферритового цилиндра, окружающего шнур питания компьютера, чтобы блокировать электронные помехи.

Дроссели делятся на два основных класса:

  • Звуковые частотные дроссели (AFC) - предназначены для блокировки аудио и частоты линий электропередач, позволяя пропускать постоянный ток
  • Радиочастотные дроссели (RFC) - предназначены для блокировки радиочастоты позволяя аудио и DC проходить.

Звуковой частотный дроссель

Звуковые частотные дроссели (AFC) обычно имеют ферромагнитные сердечники для увеличения их индуктивности. Они часто имеют конструкцию, аналогичную трансформаторам, с многослойными железными сердечниками и воздушным зазором. Железный сердечник увеличивает индуктивность для заданного объема ядра. Дроссели часто использовались при проектировании выпрямительных источников питания для вакуумная труба оборудование, такое как радиоприемники или усилители. Они обычно используются в контроллерах двигателей постоянного тока для выработки постоянного тока (DC), где они использовались в сочетании с большими электролитическими конденсаторами для устранения пульсаций напряжения (AC) на выходе постоянного тока. Схема выпрямителя, предназначенная для дроссельного выходного фильтра, может создавать слишком большое выходное напряжение постоянного тока и подвергать выпрямитель и конденсаторы фильтра чрезмерным пусковым токам и токам пульсации, если катушка индуктивности удалена. Однако современные электролитические конденсаторы с высокими номиналами пульсаций тока и регуляторы напряжения которые устраняют больше пульсаций источника питания, чем могли бы дроссели, устранили тяжелые и громоздкие дроссели от источников питания с частотой сети. Меньшие дроссели используются в импульсные источники питания для удаления высокочастотных переходных процессов переключения с выхода, а иногда и из-за обратной подачи на вход сети. Часто они имеют тороидальные ферритовые сердечники.

Некоторые любители автомобильной аудиосистемы используют дроссельные катушки с автомобильными аудиосистемами (особенно в проводке для сабвуфер, чтобы убрать высокие частоты из усиленного сигнала).

Радиочастотный дроссель

Радиочастотные дроссели (RFC) часто содержат железный порошок или феррит сердечников, которые увеличивают индуктивность и общую работу.[1] Их часто наматывают сложными узорами (обмотка корзины ) уменьшить собственная емкость и эффект близости убытки. Дроссели для еще более высоких частот имеют немагнитные сердечники и низкую индуктивность.

Современная форма дросселя, используемого для устранения цифрового радиочастотного шума из линий, - это ферритовый шарик, ферритовый сердечник цилиндрической или торообразной формы, надетый на проволоку. Их часто можно увидеть на компьютерных кабелях. Типичное значение ВЧ-дросселя может составлять 2 мил.Генри.

Синфазный дроссель

Типичная конфигурация синфазного дросселя. Синфазные токи I1 и I2, протекающие в одном направлении через каждую из обмоток дросселя, создают равные синфазные магнитные поля, которые складываются. Это приводит к тому, что дроссель имеет высокое сопротивление для синфазного сигнала.[2]
Синфазный дроссель с дифференциальным током
Прототип сбалансированного дросселя СМ с витой обмоткой

Синфазный дроссель (CM), когда две катушки намотаны на один сердечник, полезен для подавления электромагнитная интерференция (EMI) и радиопомехи (RFI) от источник питания линий и для предотвращения выхода из строя устройства силовой электроники. Он пропускает дифференциальные токи (равные, но противоположные), при этом блокируя синфазные токи.[3] Магнитный поток, создаваемый токами дифференциального режима (DM) в сердечнике, имеет тенденцию нейтрализовать друг друга, поскольку обмотки имеют отрицательную связь. Таким образом, дроссель представляет небольшую индуктивность или сопротивление токам DM. Обычно это также означает, что сердечник не будет насыщаться при больших токах DM, а максимальный номинальный ток вместо этого определяется тепловым эффектом сопротивления обмотки. Однако токи CM имеют высокий импеданс из-за суммарной индуктивности положительно связанных обмоток.

Дроссели CM обычно используются в промышленных, электрических и телекоммуникационных приложениях для устранения или уменьшения шума и связанных с ним электромагнитных помех.[4]

Когда дроссель CM проводит ток CM, большая часть магнитного потока, генерируемого обмотками, ограничивается сердечником индуктора из-за его высокой проницаемости. В этом случае поток утечки, который также является излучением ближнего магнитного поля дросселя CM, является низким. Однако ток DM, протекающий через обмотки, будет создавать сильное излучаемое магнитное поле в ближней зоне, поскольку в этом случае обмотки имеют отрицательную связь. Чтобы уменьшить эмиссию ближнего магнитного поля, к дросселю CM может быть применена структура витой обмотки.

Сбалансированный дроссель CM с витыми обмотками
Эквивалентные токовые петли и создаваемые магнитные поля
Установлен измерительный эксперимент

Разница между дросселем CM со сбалансированной скрученной обмоткой и обычным дросселем с симметричной обмоткой CM состоит в том, что обмотки взаимодействуют в центре открытого окна сердечника. Когда он проводит ток CM, сбалансированная катушка индуктивности CM с витой обмоткой может обеспечивать такую ​​же индуктивность CM, как и обычная катушка индуктивности CM. Когда он проводит ток DM, эквивалентные токовые петли будут генерировать в космосе магнитные поля в обратном направлении, так что они стремятся нейтрализовать друг друга.

Ток пропускается через индуктор, и зонд измеряет эмиссию в ближнем поле. Генератор сигналов, служащий источником напряжения, подключен к усилителю. Затем выход усилителя подключается к измеряемой катушке индуктивности. Чтобы контролировать и контролировать ток, протекающий через индуктор, вокруг проводящего провода зажимают токовые клещи. Осциллограф, подключенный к токовым клещам, измеряет форму волны тока. Зонд измеряет поток в воздухе. Анализатор спектра, подключенный к зонду, собирает данные.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Типы индукторов в электронике». Lifewire. Получено 2018-03-14.
  2. ^ «Понимание синфазного шума». Пульс. Получено 17 апреля 2012.
  3. ^ http://www.murata.com/products/emc/knowhow/pdf/26to30.pdf
  4. ^ Скучно, Билл. «Дифференциальный режим против синфазных дросселей». Получено 2018-03-14.

дальнейшее чтение

  • Вильди, Теодор (1981) Электроэнергетика, ISBN  978-0471077640

внешняя ссылка