Berekening van de inductantie van een Core Common Mode Choke Inductor- Yozea Electronic Co.,LTD

Berekening van de inductantie van een Core Common Mode Choke Inductor

Vaak een ringvormige inductor genoemd, a kern common-mode smoorspoel is een zeer effectief apparaat voor het onderdrukken van common-mode ruis. In tegenstelling tot een toroïdale of staafvormige spoel straalt een ringvormige inductor niet uit in de omringende circuits. In plaats daarvan wordt de stroom door de inductor in dezelfde richting gestuurd, zoals geïllustreerd in figuur 1. Het resultaat is een hoge impedantie voor de ongewenste frequentie en een vermindering van de hoeveelheid ruis.

De ringvormige inductor heeft een kleine diameter en is een goede keuze voor goedkope projecten. Het wordt meestal handmatig opgewonden. Voor dit proces kan echter een machine worden gebruikt. Tegen hogere kosten kan een twee-in-hand-inductor worden gebruikt, die zorgt voor een betere circuitbalans en een lagere lekinductantie. Het twee-in-de-hand-ontwerp zorgt ook voor een grotere capaciteit.

Common mode-smoorspoelen zijn gemaakt van een magnetische kern. Meestal is de inductantie ongeveer 10-50 pF. De permeabiliteit van de kern varieert met de temperatuur en de DC-bias. Kristallijne kernen zijn compacter en hebben een hoger frequentiebereik. Ze zijn acht tot tien keer efficiënter dan ferromagnetische kernen.

Om de inductantie van een common-mode smoorspoel te berekenen, wordt het aantal windingen vermenigvuldigd met de permeabiliteit van de kern. De permeabiliteit van de kern kan worden gemeten door de flux tussen de windingen te meten. De doorlaatbaarheid van de kern weerspiegelt het aantal windingen.

Verschillende factoren zijn van invloed op de doorlaatbaarheid van de kern. Het aantal windingen, de diameter van de ring, het materiaal, de DC-voorspanning en de temperatuur hebben allemaal invloed op de doorlaatbaarheid van de kern. Bijgevolg is de doorlaatbaarheid van de kern een cruciaal element bij het voorspellen van de prestaties van een EMI-filter.

De doorlaatbaarheid van de kern varieert tussen 0 en 90 graden, afhankelijk van het type materiaal. De doorlaatbaarheid van een kristallijne kern is ongeveer 8 tot 10 keer efficiënter dan die van een ferromagnetische kern. Wanneer een kristallijne kern op kamertemperatuur is, is de doorlaatbaarheid ongeveer 90 graden. Dit geeft aan dat kristallijne kernen compacter en efficiënter zijn.

Een common-mode smoorspoel bestaat uit een ringvormige of E-vormige spoel. De ringvormige spoel heeft een kleinere diameter dan de UF-serie en moet handmatig worden opgewonden. De inductantie is evenredig met het aantal windingen in het kwadraat. De inductantie van de ringvormige spoelen is ongeveer een kwart van de inductantie van een UF-serie. Een kern-smoorspoelinductor met gemeenschappelijke modus is meestal omwikkeld met drie of vier draden.

Een common-mode smoorspoelinductor zal verzadigen als deze een piekstroom passeert. Tijdens een piekstroom zal een sterk magnetisch veld de kern binnendringen. Hierdoor raakt de kern verzadigd, wat resulteert in verlies van demping. Dit kan een probleem voor het filter veroorzaken als het niet wordt verminderd. Om dit te voorkomen, moet de inductor een voldoende hoge koppelingsfactor hebben. De koppelfactor is een maat voor de magnetische fluxkoppeling tussen de twee wikkelingen. Het moet groter zijn dan 100%.