Toroidní induktor: Konstrukce, práce, barevné kódy a jejich aplikace

Induktory jsou nejdůležitější komponenty v elektrické oblasti. Ve srovnání s jinými typy induktorů , toroidní induktor hraje klíčovou roli v různých průmyslových a komerčních zařízeních, protože tyto induktory jsou dobře známé díky svým specifickým úrovním proudové zatížitelnosti a indukčnost . V současnosti je tedy mnoho průmyslových odvětví závislých na toroidních induktorech, aby splnily mezinárodní standardy, které vyžadují minimální elektromagnetická pole při výrobě spotřebního zboží. V mnoha elektronických zařízeních se tyto induktory používají k omezení emisí magnetického pole, které může mít velmi vážné zdravotní účinky na spotřebitele. Takže k překonání těchto emisí musí výrobci elektroniky používat toroidní materiály prvotřídní kvality. Tento článek pojednává o přehledu a Toroidní induktor – práce s aplikacemi.

Co je toroidní induktor?

Izolovaná cívka navinutá na prstencovém magnetickém jádru, které je vyrobeno z různých materiálů, jako je ferit, práškové železo atd., je známá jako toroidní induktor. Tyto induktory mají větší indukčnost pro každou otáčku a mohou přenášet proud navíc ve srovnání se solenoidy se stejným materiálem a velikostí. Ty se tedy většinou používají tam, kde jsou nutné velké indukčnosti. Symbol toroidního induktoru je zobrazen níže. Existují různé typy toroidních induktorů, jako je standardní toroid, napájení SMD, vysokoteplotní, vázaný toroid, toroidní induktory se společným režimem atd.

Konstrukce toroidního induktoru

Toroidní induktory jsou konstruovány s prstencovým nebo kruhovým prstencovým magnetickým jádrem, které je navinuté délkou měděného drátu. Tyto prsteny jsou vyráběny s různými feromagnetických materiálů jako je křemíková ocel, ferit, vrstvené železo, železný prášek nebo nikl. Tento typ induktoru má vysokou vazbu mezi vinutím a předčasným nasycením.

Tato konstrukce poskytuje minimální ztráty v rámci magnetického toku, což pomáhá zamezit vazbě magnetického toku jinými zařízeními. Tento induktor má vysoké hodnoty indukčnosti a maximální účinnost přenosu energie v nízkofrekvenčních aplikacích.

Pracovní princip

Toroidní induktor jednoduše funguje podobně jako jakýkoli jiný induktor používaný ke zvýšení frekvencí na potřebnou úroveň. Toroidní induktor se stáčí, aby indukoval vyšší frekvenci. Jsou ekonomické a efektivnější při použití ve srovnání se solenoidy.

Když je proud přiváděn skrz toroidní induktor, vytváří kolem něj magnetické pole. Intenzita generovaného magnetického pole tedy závisí hlavně na průtoku hodnoty proudu.

Tok magnetického pole také závisí na počtu zákrutů, které jsou kolmé na tok proudu. Tento tok se mění stejnou rychlostí, když změna proudu protéká induktorem. Když se tok připojí k cívce, indukuje v cívce elektromotorickou sílu v opačném směru aplikovaného napětí.

Barevný kód toroidního induktoru

V současné době jsou toroidní jádra dostupná jako potažená a nepotažená pro použití v různých aplikacích. Potažená jádra poskytují hladší poloměr rohu a také povrch vinutí. V těchto jádrech je povlak užitečný pro zajištění dodatečného pokrytí hran, ochrany hran a izolační funkce.

V toroidních jádrech se používají různé barevné povlaky, jako je epoxidová barva a povlak Parylen. Epoxidová barva je k dispozici v různých barvách, jako je modrá, šedá a zelená s CFR. Epoxidový nátěr je schválen UL a používá se především pro nátěry toroidních jader.

