Ο επαγωγέας είναι ένα ηλεκτρονικό εξάρτημα που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας εντός του μαγνητικού πεδίου όταν παρέχεται ηλεκτρικό ρεύμα σε αυτό. Οι επαγωγείς συνήθως κατασκευάζονται σε πηνίο με μονωμένο σύρμα. Κάθε φορά που παρέχεται ρεύμα σε αυτό το πηνίο από την αριστερή προς τη δεξιά πλευρά, δημιουργείται ένα μαγνητικό πεδίο κατά τη φορά των δεικτών του ρολογιού. Έτσι, οι επαγωγείς θα αντισταθούν σε οποιαδήποτε αλλαγή στο ρεύμα που ρέει μέσα τους. Γενικά, οι επαγωγείς διατίθενται σε τρεις τύπους πυρήνα αέρα, πυρήνα σιδήρου και πυρήνα φερρίτη. Τα πηνία τύπου πυρήνα αέρα και σιδήρου έχουν απλώς λειτουργίες ελάχιστης συχνότητας, υψηλότερες απώλειες και χαμηλές επαγωγή ενώ ο επαγωγέας πυρήνα φερρίτη έχει υψηλή διαπερατότητα, υψηλή επαγωγή και σταθερή αξία. Έτσι, αυτό το άρθρο παρέχει σύντομες πληροφορίες για α επαγωγέας πυρήνα φερρίτη – εργασία με εφαρμογές.
Τι είναι ο Πυρήνας Πυρήνα Φερρίτη;
Ο ορισμός του επαγωγέα πυρήνα φερρίτη είναι ένα παθητικό ηλεκτρικό εξάρτημα δύο τερματικών που χρησιμοποιείται για να αντισταθεί στις αλλαγές στο ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει μέσα από αυτό. Αυτός ο επαγωγέας χρησιμοποιεί ένα υλικό φερρίτη όπως ο κύριος πυρήνας που έχει υψηλή ηλεκτρική ενέργεια αντίσταση & υψηλή μαγνητική διαπερατότητα. Ενώ χρησιμοποιείτε πυρήνες φερρίτη μέσα επαγωγείς , πρέπει να ληφθούν υπόψη διάφοροι παράγοντες όπως ο υψηλός κορεσμός, η υψηλή σύνθετη αντίσταση, οι λιγότερες απώλειες, η σταθερότητα στη θερμοκρασία και οι ιδιότητες του υλικού. Έτσι συνήθως χρησιμοποιείται με προμηθευτές ενέργειας και εφαρμογές διαχείρισης ενέργειας. Το σύμβολο του επαγωγέα πυρήνα φερρίτη φαίνεται παρακάτω.
Γνωρίζουμε ότι σε έναν επαγωγέα πυρήνα φερρίτη, το υλικό φερρίτη χρησιμοποιείται όπως ένας πυρήνας. Έτσι, η γενική σύνθεση του φερρίτη είναι XFe2O4, όπου το «Χ» σημαίνει μεταβατικό υλικό. Γενικά, οι φερρίτες που χρησιμοποιούνται σε επαγωγείς διατίθενται σε δύο τύπους μαλακών φερρίτων και σκληρών φερρίτων.
Τα μαλακά υλικά φερρίτη έχουν την ικανότητα να ανατρέπουν την πολικότητα τους χωρίς καμία εξωτερική ενέργεια.
Οι σκληροί φερρίτες είναι μόνιμοι μαγνήτες όπου η πολικότητα δεν θα ποικίλλει ακόμη και όταν αποκολληθεί το μαγνητικό πεδίο.
Αρχή εργασίας πηνίου πυρήνα φερρίτη
Το πηνίο πυρήνα φερρίτη λειτουργεί επιτρέποντας στη ροή του ρεύματος να δημιουργήσει ένα μαγνητικό πεδίο και η αλλαγή εντός του μαγνητικού πεδίου έχει ως αποτέλεσμα τη ροή ενός αντίθετου ρεύματος. Έτσι αλλάζουν την ενέργεια από ηλεκτρική σε μαγνητική και αποθηκεύουν την ενέργεια μέσα τους.
Ο επαγωγέας πυρήνα φερρίτη χρησιμοποιεί υλικό πυρήνα φερρίτη που είναι ένας τύπος μαγνητικού πυρήνα κατασκευασμένο με φερρίτη. Μόλις χρησιμοποιηθούν αυτοί οι μεταλλικοί πυρήνες σε αυτούς τους επαγωγείς, τότε το μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο θα εμφανίσει μεγάλα δινορεύματα λόγω της ηλεκτρικής αγωγιμότητας του πυρήνα (μέταλλο). Έτσι αυτά τα ρεύματα ρέουν στους επαγωγείς μαζί με τον κλειστό βρόχο του ρεύματος.
