Magnetische ringinductoren zijn een van de meest voorkomende inductoren, die kunnen worden onderverdeeld in twee categorieën: common mode inductoren en differentiële mode inductoren. Dit artikel introduceert magnetische ring common mode inductoren.
Common mode inductoren, ook bekend als common mode choke coils. Deze bestaan meestal uit twee spoelen met dezelfde draaddiameter en hetzelfde aantal windingen, gelijkmatig en symmetrisch gewikkeld in dezelfde ringkern. Common mode inductoren hebben een sterk onderdrukkend effect op common mode signalen, maar vrijwel geen effect op differentiële mode signalen.
Werkingsprincipe:
Wanneer het common-mode signaal (interferentiesignaal) door de inductor gaat, worden de magnetische fluxen in de magnetische ring op elkaar gesuperponeerd, waardoor er een grotere inductie ontstaat en het common-mode signaal effectief wordt geremd. Wanneer de spoel door het differentiële mode signaal (het vereiste signaal) stroomt, heffen de magnetische fluxen in de magnetische ring elkaar op en is er vrijwel geen inductie, zodat het differentiële mode signaal zonder verzwakking kan passeren.
Momenteel is het meest gebruikte materiaal voor de magnetische ring van de common mode inductor mangaan zink hoge geleidbaarheid, en de permeabiliteit is 5K, 7K, 10K, 12K, 15K enzovoort. Hoe hoger de corresponderende permeabiliteit, hoe groter de inductantie onder hetzelfde aantal windingen, maar de stabiliteit is relatief slecht, en de inductantie verandert sterk bij hoge temperatuur. Momenteel, in termen van ringen met hoge permeabiliteit geproduceerd in China, is de permeabiliteit relatief stabiel met 5K, 7K en 10K.
Naast mangaan zink hoge geleidbaarheid, worden common mode inductoren steeds meer nanokristallijn en amorf gebruikt. Hun permeabiliteit is over het algemeen boven 10K, sommige tot 20~30K, stabiele prestaties, de productie van common mode inductor heeft een zeer uniek voordeel. In het geval van dezelfde inductie, kan het gebruik van nanokristallijne en amorfe magnetische ring het aantal wikkelingen verminderen, de hoeveelheid geëmailleerde draad verminderen en de kosten van handmatig wikkelen verlagen.
Zeer weinig common mode-inductoren, die ook van nikkel-zink zijn gemaakt, hebben een permeabiliteit van minder dan 1500. Common mode-inductoren van nikkel en zink hebben een zeer kleine inductantie, maar ze kunnen werken bij relatief hoge frequenties (hoger dan 100 MHz) en hun permeabiliteit blijft relatief stabiel, wat bevorderlijk is voor hoogfrequente filtering.
Bij het wikkelen van common mode inductoren moet de spoel rekening houden met de procesvereisten. Bijvoorbeeld, de geëmailleerde draad die op de spoelkern is gewikkeld, moet voorzichtig zijn om elkaar niet te krassen en de magnetische ring niet te beschadigen, kortsluiting tussen windingen en slechte spanningsweerstand te voorkomen, en binaire wikkeling kan worden gebruikt voor producten met relatief lange draden; De spoel moet zoveel mogelijk om een enkele laag worden gewikkeld, de parasitaire capaciteit verminderen, de weerstand tegen transiënte overspanning verbeteren, meerlaagse spoelproducten kunnen worden ondergedompeld in isolatieolie om de isolatiecapaciteit te vergroten...
Naast common mode inductoren met twee aparte spoelen, zien we vaak dubbel en gewikkelde common mode inductoren. Het principe is vergelijkbaar, maar het kan tegelijkertijd een hoog common-mode ruissignaal en een laag differentieel mode ruissignaal onderdrukken, waardoor de interferentie van een laag differentieel mode ruissignaal in een hoogsnelheidssignaal wordt vermeden.
Bij het kiezen van een common mode inductor is de belangrijkste elektrische parameter om te overwegen de common mode impedantie, die overeenkomt met de common mode impedantie van de werkfrequentie, hoe groter hoe beter. Tegelijkertijd is de impedantiefrequentiecurve ook een belangrijke parameterindex, en moet er speciale aandacht worden besteed aan de impedantieverzwakking bij hoge frequenties.
Voor sommige toepassingen met hogesnelheidssignalen moet ook rekening worden gehouden met het effect van de differentiële modusimpedantie op het signaal. In de praktijk is het echter voor algemene fabrikanten niet handig om voor gelegenheden met lage vereisten de common mode-impedantie en de differentiële modusimpedantie te meten, en gebruiken ze vaak inductantie en inductieve balanswaarde als alternatieve parametermetingen.
Over het algemeen hebben magnetische ring common mode inductoren een goede structurele flexibiliteit, een sterk warmteafvoerend overstroomvermogen, uitstekende prestaties bij het onderdrukken van common mode signalen, een hoge efficiëntie en geen rivalen. De nadelen zijn dat de magnetische ringopening klein is, sommige producten moeilijk door de ring te laten gaan, de noodzaak van handmatige wikkeling, hoge verwerkingskosten, lage efficiëntie, wat sommige van de toepassingen beperkt.