• Parylenový povlak se používá hlavně pro malé prstence s toroidním jádrem, které mají povlak s nízkou tloušťkou a vysokou dielektrickou pevnost.
• Povlak toroidních jader způsobuje pokles počáteční propustnosti v závislosti na velikosti jádra. Takže k tomu může také dojít, kdykoli jsou toroidní jádra vystavena vysoké propustnosti a vyšším silám vinutí.
  Použití barevně potažených toroidních jader má mnoho výhod.
• Tato jádra jsou dobře sladěna s různými druhy povlaků, jako jsou epoxidové, parylenové a práškové povlaky pro snadné zvýšení vinutí a také zlepšení průrazu napětí.
• Teplotní rozsah epoxidových nátěrů pro práci je až 200 stupňů Celsia.
• Povlak poskytuje ochranu hran a také izolační funkci jader.
• Povlak toroidu je vyžadován pro vytvoření izolační bariéry mezi drátem a toroidními jádry, aby se zabránilo zkratu.
• Barevný povlak neovlivňuje hodnotu AL toroidu.
• Toroidní jádro s epoxidovým povlakem poskytuje mnoho výhod, jako je pevnost, trvanlivost, odolnost proti vlhkosti, chemická odolnost a silné dielektrické vlastnosti.

Toroidní indukční magnetické pole

Magnetické pole toroidního induktoru se vypočítá pomocí následujícího vzorce.

B = (μ0 N I/2 π r)

Kde

„I“ označuje množství toku proudu v toroidu.
„r“ je průměrný poloměr toroidu.
‚n‘ je ne. závitů pro každou jednotku délky.
N = 2rn je průměrný počet závitů toroidu pro každou jednotku délky.

Výhody a nevýhody

The výhody toroidních induktorů zahrnout následující.

• Tyto induktory jsou lehké.
  Toroidní induktor je kompaktnější ve srovnání s jinými tvarovanými jádry, protože jsou vyrobeny z méně materiálů.
• Toroidní induktory generují vysokou indukčnost, protože jádro s uzavřenou smyčkou má silné magnetické pole a vyzařují velmi nízké elektromagnetické rušení.
• Tyto jsou mnohem tišší ve srovnání s jinými typickými induktory kvůli nedostatku vzduchové mezery.
• Toroidní induktor má jádro s uzavřenou smyčkou, takže bude mít vysoké magnetické pole, vyšší indukčnost a Q faktor.
• Vinutí jsou poměrně krátká a vinutá v uzavřeném magnetickém poli, takže zvýší elektrický výkon, účinnost a sníží zkreslení a efekty lemování.
• Kvůli rovnováze toroidu je malý magnetický tok unikající z jádra nízký. Tento induktor je tedy velmi účinný a vyzařuje méně EMI (elektromagnetické rušení) do okolních obvodů.

The nevýhody toroidních induktorů zahrnout následující.

• Toroidní jádro občas způsobuje problémy buď během skutečného provozu a testování.
• Strojově se navíjí velmi obtížně.
• U těchto induktorů je dosažení izolace složitější a také velmi obtížné mít magnetickou mezeru mezi vinutími.
• Toroidy se hůře natahují a také ladí. Jsou však efektivnější při výrobě potřebných indukčností. Pro stejnou indukčnost jako běžný solenoid vyžaduje toroid méně závitů a může být zmenšen.

Aplikace

Aplikace toroidních induktorů zahrnují následující.

• Tyto induktory se používají v různých průmyslových odvětvích od telekomunikačního průmyslu po zdravotnictví.
• Toroidní induktory jsou použitelné v telekomunikacích, lékařských zařízeních, průmyslových ovládacích prvcích, hudebních nástrojích, předřadnících, elektronických brzdách, chladicích zařízeních, elektronických spojkách, letectví a jaderných polích, zesilovače a klimatizační zařízení.
• Ty se používají v různých elektronické obvody jako jsou invertory, napájecí zdroje a zesilovače a také v elektrických zařízeních, jako jsou počítače, rádia, televizory a audio systémy.
• Ty se používají k dosažení energetické účinnosti, když nízké frekvence vyžadují indukčnost.
• Ty se používají v SMPS popř Spínané zdroje napájení , EMI ( Elektromagnetické rušení ) citlivé obvody a aplikace filtrů.

Tedy, toto je přehled toroidního induktoru a k dispozici jsou různé druhy induktorů, které se používají v různých průmyslových odvětvích. Výběr těchto induktorů závisí hlavně na různých vlastnostech, jako je velikost pouzdra, rozměr, DC odpor, tolerance, jmenovitá indukčnost, typ balení a jmenovitý proud. Všechny tyto vlastnosti hrají klíčovou roli při výběru přesného toroidního induktoru pro vaši konkrétní aplikaci. Zde je pro vás otázka, co je induktor vzduchového jádra?