Magnetische Ringinduktoren gehören zu den häufigsten Induktoren und können in zwei Kategorien unterteilt werden: Gleichtaktinduktoren und Differenzialinduktoren. In diesem Dokument werden magnetische Ringinduktoren mit Gleichtaktinduktoren vorgestellt.
Gleichtaktinduktoren, auch Gleichtaktdrosselspulen genannt. Sie bestehen normalerweise aus zwei Spulen mit gleichem Drahtdurchmesser und gleicher Windungszahl, die gleichmäßig und symmetrisch um denselben Ringkern gewickelt sind. Gleichtaktinduktoren haben eine starke Unterdrückungswirkung auf Gleichtaktsignale, aber fast keine Wirkung auf Differenzialsignale.
Funktionsprinzip:
Wenn das Gleichtaktsignal (Störsignal) durch die Induktivität läuft, überlagern sich die magnetischen Flüsse im Magnetring, sodass eine größere Induktivität vorhanden ist und das Gleichtaktsignal wirksam unterdrückt wird. Wenn das Gegentaktsignal (das erforderliche Signal) durch die Spule fließt, heben sich die magnetischen Flüsse im Magnetring gegenseitig auf und es gibt fast keine Induktivität, sodass das Gegentaktsignal ohne Dämpfung passieren kann.
Derzeit ist Mangan-Zink das am häufigsten verwendete Material für den Magnetring der Gleichtaktinduktivität. Die Permeabilität beträgt 5 K, 7 K, 10 K, 12 K, 15 K usw. Je höher die entsprechende Permeabilität ist, desto größer ist die Induktivität bei gleicher Windungszahl. Allerdings ist die Stabilität relativ schlecht und die Induktivität ändert sich bei hohen Temperaturen stark. Derzeit ist die Permeabilität bei in China hergestellten Ringen mit hoher Permeabilität mit 5 K, 7 K und 10 K relativ stabil.
Neben Mangan-Zink mit hoher Leitfähigkeit werden immer mehr nanokristalline und amorphe Gleichtaktinduktoren verwendet. Ihre Permeabilität liegt im Allgemeinen über 10 K, einige erreichen bis zu 20 bis 30 K, und ihre Leistung ist stabil. Die Herstellung von Gleichtaktinduktoren bietet einzigartige Vorteile. Bei gleicher Induktivität kann die Verwendung nanokristalliner und amorpher Magnetringe die Anzahl der Wicklungen verringern, die Menge des Lackdrahts reduzieren und die Kosten für das manuelle Wickeln senken.
Sehr wenige Gleichtaktinduktoren, die ebenfalls aus Nickel-Zink bestehen, weisen eine Permeabilität von weniger als 1500 auf. Gleichtaktinduktoren aus Nickel und Zink weisen eine sehr kleine Induktivität auf, können jedoch bei relativ hohen Frequenzen (über 100 MHz) arbeiten und ihre Permeabilität bleibt relativ stabil, was der Hochfrequenzfilterung förderlich ist.
Beim Wickeln von Gleichtaktinduktoren sollten die Prozessanforderungen der Spule beachtet werden. Beispielsweise sollte darauf geachtet werden, dass sich der auf den Spulenkern gewickelte Lackdraht nicht gegenseitig zerkratzt und den Magnetring beschädigt, Kurzschlüsse zwischen den Windungen und eine schlechte Spannungsbeständigkeit vermieden werden, und bei Produkten mit relativ langen Drähten kann eine binäre Wicklung verwendet werden; die Spule sollte so weit wie möglich um eine einzelne Schicht gewickelt werden, um die parasitäre Kapazität zu verringern und die Beständigkeit gegen vorübergehende Überspannungen zu verbessern. Mehrschichtige Spulenprodukte können in Isolieröl getaucht werden, um die Isolationskapazität zu erhöhen ...
Neben Gleichtaktinduktoren mit zwei getrennten Spulen sieht man häufig auch doppelte und gewickelte Gleichtaktinduktoren. Das Prinzip ist ähnlich, aber es kann gleichzeitig ein hohes Gleichtaktrauschsignal und ein niedriges Gegentaktrauschsignal unterdrücken und so die Interferenz eines niedrigen Gegentaktrauschsignals in Hochgeschwindigkeitssignalen vermeiden.
Bei der Auswahl einer Gleichtaktinduktivität ist der wichtigste zu berücksichtigende elektrische Parameter die Gleichtaktimpedanz, die der Gleichtaktimpedanz der Betriebsfrequenz entspricht. Je größer, desto besser. Gleichzeitig ist auch die Impedanzfrequenzkurve ein wichtiger Parameterindex, und der Impedanzdämpfung bei hohen Frequenzen sollte besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden.
Bei einigen Hochgeschwindigkeitssignalanwendungen muss auch die Auswirkung der Differenzialimpedanz auf das Signal berücksichtigt werden. In der Praxis ist es jedoch für Hersteller bei geringen Anforderungen nicht praktisch, die Gleichtaktimpedanz und die Differenzialimpedanz zu messen. Stattdessen werden häufig Induktivität und induktiver Ausgleichswert als alternative Parametermessungen verwendet.
Insgesamt weisen Magnetring-Gleichtaktinduktoren eine gute strukturelle Flexibilität, eine starke Wärmeableitungsfähigkeit bei Überstrom, eine hervorragende Leistung bei der Unterdrückung von Gleichtaktsignalen und einen hohen Wirkungsgrad auf und sind konkurrenzlos. Die Nachteile sind, dass die Öffnung des Magnetrings klein ist, dass es bei manchen Produkten schwierig ist, den Ring zu passieren, dass eine manuelle Wicklung erforderlich ist, dass die Verarbeitungskosten hoch sind und der Wirkungsgrad niedrig ist, was einige ihrer Anwendungen einschränkt.