Cách Chọn Một Cuộn Cảm Chế Độ Chung cho Điện Tử Công Suất

Created: Tháng Hai 5, 2021
Updated: Tháng Sáu 25, 2023

Những cuộn cảm lớn trong các đơn vị cung cấp điện không chỉ tăng hoặc giảm điện áp/dòng điện từ các giá trị đường dây. Điều tương tự cũng có thể nói về các đơn vị cung cấp/quản lý điện lấy điện từ pin hoặc các nguồn DC khác. Lọc EMI chỉ là một khía cạnh của việc cung cấp điện sạch cho các thành phần hạ lưu và ngăn chặn các vấn đề về tính toàn vẹn tín hiệu do EMI dẫn mạnh.

Khi bạn cần đặt một bộ lọc EMI trên các đường dây cung cấp trong hệ thống điện của mình, bạn có thể sử dụng một cuộn cảm chế độ chung để ngăn chặn EMI dẫn chế độ chung vào hệ thống của bạn. Cuộn cảm chế độ chung có những ứng dụng khác ngoài việc lọc điện vì chúng cũng có thể lọc bất kỳ dòng điện chế độ chung nào được gây ra bởi EMI bức xạ. Chúng tôi sẽ trình bày một số hướng dẫn khi làm việc với hệ thống điện, những hướng dẫn này có thể áp dụng bất cứ khi nào bạn cần chọn một cuộn cảm chế độ chung cho việc lọc EMI.

Lọc EMI với Cuộn Cảm Chế Độ Chung

Khi kết nối một hệ thống điện với đường dây AC, tiếng ồn có thể truyền vào hệ thống dưới dạng EMI dẫn và can thiệp vào chức năng hoạt động đúng của điện tử công suất và các thành phần mà hệ thống này cung cấp điện. Cuộn cảm chế độ chung tận dụng sự cảm ứng từ để hủy bỏ tiếng ồn chế độ chung trên các đường dây điện vào trong một hệ thống điều chỉnh, điều kiện hoặc chuyển đổi điện. Có một số thông số cơ bản cần được kiểm tra trong bảng dữ liệu khi tìm kiếm một cuộn cảm chế độ chung:

Điện trở DC. Các cuộn dây sẽ có một số điện trở DC do độ dày và chiều dài của dây. Đối với các ứng dụng điện tử công suất, điều này nên được giữ ở mức thấp nhất có thể để ngăn chặn mất điện và nhiệt dư thừa được phát tán trong các cuộn dây.

Đánh giá điện áp và dòng điện. Các đánh giá điện này không nên vượt quá trong ứng dụng cụ thể của bạn. Lưu ý rằng đánh giá dòng điện có xu hướng tăng lên với điện trở DC vì các cuộn dây dày hơn có thể xử lý dòng điện lớn hơn mà không quá nóng.

Suy giảm chế độ chung. Điều này cho bạn biết chế độ chung được suy giảm ở các tần số khác nhau như thế nào. Lưu ý rằng một cuộn cảm chế độ chung lý tưởng sẽ có một phổ suy giảm tuyến tính; điều này không phải lúc nào cũng đúng với các cuộn cảm thực tế. Dung kháng cuộn dây nhiễm sắc của cuộn cảm sẽ tạo ra một đỉnh cộng hưởng trong phổ suy giảm.

Dung kháng cuộn dây. Một số cuộn cảm chế độ chung sẽ chỉ ra giá trị này, nhưng bạn không luôn tìm thấy điều này trong bảng dữ liệu. Một dung kháng cuộn dây nhỏ là mong muốn cho các thiết kế tốc độ cao vì bạn muốn ngăn chặn tiếng ồn của dòng điện trở lại gần đó từ việc ghép nối chế độ chung lên đầu ra của cuộn cảm.

Đánh giá ESD. Khi những cuộn cảm này được sử dụng trong các hệ thống điện áp cao, thì đánh giá ESD trở nên quan trọng cho an toàn. Nó cũng giúp kiểm tra sự tuân thủ tiêu chuẩn (các tiêu chuẩn UL và IEC là phổ biến cho các sản phẩm điện áp cao/viễn thông/công nghiệp).

