Induktorer brukes til konvertering av elektrisk energi i nesten hver kraftelektronikkkrets. Dette er aktive energilagringsenheter som brukes til å gi lagret energi mellom ulike driftsmoduser i en krets. I tillegg kan de også fungere som filtre, spesielt for svitsjede strømbølgeformer og gir også transient strømbegrensning innenfor snubbersvitsjer. Induktorer er klassifisert i forskjellige typer avhengig av de spesifikke materialene og konstruksjonsmetodene der hver type induktor har noen fordeler. Så denne artikkelen diskuterer en av typene induktorer som jernkjerne induktor – jobbe med applikasjoner.

Hva er Iron Core Inductor?

Induktoren med fast verdi der en jernkjerne brukes i spolen for å øke induktansverdien til en induktor er kjent som en jernkjerneinduktor. Disse induktorene har en veldig lav induktans verdi og jernkjernen til denne induktoren har veldig unike magnetiske egenskaper som styrker magnetfeltet. De jernkjerne induktorsymbol er vist nedenfor.

Iron Core Inductor Symbol

Iron Core Inductor Construction

Jernkjerneinduktoren er designet med et ledende materiale spolelignende isolert kobbertråd ved å vikle rundt en jernkjerne. Dette ledende materialet hjelper ganske enkelt med å forsterke magnetfeltet til induktoren ved å gjøre induktoren bedre til å lagre magnetisk energi sammenlignet med en luftkjerneinduktor med samme antall omdreininger.

I en konvensjonell utforming vil en jernkjerne wire rundt en geometrisk form som omslutter en spiralformet spole. Ledninger inkluderer ofte materialer som nikkel, nikkel-jernlegeringer, magnesium og kadmium. Disse ledningene brukes i størrelsesområder fra 0,014 til 0,56 mm, avhengig av applikasjonens strømnivåer og frekvensområde som dekkes av den induktive komponenten. Mengden av viklingssvinger bestemmer den elektriske induksjonen i ledningsledersystemet som produseres når spenning påføres over komponentviklingene.

En tradisjonell design av en magnetisk kjerneinduktor bruker en jernkjerne og ferrittmateriale som er pakket inn med magnetiske kretser for å gi ønsket induktans. En typisk jernkjernedesign består av en geometri der to eller flere parallelle sylindriske skillevegger mest sannsynlig er viklet på en dor og deretter belagt med en epoksyharpiks for å skape den nødvendige magnetiske barrieren rundt innsiden av de sylindriske mellomrommene. Denne langsgående viklingen er vanligvis forbundet for å danne en lukket sløyfe som tilsvarer lengden på kjernematerialet vårt pi.

Iron Core Inductor Construction

Arbeidsprinsipp

Arbeidsprinsippet til en jernkjerneinduktor er basert på egenskapen at magnetisk induksjon er proporsjonal med endringshastigheten til magnetisk fluks gjennom en krets. Så når en vekselstrøm føres gjennom en jernbasert en-omdreiningsspole prøver magnetfeltet av elektrisitet i spolen å skyve forbi aksen som resulterer i virvelstrømmene som dannes i metallet. Disse strømmene skaper et magnetfelt som virker mot primæren, noe som resulterer i en motsatt magnetisk polaritet og dermed kansellerer spenningen fra lekkasjer i ledninger. Jo flere svinger det er i en spole og dens motstand, desto kraftigere er denne kanselleringseffekten. Dette er grunnen til at høye mengder elektrisk kraft kan mates inn i jernkjerneledere uten skade.

I tillegg, når kjernen flyttes på innsiden og utsiden av trådspolen, kan den endre induktansen. Sammenlignet med luftkjerneinduktorer, er disse induktorene overlegne til å lagre magnetisk energi fordi jernmaterialet hjelper til med å forsterke magnetfeltet til en induktor.

Iron Core Inductor vs Air Core

Forskjellene mellom jernkjerne- og luftkjerneinduktorer inkluderer følgende.

