Induktivitäten – auch Drosseln, Drosseln und dynamische Drosseln genannt. Zusammen mit Kondensatoren und Widerständen werden sie als die drei wichtigsten passiven Komponenten bezeichnet, und Relaisbehälter und Widerstände haben sich schnell zu chipbasierten Komponenten entwickelt.

Selbstinduktionsphänomen: Das elektromagnetische Induktionsphänomen, das auftritt, wenn sich der durch den Leiter selbst fließende Strom ändert. Wenn eine Spule aus Metalldrähten besteht und sich der durch die Spule fließende Strom ändert, kommt es zu einem erheblichen elektromagnetischen Induktionsphänomen. Die selbstinduzierte elektromotorische Gegenkraft der Spule behindert die Stromänderung und spielt eine Rolle bei der Stabilisierung des Stroms. Insbesondere wenn sich die Induktivität in einem Zustand befindet, in dem kein Strom fließt, versucht sie, den Stromfluss zu blockieren, wenn der Stromkreis angeschlossen ist. Befindet sich die Induktivität in einem Zustand, in dem Strom durch sie fließt, versucht sie, den Strom konstant zu halten, wenn der Stromkreis getrennt wird.

Aus energetischer Sicht kann ein Induktor elektrische Energie in magnetische Energie umwandeln und magnetische Energie in elektrische Energie abgeben. Derselbe Induktor hat unterschiedliche Sperrwirkungen auf Ströme mit unterschiedlich wechselnden Frequenzen, und sein Gesamtmuster ist: niedrige Frequenz ein, hohe Frequenz ein.

Hauptleistungsparameter von Induktoren

Die Induktivität, auch Selbstinduktivitätskoeffizient genannt, ist eine physikalische Größe, die die Fähigkeit einer Induktivität darstellt, Selbstinduktivität zu erzeugen, wenn sich der durch sie fließende Strom ändert. Die Größe der Induktivität spiegelt die Stärke der von der Komponente gespeicherten und abgegebenen Energie wider. Die Induktivität ist eine inhärente Eigenschaft eines Induktors, die von der Anzahl der Spulenwindungen, der Wickelmethode, dem Material des Magnetkerns usw. abhängt.

Formel: Ls=(k* μ* N ²* S) /L
Darunter: μ Ist die relative Permeabilität des Magnetkerns
N ist das Quadrat der Anzahl der Spulen
Die Querschnittsfläche der S-Spule im Quadrat Meter
Die Länge der L-Spule in Metern
K empirischer Koeffizient
Aus der Formel ist ersichtlich, dass:

Je mehr Spulen vorhanden sind und je dichter die Spulen gewickelt sind, desto größer ist die Induktivität. Eine Spule mit Magnetkern hat eine größere Induktivität als eine Spule ohne Magnetkern; Je höher die Permeabilität des Magnetkerns ist, desto größer ist die Induktivität der Spule. Die Grundeinheit der Induktivität ist Henry und wird mit dem Buchstaben „H“ bezeichnet.

Häufig verwendete Einheiten: MilliHeng (mH), MicroHeng (μ H) Naheng (nH).
Die Umrechnungsbeziehung lautet: 1H=10 ^ mH=10 ^ 6 μ H=10 ^ 9nH

Zulässiger Induktivitätsfehler

Die zulässige Abweichung bezieht sich auf den zulässigen Fehlerwert zwischen der Nenninduktivität des Induktors und der tatsächlichen Induktivität. Induktivitäten, die in Schaltkreisen wie Oszillation oder Filterung verwendet werden, erfordern eine hohe Genauigkeit mit einer zulässigen Abweichung von ± 0,2 % bis ± 0,5 %; Die Genauigkeitsanforderungen für Spulen, die zur Kopplung, für hochfrequenten Widerstandsstrom usw. verwendet werden, sind nicht hoch und die zulässige Abweichung beträgt ± 10 % bis ± 20 %.

Induktiver Reaktant XL

Die Größe des Widerstands der Induktivitätsspule gegenüber Wechselstrom wird als Induktivität XL bezeichnet und in Ohm gemessen. Sein Zusammenhang mit der Induktivität L und der Wechselstromfrequenz f ist XL=2 π fLQualitätsfaktor Q

Der Gütefaktor Q ist ein wesentlicher Parameter, der die Qualität eines Induktors charakterisiert.

Q ist das Verhältnis der Induktivität XL zu ihrem Ersatzwiderstand, wenn die Induktivität mit einer bestimmten Wechselspannungsfrequenz betrieben wird:

Formel: Q=XL/R

Da XL mit der Frequenz zusammenhängt, hängt der Q-Wert mit der Frequenz zusammen. Die übliche QF-Kurve ist glockenförmig. Der Q-Wert einer Induktivität hängt von Faktoren wie dem Gleichstromwiderstand des Spulendrahts, dem dielektrischen Verlust des Magnetkerns, dem durch die Abschirmung oder dem Eisenkern verursachten Verlust und dem Einfluss des Hochfrequenz-Skin-Effekts ab. Der Q-Wert spiegelt das proportionale Verhältnis zwischen der von der Komponente während des Betriebs geleisteten Nutzarbeit und der von ihr selbst verbrauchten Energie wider. Je höher der Q-Wert der Induktivität ist, desto geringer ist der Verlust des Stromkreises und desto höher ist der Wirkungsgrad. Der Q-Wert einer Induktivität liegt normalerweise im Bereich von zehn bis hundert. Die Kopplungs- und Abstimmschaltungen in den Empfangs- und Sendemodulen erfordern hohe Q-Werte, während die Filterschaltung niedrige Q-Werte erfordert

