Como Selecionar um Indutor de Modo Comum para Eletrônica de Potência

Criada: Fevereiro 5, 2021
Atualizada: Junho 25, 2023

Essas grandes bobinas nas unidades de fornecimento de energia fazem mais do que apenas aumentar ou diminuir a tensão/corrente dos valores da linha. O mesmo pode ser dito para unidades de fornecimento/gestão de energia que recebem energia de baterias ou outras fontes de CC. A filtragem EMI é apenas um aspecto de fornecer energia limpa aos componentes a jusante e prevenir problemas de integridade de sinal devido a EMI conduzida forte.

Quando você precisa colocar um filtro EMI nas linhas de fornecimento no seu sistema de energia, você pode usar um indutor de modo comum para suprimir EMI conduzida de modo comum no seu sistema. Indutores de modo comum têm outras utilidades além da filtragem de energia, pois também podem filtrar quaisquer correntes de modo comum induzidas por EMI irradiada. Apresentaremos algumas diretrizes para trabalhar com sistemas de energia, essas diretrizes podem ser aplicadas sempre que você precisar selecionar um indutor de modo comum para filtragem EMI.

Filtragem EMI com um Indutor de Modo Comum

Ao conectar um sistema de energia a linhas de CA, ruídos podem passar para o sistema como EMI conduzida e interferir no funcionamento adequado da eletrônica de potência e dos componentes aos quais esses sistemas fornecem energia. Indutores de modo comum aproveitam a indução magnética para cancelar o ruído de modo comum nas linhas de entrada de energia em um sistema de regulação, condicionamento ou conversão de energia. Existem algumas especificações básicas que devem ser verificadas em fichas técnicas ao procurar por um indutor de modo comum:

Resistência DC. As bobinas terão alguma resistência DC devido à espessura e comprimento do fio. Para aplicações em eletrônica de potência, isso deve ser o mais baixo possível para prevenir perda de energia e excesso de calor sendo dissipado nas bobinas.

Classificações de tensão e corrente. Essas classificações elétricas não devem ser excedidas na sua aplicação específica. Note que a classificação de corrente tende a escalar com a resistência DC, pois bobinas mais grossas podem lidar com maior corrente sem ficarem muito quentes.

Atenuação de modo comum. Isso indica como o modo comum é atenuado em diferentes frequências. Note que um indutor de modo comum ideal terá um espectro de atenuação linear; isso não ocorre com indutores reais. A capacitância parasita da enrolação do indutor criará um pico de ressonância no espectro de atenuação.

Capacitância de enrolação. Alguns indutores de modo comum especificarão esse valor, mas você nem sempre encontrará isso em fichas técnicas. Uma capacitância de enrolação menor é desejável para designs de alta velocidade, pois você quer prevenir que ruídos de correntes de retorno próximas acoplem modo comum na saída do indutor.

Classificações de ESD. Quando esses indutores são usados em sistemas de alta tensão, então classificações de ESD tornam-se importantes para a segurança. Também ajuda verificar a conformidade com padrões (padrões UL e IEC são comuns para produtos de alta tensão/telecom/industriais).

Indutores de Modo Comum para Sistemas de Alta Potência

Indutores para sistemas de alta tensão/corrente são normalmente embalados da mesma forma que grandes indutores, e funcionam exatamente como filtros passa-baixa. Os pontos mencionados acima também se aplicam a indutores de modo diferencial, e a indutores integrados em ICs. Esses indutores frequentemente vêm em arranjos e são projetados para aplicações de alta largura de banda como câmeras de alta velocidade (por exemplo, HDMI ou MIPI), LVDS, ou aplicações similares que requerem filtragem na borda da banda.

Para sistemas de alta potência, você não encontrará esses tipos de embalagens; indutores de modo comum para aplicações de alta potência são feitos de grandes ferrites ou materiais ferromagnéticos com grandes bobinas de cobre. Aqui estão algumas opções de indutores de modo comum que você encontrará no mercado:

Schaffner, RB6122-50-0M3

O indutor de modo comum RB6122-50-0M3 da Schaffner é ideal para sistemas de energia AC de alta tensão (classificado até 600 V AC) ou sistemas de energia DC de alta tensão (classificado até 1000 V DC), como instalações fotovoltaicas ou bancos de baterias. O design de bobina aberta permite resfriamento por convecção ao longo das bobinas e garante uma capacitância de enrolamento relativamente baixa. Essas bobinas são classificadas até 50 A a 60 °C em até 400 Hz de frequência de operação. O design aberto e a baixa capacitância de enrolamento colocam a ressonância de atenuação para essas bobinas em ~500 kHz. Algumas curvas de ressonância típicas para componentes das séries RB6XXX e RB5XXX são mostradas abaixo.

Curvas de ressonância de atenuação para outros indutores de modo comum da Schaffner. Do datasheet do RB6122-50-0M3.

Bourns, 7105

Este indutor de modo comum de 4.25 mH da Bourns é classificado para até 1 A de corrente DC com 3750 RMS de força dielétrica AC. Este componente é excelente para filtragem de entrada com conversores de energia de alta tensão. Outros indutores da série 71XX da Bourns fornecem até 50 mH de indutância (7121, 2 A de corrente máx.), ou até 10 A de corrente máx. (7124, 3 mH de indutância). Esses indutores de modo comum de montagem através de furo têm um perfil baixo com até 1 pol. por 1 pol. de seção transversal quando montados em uma PCB.

Schurter, DLFL-0147-25D2

O indutor de modo comum DLFL-0147-25D2 da Schurter é um indutor de modo comum toroidal de pó de ferro com tensão nominal de até 440 V AC @ 50 Hz. A classificação máxima de corrente (45 A a 25 °C) tem um desclassificação sensível conforme mostrado abaixo e não deve ser usado em temperaturas excessivamente altas. Apesar da desclassificação sensível, ele fornece 2 kV de tensão de isolamento eficaz e está em conformidade com a Categoria Climática IEC 60068-1 25/100/21. Este componente funciona melhor quando montado o mais próximo possível da fonte de qualquer EMI conduzida em um circuito, embora ainda possa ser usado para filtragem de linha em corrente moderada.

Curva de desclassificação para o indutor de modo comum DLFL-0147-25D2 da Schurter. Do datasheet do DLFL-0147-25D2.

Outros Componentes para Gerenciamento de Energia

Mesmo após selecionar componentes de indutores de modo comum e outros filtros para o seu sistema, provavelmente você precisará de uma variedade de componentes para gerenciar a distribuição de energia na sua fonte de alimentação. Aqui estão alguns outros componentes comuns necessários para sistemas de alta tensão/corrente:

Amplificadores e controladores de detecção de corrente

Há muitos componentes que você pode usar para construir um filtro passa-baixa para fontes de alimentação e sistemas de gerenciamento de energia, e as bobinas de indutor de modo comum são uma opção para filtragem de EMI. Quando você precisar desses ou de outros componentes para o seu próximo sistema, use os recursos avançados de busca e filtragem no Octopart quando precisar de uma solução completa para aquisição de eletrônicos. Confira nossa página de circuitos integrados de gerenciamento de energia para encontrar alguns outros componentes que você precisará para eletrônica de potência.

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