Jernkjerneinduktor “kretskort produsentliste ”	Luftkjerneinduktor
Jernkjerneinduktorer bruker magnetiske kjerner av ferritt/jern.	Luftkjerneledere kan bruke keramikk, plast eller andre ikke-magnetiske materialer; ellers har de bare luft innenfor viklingene.
Disse induktorene har store induktansverdier.	Luftkjerneinduktorer har lave induktansverdier.
Disse induktorene er overlegne når det gjelder å lagre magnetisk energi.	Disse induktorene er ikke overlegne når det gjelder å lagre magnetisk energi.
Disse induktorene har normalt noe kjernetap.	Disse induktorene er svært effektive ved høye frekvenser, så de lider ikke av kjernetap.
Disse er store i størrelsen.	Disse er små i størrelsen.
Induktorene opererer på opptil flere hundre MHz (megahertz)	Induktorene opererer med opptil 1GHz frekvens.
Disse brukes ofte i lavfrekvente applikasjoner som lydenheter, strømforsyninger i industrier, invertersystemer, etc.	Disse brukes ofte i høyfrekvensbaserte applikasjoner som TV- og radiomottakere.

Iron Core Inductor Formel

I induktoren, hvis stangen som brukes er magnetisk som jern eller ferritt, vil det øke induktorens induktans. Tilsvarende, hvis stangen som brukes er ikke-magnetisk som kobber eller et annet materiale, vil det redusere induktorens induktans. Formelen for induktansberegning er;

L = µ0 µr N^2A/l

Hvor

'N' antall svinger.
'l' lengde.
'µ0' er permeabiliteten til ledig plass.
'µr' er relativ permeabilitet.
'µr' for jern er større enn 1 (>1)
'µr' for kobber er mindre enn 1 (<1)
'A' er et område av spolen.

Hvordan velge en jernkjerneinduktor?

Induktorer har forskjellige egenskaper og funksjoner basert på deres form, kjernemateriale eller bruk. Så man bør være klar over disse funksjonene og egenskapene for å velge riktig induktor for en spesifikk applikasjon. Derfor er det mange faktorer som må vurderes når du velger en jernkjerneinduktor, som ytelsen til en induktor, kravene til kretsen, RF-hensyn, størrelse og skjerming av en induktor, prosentandel av toleranse osv. Så faktorene som påvirker induktans bør tas i betraktning.

Påvirkende faktorer

I alle typer induktorer er det noen faktorer som påvirker induktansen til spolen som er omtalt nedenfor.

Antall omdreininger i spolen

Hvis antallet omdreininger i spolen er flere, vil størrelsen på induktansen være høyere.

Lengde på coil

Når spolelengden er lengre, vil størrelsen på induktansen være mindre.

Kjernemateriale

Hvis den magnetiske permeabiliteten til kjernematerialet er større, vil induktansen være større.

Fordeler og ulemper

De fordelene med jernkjerneinduktorer Inkluder følgende.

Disse induktorene har færre tap.
Dens størrelse og konstruksjon er enkel.
Denne typen induktor har en høy Q-faktor.
Disse induktorene har en stor induktansverdi.

De ulemper med jernkjerneinduksjon rs inkluderer følgende.

I disse induktorene øker tapet ved høye frekvenser.
Denne induktoren har komplisert isolasjon.
Disse induktorene har mer virvelstrøm og også harmonisk strømklassifisering.

Applikasjoner/bruk

Bruksområdene for jernkjerneinduktorer inkluderer følgende.

Disse induktorene brukes i filterkretser for å stabilisere krusningsspenningen.
Det er ekstremt nyttig innenfor AF-applikasjoner og industrielle strømforsyninger.
Disse kan brukes som AF-choke i lysstoffrør.
Disse brukes i invertersystemer.
Disse brukes i hurtigtransport og strømkondisjonering.

Dermed er dette en oversikt over en jernkjerne induktor – fungerer med søknader. Generelt inkluderer mange induktorer en magnetisk kjerne som er laget med jern eller ferritt arrangert i spolen. Effekten av jernkjernen i induktoren er å øke magnetfeltet og dermed induktansen. Induktansverdiene til disse induktorene er svært høye på grunn av deres jernkjerne. Så de kan håndtere maksimal effekt selv om de er begrenset innenfor høyfrekvent kapasitet. Disse brukes mest i lavfrekvente applikasjoner som lydutstyr. Her er et spørsmål til deg, hva er en luftkjerne induktor ?