Cuộn Cảm Chế Độ Chung cho Hệ Thống Công Suất Cao

Các cuộn cảm dùng cho hệ thống điện áp/ca dòng lớn thường được đóng gói giống như các cuộn cảm lớn và chúng hoạt động giống như bộ lọc thông thấp. Những điểm được đề cập ở trên cũng áp dụng cho cuộn cảm chế độ sai khác và cuộn cảm tích hợp trong IC. Những cuộn cảm này thường được sắp xếp thành mảng và được thiết kế cho các ứng dụng băng thông cao như camera tốc độ cao (ví dụ, HDMI hoặc MIPI), LVDS, hoặc các ứng dụng tương tự cần lọc tại cạnh băng tần. Đối với hệ thống công suất cao, bạn sẽ không tìm thấy các loại gói này; cuộn cảm chế độ chung cho các ứng dụng công suất cao được làm từ ferrit lớn hoặc vật liệu ferromagnetic với cuộn dây đồng lớn. Dưới đây là một số ví dụ về lựa chọn cuộn cảm chế độ chung bạn sẽ tìm thấy trên thị trường: Schaffner, RB6122-50-0M3 Cuộn cảm chế độ chung RB6122-50-0M3 từ Schaffner lý tưởng cho hệ thống điện AC điện áp cao (được đánh giá lên đến 600 V AC) hoặc hệ thống điện DC điện áp cao (được đánh giá lên đến 1000 V DC), như các cài đặt quang điện hoặc ngân hàng pin. Thiết kế cuộn dây mở cho phép làm mát đối lưu dọc theo các cuộn dây và đảm bảo dung lượng quấn dây tương đối thấp. Các cuộn dây này được đánh giá lên đến 50 A tại 60 °C với tần số hoạt động lên đến 400 Hz. Thiết kế mở và dung lượng quấn dây thấp đặt cộng hưởng giảm tín hiệu cho các cuộn dây này ở khoảng 500 kHz. Một số đường cong cộng hưởng điển hình cho các thành phần loạt RB6XXX và RB5XXX được hiển thị bên dưới. Đường cong cộng hưởng giảm tín hiệu cho các cuộn cảm chế độ chung khác từ Schaffner. Từ bảng dữ liệu RB6122-50-0M3. Bourns, 7105 Cuộn cảm chế độ chung 4.25 mH từ Bourns được đánh giá cho dòng DC lên đến 1 A với sức mạnh điện môi AC RMS 3750. Thành phần này tuyệt vời cho việc lọc đầu vào với bộ chuyển đổi điện áp cao. Các cuộn cảm khác trong loạt 71XX từ Bourns cung cấp độ tự cảm lên đến 50 mH (7121, dòng tối đa 2 A), hoặc lên đến 10 A dòng tối đa (7124, độ tự cảm 3 mH). Những cuộn cảm chế độ chung gắn qua lỗ này có hồ sơ thấp với kích thước lên đến 1 inch x 1 inch khi gắn trên PCB. Schurter, DLFL-0147-25D2 Cuộn cảm chế độ chung DLFL-0147-25D2 từ Schurter là cuộn cảm chế độ chung toroidal bột sắt với điện áp định mức lên đến 440 V AC @ 50 Hz. Mức định mức dòng tối đa (45 A tại 25 °C) có sự giảm dần nhạy cảm như được hiển thị bên dưới và không nên được sử dụng ở nhiệt độ quá cao. Mặc dù có sự giảm dần nhạy cảm, nó cung cấp điện áp cách ly hiệu quả 2 kV và tuân thủ với Danh mục Khí hậu IEC 60068-1 25/100/21. Thành phần này hoạt động tốt nhất khi được gắn gần nguồn của bất kỳ EMI dẫn vào mạch nào, mặc dù nó vẫn có thể được sử dụng cho việc lọc dòng ở dòng trung bình.

Đường cong giảm tải cho cuộn cảm chế độ chung DLFL-0147-25D2 từ Schurter. Từ bảng dữ liệu DLFL-0147-25D2.

Các thành phần khác cho Quản lý Nguồn

Sau khi bạn chọn các thành phần cuộn cảm chế độ chung và các bộ lọc khác cho hệ thống của mình, bạn có thể sẽ cần một loạt các thành phần để quản lý phân phối nguồn trong nguồn cung cấp của mình. Dưới đây là một số thành phần phổ biến khác cần thiết cho các hệ thống điện áp/dòng cao:

Khuếch đại và điều khiển cảm biến dòng

Có rất nhiều thành phần bạn có thể sử dụng để xây dựng bộ lọc thông thấp cho nguồn cung cấp và hệ thống quản lý nguồn, và cuộn cảm chế độ chung là một lựa chọn cho lọc EMI. Khi bạn cần những thành phần này hoặc các thành phần khác cho hệ thống tiếp theo của mình, sử dụng các tính năng tìm kiếm và lọc nâng cao trên Octopart khi bạn cần một giải pháp hoàn chỉnh cho việc cung cấp điện tử. Hãy xem trang mạch tích hợp quản lý nguồn của chúng tôi để tìm một số thành phần khác bạn sẽ cần cho điện tử công suất.

Hãy cập nhật với các bài viết mới nhất của chúng tôi bằng cách đăng ký nhận bản tin của chúng tôi.