İndüktörler hemen hemen her güç elektroniği devresinde elektrik enerjisinin dönüştürülmesi için kullanılır. Bunlar, bir devre içindeki farklı çalışma modları arasında depolanan enerjiyi sağlamak için kullanılan aktif enerji depolama cihazlarıdır. Ayrıca, özellikle anahtarlamalı akım dalga formları için filtre görevi görebilirler ve ayrıca snubber anahtarlarında geçici akım sınırlaması sağlarlar. indüktörler her tür indüktörün bazı faydaları olduğu özel malzemelere ve yapım yöntemlerine bağlı olarak farklı türlerde sınıflandırılır. Bu nedenle, bu makale aşağıdaki gibi indüktör türlerinden birini tartışmaktadır: demir çekirdekli indüktör – uygulamalarla çalışmak.
Demir Çekirdekli İndüktör Nedir?
Bir indüktörün endüktans değerini artırmak için bobin içinde bir demir çekirdeğin kullanıldığı sabit değerli indüktör, demir çekirdekli indüktör olarak bilinir. Bu indüktörler çok düşük indüktans değeri ve bu indüktörün demir çekirdeği, manyetik alanı güçlendiren çok benzersiz manyetik özelliklere sahiptir. bu demir çekirdekli indüktör sembolü aşağıda gösterilmiştir.
Demir Çekirdekli İndüktör Yapısı
Demir çekirdekli indüktör, bir demir çekirdeğin etrafına sarılarak iletken bir malzeme bobin benzeri yalıtılmış bakır tel ile tasarlanmıştır. Bu iletken malzeme, indüktörü aynı sayıda dönüşe sahip bir hava çekirdekli indüktöre kıyasla manyetik enerjiyi depolamada daha iyi hale getirerek indüktörün manyetik alanını güçlendirmeye yardımcı olur.
Geleneksel bir tasarımda, bir demir çekirdek, helisel olarak oluşturulmuş bir bobini çevreleyen geometrik bir şeklin etrafını saracaktır. Teller genellikle nikel-nikel-demir alaşımları, magnezyum ve kadmiyum gibi malzemeleri içerir. Bu teller, uygulamaların mevcut seviyelerine ve endüktif bileşenin kapsadığı frekans aralığına bağlı olarak 0,014 ila 0,56 mm boyut aralığında kullanılır. İç içe sarım dönüşlerinin miktarı, bileşen sargılarına voltaj uygulandığında üretilen tel iletken sistemi içindeki elektrik endüksiyonunu belirler.
Geleneksel bir manyetik çekirdekli indüktör tasarımı, istenen endüktansı sağlamak için manyetik devrelerle sarılmış bir demir çekirdek ve ferrit malzeme kullanır. Tipik bir demir çekirdekli tasarım, iki veya daha fazla paralel silindirik bölmenin büyük olasılıkla bir mandrel üzerine sarıldığı ve ardından silindirik boşlukların içinde gerekli manyetik bariyeri oluşturmak için bir epoksi reçine ile kaplandığı bir geometriden oluşur. Bu uzunlamasına sargı, genellikle çekirdek malzememiz olan pi'nin uzunluğuna karşılık gelen kapalı bir halka oluşturacak şekilde bağlanır.
Çalışma prensibi
Bir Demir çekirdekli indüktörün çalışma prensibi, manyetik indüksiyonun bir devre boyunca manyetik akının değişim hızıyla orantılı olduğu özelliğine dayanır. Bu nedenle, demir bazlı tek turlu bir bobinden alternatif bir akım geçtiğinde, bobindeki elektriğin manyetik alanı, metal içinde oluşan girdap akımlarıyla sonuçlanan ekseni geçmeye çalışır. Bu akımlar, birincil akıma karşı hareket eden bir manyetik alan oluşturarak zıt bir manyetik polariteye neden olur ve böylece kablolardaki sızıntılardan kaynaklanan voltajı iptal eder. Bir bobinde ve direncinde ne kadar fazla dönüş varsa, bu iptal etme etkisi o kadar güçlü olur. Bu nedenle, yüksek miktarda elektrik gücü, herhangi bir hasara yol açmadan demir damarlı iletkenlere beslenebilir.
Ayrıca çekirdek tel bobinin içinde ve dışında hareket ettirildiğinde endüktansı değiştirebilir. Hava çekirdekli indüktörlerle karşılaştırıldığında, bu indüktörler manyetik enerjiyi depolamada üstündür çünkü demir malzeme bir indüktörün manyetik alanını yükseltmeye yardımcı olur.
