Er zijn drie soorten passieve componenten in elektronische schakelingen: weerstanden, condensatoren en inductoren, waaronder inductoren in principe de meest bijzondere kunnen zijn.Het fenomeen van inductance werd ontdekt door Michael Faraday en Joseph Henry in de jaren 1830: Faraday ontdekte dat een veranderend magnetisch veld stroom kan induceren; Henry bestudeerde onafhankelijk het fenomeen van "zelfinductie",die verwijst naar de inductie van stroom in een geleider in zichzelf.
Voordat mensen volledig begrepen elektromagnetisme, was het een mysterie dat gewoon het wikkelen van een draad in een spoel kan veranderen van de elektrische eigenschappen.DIY-liefhebbers zouden een magnetische staaf of een kartonnen buis gebruiken die slechts een paar centimeter lang is, gewikkeld met tientallen draaddraaiingen om afstemmende spoel inductoren te maken, om transistor radio's te monteren.
Het schematische symbool van een inductor is gebaseerd op het ontwerp van het fysieke uiterlijk (figuur 1).
Figuur 1: Inductoren (figuur rechts) werden aanvankelijk gevormd door draden die om een holle buis of ijzeren kern werden gewikkeld; de overeenkomstige beginsel symbolen worden weergegeven in de figuur (figuur links).Hackatronic. com)
Inductiviteit is een eigenschap van een geleider en door het effect van het magnetisch veld verandert de door de geleider passerende stroom vaak.inductoren worden soms aangeduid als chokes omdat ze kunnen "knoeien" veranderingen in de huidigeDe relatie tussen de inductance (L) en de snelheid van verandering van spanning (V) en stroom (I) kan worden uitgedrukt door een eenvoudige vergelijking: V=L (dI/dt).
Hoewel winding coil inductoren nog steeds veel worden gebruikt, zijn ze tegenwoordig niet meer geschikt voor veel circuits.niet-wenselijke parasitaire effecten vertonenIn vergelijking met vroege DIY-radio-enthousiastelingen, hebben de radio's een hoge DC-weerstand (DCR) en vertonen ze een afname van de prestaties bij hogere frequenties.gereedgemaakte wondinductoren voor radiofrequentie (RF) toepassingen met afmetingen van minder dan 1 vierkante millimeter (mm2) zijn nu verkrijgbaar.
Moderne inductoren voor krachtomvormers
Hoewel inductoren aanzienlijke vooruitgang hebben geboekt, hebben zelfs verbeterde spoelinductoren tekortkomingen in prestaties en grootte voor moderne circuits.Moderne krachtinductoren zijn precisiecomponenten die zorgvuldig zijn gemodelleerd, met hun kern- en secundaire parameters volledig gedefinieerd en hun eigenschappen geoptimaliseerd op basis van verschillende toepassingsprioriteiten.
Bovendien hebben leveranciers nieuwe materialen ontwikkeld om te voldoen aan de behoeften van verschillende schakeltopologieën voor stroomvoorziening, zoals single-ended primary inductor converters (SEPIC),Ć uk-omvormers (vernoemd naar hun uitvinder Slobodan Ć uk), en verschillende buck boost configuraties.
De meeste van deze inductoren maken gebruik van geavanceerde ferriet- en poedermaterialen, en hun kenmerken zijn zorgvuldig afgestemd.Deze inductoren hebben een extreem lage DCR (die de inductantie Q-waarde aanzienlijk verbetert - de standaardwaarde voor het meten van de inductantieprestaties) en een gladde inductantie-roll-offDeze laatste verwijst naar de mate waarin de werkelijke inductantiewaarde daalt of "rolt af" als gevolg van de verzadiging van de magnetische kern naarmate de gelijkstroom toeneemt.met een vermogen van meer dan 50 W.
Inducteurs die in stroomvoorzieningen worden gebruikt, moeten meestal ook relatief hoge nominale stroombehandelingsmogelijkheden hebben, meestal in de tienden ampère.maar door meerdere waarden zoals wortel gemiddeld vierkant stroom (Irms), piekstroom (Ipeak) en verzadigingsstroom (Isat).De door de fabrikant geleverde inductoren hebben verschillende nominale stroomcombinaties en andere topniveauparameterreferenties om te voldoen aan de prioriteitsvereisten van verschillende topologie-structuren.
De fabrikant heeft bovendien geavanceerde materialen en oppervlaktebevestigingstechnologie (SMT) ontwikkeld (figuur 2) die de bijbehorende hitte kunnen weerstaan zonder afbreuk te doen aan de prestaties of betrouwbaarheid.Beschermingstype helpt bij het minimaliseren van problemen met radiofrequentieinterferentie (RFI) in gevoelige toepassingen.
Figuur 2: SMT-inducteurs met een hoog vermogen kunnen nu verschillende verrassend kleine afmetingen leveren zonder de prestaties te beïnvloeden (Image source: Eaton)
De HCM/HPAL-gevormde inductorserie van Eaton Electronics Division weerspiegelt de vooruitgang en differentiatie van deze omvormergeoptimaliseerde inductoren.die worden gekenmerkt door duurzaamheidHun gevormde structuur kan een zachte inductantie afvoeren in verschillende nominale stroombereiken.
De apparaten van de HCM- en HPAL-serie zijn in verschillende maten verkrijgbaar, maar hun volumes zijn relatief klein.
Om de betrouwbaarheid en robuustheid te waarborgen, bedraagt de nominale werktemperatuur van HCM/HPAL-apparaten -55 tot 125 °C (omgevingstemperatuur plus zelftemperatuurverhoging),en ze bevatten roestremmers die helpen voorkomen dat het oppervlak roest door vochtige omgevingen (MSL niveau 1).
De HCM-serie maakt gebruik van geavanceerd geperst ijzerpoeder met uitstekende Isat-prestaties, die te zien zijn in twee representatieve apparaten, HCM0503V2-R68-R en HCM0503V2-4R7-R.HCM0503V2-R68-R is een 680 nanohenries (nH), 8 milliohms (m Ω) DCR-onbeschermde inductor met een werkfrequentie van maximaal 1 megahertz (MHz).met een nominale stroom van 10 ampère (A) (Irms)/12 ampère (Isat)De HCM0503V2-4R7-R heeft dezelfde verpakkingsgrootte, maar is geschikt voor situaties die een hogere inductance vereisen.
HPAL-inducteurs gebruiken daarentegen legeringspoeder om een lagere DCR en hogere Irms te bereiken, terwijl ze een lager kernverlies behouden.en de stroom is van 4.5 A tot en met 40 A. Het heeft een elektromagnetische afschermingsfunctie (EMI), die cruciaal is in bepaalde toepassingen.1 m Ω inductor met een nominale 18 A (Irms) en 20 A (Isat)) en HPAL1V0630-8R2-R (een 8.2 μ H, 55 m Ω inductor met een nominale kracht van 5 A (Irms) en 5,5 A (Isat)).
De grafiek in figuur 3 toont de rolverhouding tussen de nominale inductance, gelijkstroom en temperatuur van de HPAL1V0630-8R2-R-inductor.