Ο ρόλος του πυρήνα φερρίτη σε αυτούς τους επαγωγείς είναι να βοηθήσει στη βελτίωση της απόδοσης του επαγωγέα παρέχοντας απλώς μέγιστη διαπερατότητα στο πηνίο για να αυξήσει την επαγωγή και το μαγνητικό τους πεδίο.
Γενικά, το εύρος διαπερατότητας εντός των επαγωγέων πυρήνα φερρίτη κυμαίνεται από 1400 έως 15.000 με βάση τον τύπο υλικού φερρίτη που χρησιμοποιείται. Έτσι, αυτοί οι επαγωγείς έχουν υψηλή επαγωγή όπως αξιολογείται με άλλους τύπους επαγωγέων με πυρήνες αέρα.
Πώς να υπολογίσετε την επαγωγή ενός επαγωγέα πυρήνα φερρίτη;
Στους επαγωγείς Ferrite, ο όρος Ferrite είναι ένα σύνολο κεραμικών υλικών που περιλαμβάνει ορισμένες ισχυρές ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες όπως υψηλή διαπερατότητα σε συνδυασμό με χαμηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα.
Ένας απλός επαγωγέας φερρίτη μπορεί να σχεδιαστεί τυλίγοντας τουλάχιστον 20 στροφές σύρματος γύρω από μια ράβδο φερρίτη. Έτσι η αυτεπαγωγή μιας ράβδου φερρίτη μπορεί να μετρηθεί με τη βοήθεια ενός μετρητή επαγωγής. Εδώ, η αυτεπαγωγή συμβολίζεται με «L» και οι αριθμοί των στροφών υποδεικνύονται με «Ν».
Τώρα υπολογίστε την τιμή AL του επαγωγέα φερρίτη. Εδώ η τιμή του «AL» είναι η βασική σχέση μεταξύ της επαγωγής από έναν καθορισμένο πυρήνα φερρίτη και του αρ. των στροφών. Ο ακόλουθος τύπος χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της τιμής AL.
AL = [(100/N)^2)] x L.
Για παράδειγμα, αν μετρήσατε την τιμή «L» στο Βήμα-1 ως 15 uH, τότε η ισοδύναμη τιμή «AL» θα είναι:
AL = [(100/20)^2] x 15uH =( 5^2) x 15uH = 25 x 15uh = 375 uH.
Ο ακόλουθος τύπος χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της τιμής της επαγωγής (L) χρησιμοποιώντας την τιμή AL για το «N».
L = AL/[(100/N)^2].
Για παράδειγμα: Εάν το N είναι 10, L = 375/[(100/10)^2] = 375/[10^2] = 375/100 = 3,75uH.
Εάν N = 20, L = 375/[(100/20)^2] = 375/[5^2] = 375/25 = 15uH.
Από πάνω μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι όταν το N αυξάνεται τότε η αυτεπαγωγή θα αυξάνεται. Αυτό οφείλεται κυρίως στην τοποθέτηση ενός αριθμού στροφών σύρματος γύρω από έναν βρόχο και στη συνέχεια εστιάζει το μαγνητικό πεδίο σε έναν μικρό χώρο, όπου μπορεί να είναι πιο αποτελεσματικό και να παράγει περισσότερη επαγωγή.
Χαρακτηριστικά πηνίου πυρήνα φερρίτη
ο χαρακτηριστικά επαγωγέα πυρήνα φερρίτη περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Οι επαγωγείς πυρήνα φερρίτη έχουν χαμηλές απώλειες δινορευμάτων, υψηλή ηλεκτρική αντίσταση και υψηλή διαπερατότητα. Έτσι, αυτά τα χαρακτηριστικά θα κάνουν αυτούς τους επαγωγείς να χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές υψηλής συχνότητας.
- Σε αυτούς τους τύπους επαγωγέων, η ροή του ρεύματος θα δημιουργήσει ένα μαγνητικό πεδίο καθώς και η διακύμανση εντός του μαγνητικού πεδίου θα έχει ως αποτέλεσμα τη ροή ενός αντίθετου ρεύματος.
- Αλλάζουν την ενέργεια από ηλεκτρική μορφή σε μαγνητική και αποθηκεύουν αυτή τη μετατρεπόμενη ενέργεια μέσα τους.
Επιτρέπουν σε συνεχή ρεύματα αλλά όχι σε εναλλασσόμενα ρεύματα να ρέουν διαμέσου τους στις μέγιστες συχνότητες. - Έχουν συντελεστές υψηλής ποιότητας, ελάχιστο αδέσποτο πεδίο, υψηλή επαγωγή και απόδοση σε θερμοκρασία.
