چوک حالت معمولی چند دور دارد

1. مقدمه

یک خفه کننده حالت مشترک (CMC) یک جزء غیرفعال ضروری در الکترونیک مدرن است که در درجه اول برای سرکوب تداخل الکترومغناطیسی (EMI) خدمت می کند. این نوعی سلف است که دو یا چند سیم پیچ روی یک هسته مغناطیسی پیچیده شده است. هدف اساسی آن تضعیف استنویز حالت رایج-سیگنال‌های فرکانس بالا- ناخواسته که به صورت فاز در هر دو هادی یک جفت (مانند خطوط برق یا سیگنال) نسبت به زمین ظاهر می‌شوند. با ارائه یک امپدانس بالا به این جریان‌های حالت رایج در حالی که اجازه می‌دهد سیگنال‌های حالت دیفرانسیل مورد نظر (جایی که جریان‌ها در جهت مخالف جریان می‌یابند) با حداقل تلفات عبور کنند، CMC‌ها برای اطمینان از سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) در منابع تغذیه، خطوط داده و درایوهای موتور حیاتی هستند.

یک سوال متداول از مهندسان و علاقه مندان این است: "چند دور دارد؟" این مقاله روشن خواهد کرد که بر خلاف خواص اساسی الکتریکی،تعداد دقیق چرخش ها یک مشخصات استاندارد یا معمول منتشر شده نیستبرای خفه کردن-قفسه-. در عوض، این یک متغیر طراحی کلیدی است که برای دستیابی به اهداف عملکردی خاص مانند اندوکتانس، امپدانس و رتبه‌بندی جریان تعیین می‌شود.

2. نقش چرخش در عملیات خفه کردن حالت مشترک

برای درک اهمیت تعداد نوبت، ابتدا باید اصل اصلی عملیات CMC را درک کنید.

• حالت مشترک در مقابل حالت دیفرانسیل: در یک CMC معمولی دو-سیم پیچ، سیم‌پیچ‌ها به گونه‌ای پیچیده می‌شوند که میدان‌های مغناطیسی ایجاد شده توسط جریان‌های حالت دیفرانسیل (عملکرد عادی) یکدیگر را خنثی کنند. بنابراین، هسته اشباع نمی شود و چوک اندوکتانس بسیار کمی را به این سیگنال ها ارائه می دهد. در مقابل، جریان های نویز حالت مشترک در یک جهت از هر دو سیم پیچ جریان می یابد. میدان‌های مغناطیسی آن‌ها در هسته جمع می‌شوند و امپدانس بالایی ایجاد می‌کنند که این جریان‌های فرکانس بالا{4}}ناخواسته را کاهش می‌دهد.
• رابطه مستقیم با اندوکتانس: اندوکتانس حالت مشترک (LCMLCM) یک چوک اساساً توسط خواص مغناطیسی هسته و تعداد چرخش (NN) در هر سیم پیچ کنترل می شود. برای یک هندسه و ماده هسته معین، اندوکتانس تقریباً با مجذور تعداد چرخش ها (L∝N2L∝N2) متناسب است. بنابراین،افزایش تعداد چرخش ها به طور چشمگیری باعث افزایش اندوکتانس و در نتیجه امپدانس در یک فرکانس معین می شود..

3. تعداد نوبت: یک متغیر طراحی، نه یک مشخصات ثابت

سازندگان چوک های حالت معمولی استاندارد تقریباً هرگز تعداد دقیق چرخش ها را در دیتاشیت خود منتشر نمی کنند. در عوض، آنها پارامترهای الکتریکی کلیدی را که یک طراح مدار به آن نیاز دارد، مشخص می‌کنند، همانطور که در جدول زیر که از داده‌های مؤلفه واقعی گردآوری شده است نشان داده شده است.

جدول: مشخصات منتشر شده معمولی چوک های حالت معمول (به جای تعداد گردش)

تعداد نوبت استوسایل داخلیکه توسط سازنده به این مشخصات منتشر شده دست می یابد. برای یک مهندس که یک چوک سفارشی برای یک برنامه خاص می سازد (به عنوان مثال، در یک نمونه اولیه یا برای یک محصول با حجم بسیار بالا)، محاسبه چرخش ها ضروری است.

4. تعیین نوبت: ملاحظات کلیدی طراحی و{1}}تعوض

طراحی یک CMC مستلزم ایجاد تعادل در چندین مورد، اغلب متناقض است. تعداد نوبت‌ها در مرکز این معاملات- قرار دارد.

