Как выбрать дроссель общего режима для силовой электроники

Создано: 5 Февраля, 2021
Обновлено: 25 Июня, 2023

Те большие катушки в блоках питания выполняют не только функцию повышения или понижения напряжения/тока от линейных значений. То же можно сказать о блоках питания/управления, которые получают энергию от батарей или других источников постоянного тока. Фильтрация ЭМП - это лишь один из аспектов обеспечения чистого питания для компонентов ниже по течению и предотвращения проблем с целостностью сигнала из-за сильных проводимых ЭМП.

Когда вам нужно установить фильтр ЭМП на линии питания в вашей энергосистеме, вы можете использовать дроссель общего режима для подавления проводимых ЭМП общего режима в вашей системе. Дроссели общего режима имеют и другие применения, помимо фильтрации питания, поскольку они также могут фильтровать любые токи общего режима, индуцированные излучаемыми ЭМП. Мы представим некоторые рекомендации по работе с энергосистемами, эти рекомендации могут быть применены в любое время, когда вам нужно выбрать дроссель общего режима для фильтрации ЭМП.

Фильтрация ЭМП с помощью дросселя общего режима

При подключении энергосистемы к сетям переменного тока шум может проникать в систему в виде проводимых ЭМП и мешать нормальной работе силовой электроники и компонентов, к которым эти системы подают питание. Дроссели общего режима используют магнитную индукцию для компенсации шума общего режима на входных линиях питания в системе регулирования, кондиционирования или преобразования энергии. Есть некоторые основные характеристики, которые следует проверить в технических описаниях при поиске дросселя общего режима:

Сопротивление постоянному току. Катушки будут иметь некоторое сопротивление постоянному току из-за толщины и длины провода. Для приложений силовой электроники это значение должно быть как можно ниже, чтобы предотвратить потери мощности и избыточное тепловыделение в катушках.

Номинальные значения напряжения и тока. Эти электрические характеристики не должны превышаться в вашем конкретном приложении. Обратите внимание, что номинальный ток имеет тенденцию к увеличению с увеличением сопротивления постоянному току, поскольку более толстые катушки могут выдерживать больший ток без перегрева.

Подавление общего режима. Это показывает, как общий режим подавляется на разных частотах. Обратите внимание, что идеальный дроссель общего режима будет иметь линейный спектр ослабления; это не относится к реальным дросселям. Паразитная емкость обмотки дросселя создаст пик резонанса в спектре ослабления.

Емкость обмотки. Некоторые дроссели общего режима будут указывать это значение, но вы не всегда найдете его в технических описаниях. Меньшая емкость обмотки желательна для высокоскоростных конструкций, поскольку вы хотите предотвратить сопряжение шума близлежащих возвратных токов общего режима на выходе дросселя.

Рейтинги по ЭСР. Когда эти дроссели используются в системах высокого напряжения, то рейтинги по ЭСР становятся важными для безопасности. Также полезно проверить соответствие стандартам (стандарты UL и IEC являются общими для продуктов высокого напряжения/телекоммуникаций/промышленности).

Дроссели общего режима для систем высокой мощности

Дроссели для систем высокого напряжения/тока обычно упаковываются так же, как и большие индуктивности, и функционируют как фильтры нижних частот. Указанные выше моменты также относятся к дифференциальным дросселям и к дросселям, интегрированным в интегральные схемы. Эти дроссели часто поставляются массивами и предназначены для приложений с высокой пропускной способностью, таких как камеры высокой скорости (например, HDMI или MIPI), LVDS или аналогичные приложения, требующие фильтрации на краю полосы.

Для систем высокой мощности вы не найдете такие типы упаковок; дроссели общего режима для приложений высокой мощности изготавливаются из больших ферритов или ферромагнитных материалов с большими медными катушками. Вот некоторые примеры дросселей общего режима, которые вы найдете на рынке:

Schaffner, RB6122-50-0M3

Дроссель общего режима RB6122-50-0M3 от Schaffner идеально подходит для систем переменного тока высокого напряжения (рассчитан на напряжение до 600 В AC) или систем постоянного тока высокого напряжения (рассчитан на напряжение до 1000 В DC), таких как фотоэлектрические установки или батарейные блоки. Открытая конструкция катушки обеспечивает конвекционное охлаждение вдоль катушек и обеспечивает относительно низкую емкость намотки. Эти катушки рассчитаны на ток до 50 А при 60 °C при рабочей частоте до 400 Гц. Открытая конструкция и низкая емкость намотки обеспечивают резонансное затухание для этих катушек на уровне ~500 кГц. Ниже показаны некоторые типичные кривые резонанса для компонентов серий RB6XXX и RB5XXX.

Кривые резонансного затухания для других дросселей общего режима от Schaffner. Из технического описания RB6122-50-0M3.

Bourns, 7105

Этот дроссель общего режима на 4.25 мГн от Bourns рассчитан на ток до 1 А постоянного тока с диэлектрической прочностью 3750 В RMS переменного тока. Этот компонент отлично подходит для входной фильтрации в высоковольтных преобразователях мощности. Другие дроссели в серии 71XX от Bourns обеспечивают индуктивность до 50 мГн (7121, макс. ток 2 А) или до 10 А макс. тока (7124, индуктивность 3 мГн). Эти сквозные дроссели общего режима имеют низкий профиль с размером до 1 дюйма на 1 дюйм при монтаже на печатной плате.

Schurter, DLFL-0147-25D2

Дроссель общего режима DLFL-0147-25D2 от Schurter представляет собой тороидальный дроссель общего режима на железном порошке с номинальным напряжением до 440 В AC при 50 Гц. Максимальный ток (45 А при 25 °C) имеет чувствительное снижение, как показано ниже, и не должен использоваться при чрезмерно высоких температурах. Несмотря на чувствительное снижение, он обеспечивает эффективное изоляционное напряжение 2 кВ и соответствует климатической категории IEC 60068-1 25/100/21. Этот компонент лучше всего работает, когда монтируется как можно ближе к источнику любых проводимых ЭМП в цепи, хотя его также можно использовать для фильтрации линии при умеренном токе.

Кривая дерейтинга для общемодового дросселя DLFL-0147-25D2 от Schurter. Из технического описания DLFL-0147-25D2.

Другие компоненты для управления питанием

Даже после выбора компонентов общемодовых дросселей и других фильтров для вашей системы, скорее всего, вам понадобится ряд компонентов для управления распределением энергии в вашем источнике питания. Вот некоторые другие распространенные компоненты, необходимые для систем высокого напряжения/тока:

Усилители и контроллеры тока

Существует множество компонентов, которые можно использовать для создания фильтра нижних частот для источников питания и систем управления питанием, и общемодовые дроссели - один из вариантов для фильтрации ЭМП. Когда вам нужны эти или другие компоненты для вашей следующей системы, используйте расширенные функции поиска и фильтрации на Octopart, когда вам нужно полное решение для поиска электронных компонентов. Посмотрите нашу страницу с интегральными схемами управления питанием, чтобы найти другие компоненты, которые вам понадобятся для силовой электроники.

Оставайтесь в курсе наших последних статей, подписавшись на нашу рассылку.