Eigenresonanzfrequenz SRF

Der Frequenzpunkt, bei dem die parasitäre Kapazität und Induktivität einer Induktivität mitschwingt, wird als FSR bezeichnet. Unter FSR sind die Induktivitätsreaktanz und die parasitäre Kapazitätsreaktanz gleich und heben sich gegenseitig auf, was zu einer Reaktanz von 0 führt. Bei FSR verliert die Induktivität ihre Energiespeicherkapazität und weist eine reine Widerstandscharakteristik mit hohem Widerstand auf. Bei FSR ist Q=0.

Formel: FSR=[2 л (LC) 1/2] -1

Unter parasitärer Kapazität versteht man die Kapazität, die zwischen den Windungen einer Spule, zwischen Spulen und Magnetkernen, zwischen Spulen und Erde sowie zwischen Spulen und Metall besteht. Je kleiner die parasitäre Kapazität einer Induktivität ist, desto besser ist ihre Stabilität. Das Vorhandensein einer parasitären Kapazität verringert den Q-Wert der Spule und verschlechtert ihre Stabilität. Daher gilt: Je kleiner die parasitäre Kapazität der Spule, desto besser.

Gleichstromwiderstand Rdc

Gleichstromwiderstand – Der Widerstandswert eines Messelements im Gleichstromzustand, gemessen in Ohm. Charakterisieren Sie den Qualitätsstatus der internen Spule der Komponente gemäß dem Ohmschen Gesetz. Beim Induktivitätsdesign ist es erforderlich, den Gleichstromwiderstand so klein wie möglich zu halten. In der Regel nominal als Maximalwert.

Nennstrom Ir

Der Nennstrom bezieht sich auf den maximalen Strom, dem ein Induktor unter der zulässigen Arbeitsumgebung standhalten kann. Der Stromdurchgang führt dazu, dass sich die Komponente erwärmt und die Induktivität der Komponente aufgrund des Temperaturanstiegs abnimmt. Der Nennstrom wird als Stromwert angenommen, wenn die Induktivität des Bauteils um 30 % abnimmt oder der Temperaturanstieg des Bauteils 40 °C beträgt. Wenn der Arbeitsstrom den Nennstrom überschreitet, ändert der Induktor aufgrund der Erwärmung seine Leistungsparameter und brennt aufgrund von Überstrom sogar durch. Der Nennstrom ist der maximal zulässige Arbeitsstrom. Bei Produkten derselben Serie erhöht sich die Induktivität und der Nennstrom verringert sich. Bei Induktivitäten mit nichtmagnetischem Kern hängt der Nennstrom vom Gleichstromwiderstand ab. Je kleiner der Gleichstromwiderstand ist, desto geringer ist der Temperaturanstieg und desto größer ist der zulässige Strom.

Ist es umso besser, je größer der Induktivitätswert ist?

Bevor wir diese Frage beantworten, werfen wir einen Blick auf eine Formel:

Die obige Formel ist die Berechnungsformel für die Induktivität, wobei L der Induktivitätswert, μ die magnetische Permeabilität und N die Anzahl der Spulenwindungen ist. A ist die Querschnittsfläche des Magnetkerns, ι ist die Länge der Spule. Die Größe des Induktivitätswerts hängt von den Strukturparametern des Induktors ab, die von der Querschnittsfläche A des Magnetkerns in der Spule und der Länge der Spule ι， sowie der Permeabilität des Magnetkernmaterials μ und abhängen die Anzahl der Windungen N der Spule. Dabei ist N der quadratische Term, der darauf hinweist, dass die Anzahl der Windungen der Hauptfaktor ist, der die Induktivität beeinflusst. Werden mehr Windungen auf Magnetkerne gleicher Größe und gleichem Material gewickelt, müssen dünnere Drähte verwendet werden und der Nennstrom der Induktivität verringert sich entsprechend. Dies bedeutet, dass durch eine Erhöhung des Induktivitätswerts der Nennstrom des Induktors geopfert wird (bei gleichen Magnetkernbedingungen).

Je größer die Induktivität, desto besser.

Wie wählt man die geeignete Induktivität aus?

Der geeignete Induktor wird hauptsächlich anhand der Packungsgröße des Induktors sowie der für das Schaltungsdesign erforderlichen Mindestinduktivität und Nennarbeitsstrom bestimmt. Darüber hinaus ist es notwendig, die Arbeitsumgebung des Induktors umfassend zu berücksichtigen und dabei Parameter wie Arbeitsfrequenz und Spannung zu berücksichtigen.

Welche Auswirkungen hat die Wahl eines ungeeigneten Induktors?

Wenn ein ungeeigneter Induktor ausgewählt wird, kann die grundlegende Energiespeicher- und Filterfunktion des Induktors nicht erreicht werden, oder es kann zu Kurzschlüssen, Leckagen und noch stärkerer Induktivitätserwärmung kommen, was zu einer Selbstentzündung der Leiterplatte führen kann, was die Verwendung beeinträchtigt die Rennbahn.