• انتخاب هسته: انتخاب ماده هسته (به عنوان مثال، فریت منگنز-فریت روی، فریت Ni-روی) و شکل (حلقه‌ای، هسته E-، مهره) خط پایه را تعیین می‌کند. سطح مقطع مغناطیسی موثر هسته (AeAe) و طول مسیر مغناطیسی موثر آن (lele) پارامترهای بسیار مهمی هستند. یک هسته با نفوذپذیری بالاتر (μμ) به چرخش های کمتری برای رسیدن به اندوکتانس یکسان نیاز دارد.
• اندوکتانس و امپدانس هدف: با استفاده از هستهضریب القایی (ALAL)-یک پارامتر ارائه شده توسط سازنده هسته-تعداد چرخش های لازم برای یک اندوکتانس هدف N=L/ALN=L/AL​​ محاسبه می‌شود. برای مثال، یک مقاله دانشگاهی که یک چوک یکپارچه سفارشی را توصیف می‌کند، از یک هسته فریت-منگنز-روی با نفوذپذیری بالا با10 دور در هر سیم پیچبرای دستیابی به اندوکتانس حالت مشترک 690 µH.
• گیج سیم و کنترل جریان: پیچ ها باید با سیمی به اندازه کافی ضخیم شوند که جریان نامی را بدون گرم کردن بیش از حد حمل کند. درجه جریان بالاتر نیاز به سیم ضخیم تری دارد (تعداد AWG کمتر) که فضای بیشتری را اشغال می کند. برای یک ناحیه پنجره اصلی مشخص،استفاده از سیم ضخیم تر باعث کاهش حداکثر تعداد دورهای ممکن می شود. راهنمای یک چوک RF ساخته شده در خانه استفاده از آن را پیشنهاد می کند28 دور سیم AWG بدون. 30در فرم 0.5 اینچی
• فرکانس عملیات: چوک باید در فرکانس نویز موثر باشد. چرخش بیشتر باعث افزایش اندوکتانس می شود که میرایی فرکانس پایین-را بهبود می بخشد. با این حال، سیم پیچ بیش از حد می تواند ظرفیت انگلی بین پیچ ها ایجاد کند و یک فرکانس تشدید خود{3} (SRF) ایجاد کند. در بالای SRF، چوک به عنوان یک سلف عمل نمی کند و کارایی خود را از دست می دهد. بنابراین، طراحی باید چرخش ها را برای فشار دادن SRF به بالای باند فرکانس نویز هدف بهینه کند.

5. بینش عملی و نمونه های صنعت

در عمل، تعداد چرخش برای چوک های حالت معمولی در لوازم الکترونیکی مصرفی و صنعتی می تواند بر اساس کاربرد بسیار متفاوت باشد:

• فیلترهای خط برق (50/60 هرتز): اغلب از چوک‌هایی با ده‌ها تا بیش از صد چرخش در هسته‌های فریت بزرگ برای ایجاد امپدانس بالا در محدوده کیلوهرتز تا پایین مگاهرتز برای صدای منبع تغذیه حالت سوئیچ استفاده کنید.
• فیلترهای خط سیگنال (USB، اترنت): معمولاً از چرخش های کمتری (اغلب کمتر از 20) در هسته ها یا مهره های کوچکتر استفاده کنید، که برای امپدانس ده ها تا صدها اهم در محدوده مگاهرتز بالا بهینه شده است.
• خودرو و{0}}قابلیت اطمینان بالا: مؤلفه‌ها با رتبه‌بندی‌های دقیقی مانند AEC-Q200 مشخص شده‌اند. چرخش‌های آن‌ها برای برآوردن مشخصات عملکرد در یک محدوده دمایی گسترده (-40 درجه تا +125 درجه یا بالاتر) طراحی شده‌اند و در عین حال خطرات اشباع هسته را از جریان‌های گذرا با جریان بالا مدیریت می‌کنند.

6. نتیجه گیری

برای پاسخ قاطع به این سوال که "چوک حالت معمولی چند دور دارد؟":هیچ پاسخ واحدی وجود ندارد.تعداد چرخش‌ها یک پارامتر طراحی اساسی اما پنهان است که برای دستیابی به مجموعه‌ای از ویژگی‌های الکتریکی منتشر شده-در درجه اول امپدانس، اندوکتانس، رتبه‌بندی جریان و مقاومت DC طراحی شده است. در حالی که یک محدوده معمولی بسته به کاربرد ممکن است از کمتر از 10 تا بیش از 100 چرخش باشد، رقم دقیق نتیجه مبادله مهندسی دقیق- بین مواد اصلی، عملکرد مطلوب، اندازه فیزیکی و هزینه است. برای مهندسان، تمرکز بر امپدانس مشخص شده و رتبه‌بندی‌های جریان برای انتخاب جزء بسیار مهم‌تر از تعداد نوبت است. هنگامی که یک طراحی سفارشی مورد نیاز است، محاسبه نوبت به یک کار اصلی تبدیل می‌شود و مقدار ALAL هسته، اندازه سیم و هندسه سیم‌پیچ را متعادل می‌کند تا با چالش سرکوب EMI خاص روبرو شود.

برای اطلاعات بیشتر، لطفا با ما تماس بگیریدsales@xfullstar.com