Demir Çekirdekli İndüktör Vs Hava Çekirdeği
Demir çekirdekli ve hava çekirdekli indüktörler arasındaki farklar aşağıdakileri içerir.
|
Demir Çekirdekli İndüktör |
Hava Çekirdekli İndüktör |
| Demir çekirdekli indüktörler, ferrit/demirin manyetik çekirdeklerini kullanır.
|
Hava çekirdekli iletkenler seramik, plastik veya diğer manyetik olmayan malzemeleri kullanabilir; aksi takdirde sadece sargıların içinde hava bulunur. |
| Bu indüktörler büyük endüktans değerlerine sahiptir. | Hava çekirdekli indüktörler düşük endüktans değerlerine sahiptir. |
| Bu indüktörler manyetik enerjiyi depolamada üstündür. | Bu indüktörler manyetik enerjiyi depolamada üstün değildir. |
| Bu indüktörler normalde bir miktar çekirdek kaybına sahiptir.
|
Bu indüktörler, yüksek frekanslarda çok verimlidir, bu nedenle çekirdek kaybından muzdarip değildirler. |
| Bunlar boyut olarak büyüktür. | Bunlar küçük boyutludur. |
| İndüktörler birkaç yüz MHz'e (megahertz) kadar çalışır | İndüktörler 1GHz frekansına kadar çalışır. |
| Bunlar, ses cihazları, endüstrilerdeki güç kaynakları, invertör sistemleri vb. gibi düşük frekans tabanlı uygulamalarda sıklıkla kullanılır. | Bunlar, TV ve radyo alıcıları gibi yüksek frekans tabanlı uygulamalarda sıklıkla kullanılır.
|
Demir Çekirdek İndüktör Formülü
İndüktörde, kullanılan çubuk demir veya ferrit gibi manyetikse, indüktörün endüktansını artıracaktır. Benzer şekilde, kullanılan çubuk manyetik olmayan bakır veya başka bir malzeme ise, o zaman indüktörün endüktansını azaltacaktır. Endüktans hesaplama formülü;
L = µ0 µ N^2A/l
Neresi
'N' dönüş sayısı.
'l' uzunluğu.
'µ0', boş alanın geçirgenliğidir.
'µr' göreceli geçirgenliktir.
Demir için 'µr' 1'den büyüktür (>1)
Bakır için 'µr' 1'den küçüktür (<1)
'A', bobinin bir alanıdır.
Demir Çekirdekli İndüktör Nasıl Seçilir?
İndüktörler şekillerine, çekirdek malzemelerine veya kullanımlarına bağlı olarak farklı özelliklere ve işlevlere sahiptir. Bu nedenle, belirli bir uygulama için doğru indüktörü seçmek için bu işlevler ve özelliklerden haberdar olunmalıdır. Bu nedenle, bir indüktörün performansı, devrenin gereksinimleri, RF hususları, bir indüktörün boyutu ve koruması, tolerans yüzdesi, vb. gibi bir demir çekirdekli indüktör seçerken dikkate alınması gereken birçok faktör vardır. endüktans dikkate alınmalıdır.
Etkileyen Faktörler
Herhangi bir indüktör tipinde, aşağıda tartışılan bobinin endüktansını etkileyen bazı faktörler vardır.
Bobin İçindeki Dönüş Sayısı
Bobin içindeki sarım sayısı fazlaysa, endüktansın büyüklüğü de yüksek olacaktır.
Bobin Uzunluğu
Bobin uzunluğu daha uzun olduğunda, endüktansın büyüklüğü daha küçük olacaktır.
Çekirdek Malzeme
Çekirdek malzemenin manyetik geçirgenliği daha büyükse, endüktans daha büyük olacaktır.
Avantajlar ve dezavantajlar
bu demir çekirdekli indüktörlerin avantajları aşağıdakileri dahil edin.
- Bu indüktörlerin kayıpları daha azdır.
- Boyutu ve yapısı basittir.
- Bu tip indüktör yüksek bir Q faktörüne sahiptir.
- Bu indüktörler büyük bir endüktans değerine sahiptir.
bu demir çekirdekli indüksiyonun dezavantajları r aşağıdakileri içerir.
- Bu indüktörlerde yüksek frekanslarda kayıp artar.
- Bu indüktör karmaşık izolasyona sahiptir.
- Bu indüktörler daha fazla girdap akımına ve ayrıca harmonik akım derecesine sahiptir.
Uygulamalar/Kullanımlar
Demir çekirdekli indüktörlerin uygulamaları aşağıdakileri içerir.
- Bu indüktörler, dalgalanma voltajını stabilize etmek için filtre devrelerinde kullanılır.
- AF uygulamaları ve endüstriyel güç kaynaklarında son derece kullanışlıdır.
- Bunlar, flüoresan tüp ışıklarında AF bobini olarak kullanılabilir.
- İnvertör sistemlerinde kullanılırlar.
- Bunlar hızlı geçiş ve güç koşullandırmada kullanılır.
Bu nedenle, bu bir demir çekirdeğe genel bir bakıştır. indüktör – çalışma uygulamalarla. Genel olarak, birçok indüktör, bobinde düzenlenmiş demir veya ferrit ile yapılmış bir manyetik çekirdek içerir. İndüktördeki demir çekirdeğin etkisi, manyetik alanı ve dolayısıyla endüktansı arttırmaktır. Bu indüktörlerin endüktans değerleri, demir çekirdekleri nedeniyle çok yüksektir. Böylece, yüksek frekans kapasitesiyle sınırlı olmalarına rağmen maksimum gücü idare edebilirler. Bunlar çoğunlukla ses ekipmanı gibi düşük frekans tabanlı uygulamalarda kullanılır. İşte size bir soru, nedir hava çekirdekli indüktör ?