Απώλειες
Οι επαγωγείς πυρήνα φερρίτη παρουσιάζουν απώλειες όπως δινορρευμα και υστέρηση. Αυτοί οι επαγωγείς εξαρτώνται κυρίως από τα επίπεδα συχνότητας. Σε αυτόν τον τύπο επαγωγέα, οι απώλειες δινορευμάτων αυξάνονται εκθετικά ενώ οι απώλειες υστέρησης αυξάνονται γραμμικά με την αύξηση της ροής και της συχνότητας.
Από αυτές τις δύο απώλειες σε αυτόν τον επαγωγέα, η απώλεια υστέρησης είναι η κορυφαία, ωστόσο μέχρι ένα επίπεδο συχνότητας που εξαρτάται από την απόδοση του πυρήνα, πέρα από το οποίο η απώλεια δινορευμάτων είναι στην πλειονότητα.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα
ο πλεονεκτήματα των επαγωγέων πυρήνα φερρίτη περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Οι επαγωγείς πυρήνα φερρίτη μπορούν να λειτουργήσουν σε υψηλές και μεσαίες συχνότητες.
- Αυτός ο επαγωγέας έχει λιγότερες απώλειες δινορευμάτων.
- Αυτοί οι επαγωγείς παίζουν σημαντικό ρόλο στον έλεγχο διαφορετικών παραμέτρων όπως η απώλεια υστέρησης και ο συντελεστής θερμοκρασίας με τη ρύθμιση του διακένου αέρα.
- Παρέχουν πλήρη έλεγχο.
- Έχει τη μέγιστη τιμή αυτεπαγωγής.
- Αυτός ο επαγωγέας παρέχει μια κατάλληλη τιμή επαγωγής ακόμη και για υψηλότερες τιμές.
- Έχει μέγιστη διαπερατότητα με λιγότερες απώλειες.
- Ο παράγοντας Q μπορεί να ρυθμιστεί σε μια απαραίτητη ζώνη συχνοτήτων.
Μειονεκτήματα
ο μειονεκτήματα των επαγωγέων πυρήνα φερρίτη περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Σε επαγωγείς πυρήνα φερρίτη, η απώλεια θα αυξηθεί σε υψηλότερες συχνότητες.
- Αυτοί οι επαγωγείς έχουν περίπλοκη απομόνωση.
- Έχουν πιο δινορρεύμα και επίσης αρμονικό ρεύμα.
Εφαρμογές Πηνίου Πυρήνα Φερρίτη
ο εφαρμογές πηνίων πυρήνα φερρίτη περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Οι επαγωγείς πυρήνα φερρίτη χρησιμοποιούνται κυρίως σε διαφορετικές εφαρμογές ηλεκτρικών κυκλωμάτων όπως ευρυζωνική σύνδεση, μετατροπή ισχύος και καταστολή παρεμβολών.
- Αυτοί οι επαγωγείς χρησιμοποιούνται σε πηνία που ενεργοποιούνται μεταξύ μιας περιοχής συχνοτήτων AF έως 100 MHZ.
- Αυτά ισχύουν σε μετασχηματιστές ισχύος που λειτουργούν από 1 έως 200 kHz περιοχή χαμηλής συχνότητας.
- Αυτά χρησιμοποιούνται σε υψηλές και μεσαίες συχνότητες.
- Αυτοί οι επαγωγείς χρησιμοποιούνται σε κυκλώματα μεταγωγής, Φίλτρα Pi , καθώς και εντός της κεραίας ράβδου φερρίτη που έχει σχεδιαστεί κυρίως για δέκτες MW (μεσαίου κύματος).
- Αυτά χρησιμοποιούνται στο παροχή ηλεκτρικού ρεύματος ή εξαρτήματα κλιματισμού ισχύος.
Έτσι, αυτό είναι μια επισκόπηση του επαγωγέα πυρήνα φερρίτη που είναι ένας επαγωγέας σταθερής τιμής. Αυτός ο επαγωγέας έχει έναν πυρήνα φερρίτη τοποθετημένο μέσα στο πηνίο. Άλλοι επαγωγείς όπως ο πυρήνας αέρα και ο πυρήνας σιδήρου έχουν μικρότερη τιμή επαγωγής, περισσότερες απώλειες και περιορισμένη λειτουργία συχνότητας. Έτσι, χρησιμοποιώντας επαγωγείς πυρήνα φερρίτη, αυτά τα προβλήματα μπορούν να αντιμετωπιστούν. Αυτός ο επαγωγέας λοιπόν είναι η σωστή επιλογή για διαφορετικές ηλεκτρικές απαιτήσεις. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποια είναι η λειτουργία ενός επαγωγέα;
