Gli induttori sono disponibili in varie forme e ciascuno svolge un ruolo importante nel funzionamento dei dispositivi elettronici. Sono disponibili induttori per applicazioni ad alta potenza, soppressione del rumore, radiofrequenza, segnali e isolamento. Ecco uno sguardo ai tipi comuni di induttori e al modo in cui ciascuno viene utilizzato in genere.
Linea inferiore
Gli induttori accoppiati condividono un percorso magnetico e si influenzano a vicenda. Gli induttori accoppiati vengono spesso utilizzati come trasformatori per aumentare o diminuire la tensione o fornire un feedback isolato. Questi sono utilizzati anche in applicazioni in cui è richiesta l'induttanza reciproca.
Induttori multistrato
Gli induttori multistrato hanno strati di filo a spirale che sono avvolti attorno a un nucleo centrale. L'aggiunta di ulteriori strati di filo a spirale a un induttore aumenta l'induttanza e aumenta la capacità tra i fili. Questi induttori scambiano un'induttanza maggiore con una frequenza operativa massima inferiore.
Linea inferiore
Gli induttori stampati in un alloggiamento di plastica o ceramica sono noti come induttori stampati. In genere, questi induttori hanno un fattore di forma cilindrico o a barra e possono essere trovati con diversi tipi di opzioni di avvolgimento.
Induttori di potenza
Gli induttori di potenza sono disponibili in una varietà di fattori di forma e livelli di potenza. Questi induttori includono di tutto, dagli induttori a montaggio superficiale in grado di gestire pochi ampere agli induttori di potenza a foro passante e montaggio su telaio che possono gestire da decine a centinaia di ampere.
Poiché gli induttori di potenza sono soggetti a grandi quantità di corrente, tendono a generare grandi campi magnetici. Per evitare che questi campi magnetici inducano rumore in altre parti del circuito, se possibile dovrebbero essere utilizzati induttori schermati magneticamente.
Induttori RF
Gli induttori ad alta frequenza, chiamati anche induttori a radiofrequenza (RF), sono progettati per funzionare ad alte frequenze. Questi induttori hanno spesso una resistenza maggiore e una corrente nominale inferiore. La maggior parte degli induttori RF ha un nucleo d'aria piuttosto che un nucleo di ferrite o altro materiale per aumentare l'induttanza. Ciò è dovuto all'aumento delle perdite quando i materiali del nucleo vengono utilizzati per ridurre la frequenza operativa dell'induttore.
A causa della frequenza operativa dell'induttore, è importante mitigare diverse fonti di perdita, che si tratti dell'effetto pelle, dell'effetto di prossimità o della capacità parassitaria. Gli effetti di pelle e prossimità aumentano la resistenza di un induttore. Diverse tecniche riducono queste perdite, comprese le bobine a nido d'ape e ragnatela per ridurre la capacità parassita. Inoltre, i fili litz vengono spesso utilizzati per ridurre l'effetto pelle.
Soffoca
Un'induttanza è un induttore che blocca gli impulsi ad alta frequenza lasciando passare gli impulsi a frequenza più bassa. Il nome deriva dal soffocamento o dal blocco dei segnali ad alta frequenza. Esistono due classi di strozzature:
- Le induttanze di potenza e di frequenza audio in genere hanno un nucleo di ferro per aumentare l'induttanza e creare filtri più efficaci.
- Le induttanze RF utilizzano polvere di ferro o sfere di ferrite combinate con schemi di avvolgimento complessi per ridurre la capacità parassita e funzionare efficacemente alle alte frequenze. Le induttanze a frequenza più alta utilizzano nuclei non magnetici o ad aria.
Induttori a montaggio superficiale
La spinta verso dispositivi più piccoli e mobili ha portato all'esplosione di opzioni per induttori a montaggio superficiale. Gli induttori a montaggio superficiale sono spesso utilizzati nei convertitori CC-CC, nel filtraggio EMI, nell'accumulo di energia e in altre applicazioni. Le dimensioni ridotte e l'ingombro rendono gli induttori a montaggio superficiale un elemento essenziale nella cassetta degli attrezzi del progettista elettronico mobile e portatile.
Gli induttori a montaggio superficiale sono disponibili con e senza schermatura magnetica, con capacità di corrente superiori a 10 ampere e con basse perdite. Gli induttori a montaggio superficiale utilizzano spesso un nucleo di ferro o ferrite o tecniche di avvolgimento speciali per ottimizzare le prestazioni dell'induttore. Questo aiuta anche a mantenere un ingombro e un fattore di forma ridotti.
Tipi di nuclei induttori
Il materiale di base di un induttore gioca un ruolo importante nelle prestazioni di un induttore. Il materiale del nucleo influisce direttamente sull'induttanza dell'induttore. Determina la frequenza operativa massima, nonché la capacità di corrente dell'induttore.
- I nuclei ad aria hanno una frequenza di funzionamento più elevata a causa dell'assenza di perdite nel nucleo ma hanno un'induttanza inferiore.
- I nuclei di ferro hanno una bassa resistenza con un'elevata induttanza. Perdite del nucleo, correnti parassite, saturazione magnetica e isteresi limitano la frequenza e la corrente di funzionamento.
- I nuclei in ferrite hanno materiale ceramico non conduttivo per operazioni a frequenza più elevata. La saturazione magnetica limita la capacità di corrente.
- I nuclei toroidali sono nuclei a forma di ciambella che riducono l'EMI irradiata e forniscono un'elevata induttanza.
- I nuclei laminati hanno un'elevata induttanza con un'isteresi inferiore e perdite di correnti parassite.
