ตัวเหนี่ยวนำ Toroidal: การก่อสร้าง การทำงาน รหัสสี และการใช้งาน

ตัวเหนี่ยวนำเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดในโดเมนไฟฟ้า เมื่อเทียบกับที่อื่น ประเภทของตัวเหนี่ยวนำ , ตัวเหนี่ยวนำ toroidal มีบทบาทสำคัญในอุปกรณ์อุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ต่างๆ เนื่องจากตัวเหนี่ยวนำเหล่านี้เป็นที่รู้จักกันดีเนื่องจากระดับความสามารถในการรองรับในปัจจุบัน & ตัวเหนี่ยวนำ . ดังนั้น ในปัจจุบัน หลายอุตสาหกรรมจึงต้องพึ่งพาตัวเหนี่ยวนำ toroid เพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานสากลที่ต้องการสนามแม่เหล็กไฟฟ้าขั้นต่ำในการผลิตสินค้าอุปโภคบริโภค ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลายชนิด ตัวเหนี่ยวนำเหล่านี้ใช้เพื่อจำกัดการปล่อยสนามแม่เหล็ก ซึ่งอาจส่งผลต่อสุขภาพที่รุนแรงมากต่อผู้บริโภค ดังนั้น เพื่อเอาชนะการปล่อยมลพิษเหล่านี้ ผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จึงต้องใช้วัสดุ toroid คุณภาพระดับพรีเมียม บทความนี้กล่าวถึงภาพรวมของก ตัวเหนี่ยวนำ Toroidal - การทำงานกับแอปพลิเคชัน

ตัวเหนี่ยวนำ Toroidal คืออะไร?

ขดลวดฉนวนที่พันบนแกนแม่เหล็กรูปวงแหวนซึ่งทำด้วยวัสดุต่างๆ เช่น เฟอร์ไรต์ เหล็กผง ฯลฯ เรียกว่าตัวเหนี่ยวนำวงแหวน ตัวเหนี่ยวนำเหล่านี้มีค่าความเหนี่ยวนำมากกว่าสำหรับแต่ละรอบ และสามารถรับกระแสไฟฟ้าได้มากเมื่อเทียบกับโซลินอยด์ที่มีวัสดุและขนาดเท่ากัน ดังนั้น ส่วนใหญ่จะใช้ในกรณีที่จำเป็นสำหรับการเหนี่ยวนำขนาดใหญ่ สัญลักษณ์ตัวเหนี่ยวนำ toroidal แสดงอยู่ด้านล่าง ตัวเหนี่ยวนำ toroidal มีหลายประเภทเช่น toroid มาตรฐาน, พลังงาน SMD, อุณหภูมิสูง, toroid คู่, ตัวเหนี่ยวนำ toroid โหมดทั่วไป ฯลฯ

โครงสร้างตัวเหนี่ยวนำ Toroidal

ตัวเหนี่ยวนำ Toroidal สร้างด้วยแกนแม่เหล็กรูปโดนัทหรือวงแหวนซึ่งพันด้วยลวดทองแดงยาว แหวนเหล่านี้ทำด้วยความแตกต่าง วัสดุแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น เหล็กซิลิคอน เฟอร์ไรต์ เหล็กเคลือบ ผงเหล็ก หรือนิกเกิล ตัวเหนี่ยวนำประเภทนี้มีผลการเชื่อมต่อระหว่างขดลวดและความอิ่มตัวสูง

โครงสร้างนี้ให้การสูญเสียขั้นต่ำภายในฟลักซ์แม่เหล็ก ซึ่งช่วยในการหลีกเลี่ยงการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างฟลักซ์แม่เหล็กโดยอุปกรณ์อื่นๆ ตัวเหนี่ยวนำนี้มีค่าความเหนี่ยวนำสูงและประสิทธิภาพการส่งพลังงานสูงสุดในการใช้งานความถี่ต่ำ

หลักการทำงาน

ตัวเหนี่ยวนำ toroid ทำงานคล้ายกับตัวเหนี่ยวนำอื่น ๆ ที่ใช้เพื่อเพิ่มความถี่ให้อยู่ในระดับที่จำเป็น ตัวเหนี่ยวนำ toroid บิดเพื่อเหนี่ยวนำความถี่ที่สูงขึ้น สิ่งเหล่านี้ประหยัดและมีประสิทธิภาพในการใช้งานมากกว่าเมื่อเทียบกับโซลินอยด์

เมื่อกระแสถูกจ่ายไปทั่วตัวเหนี่ยวนำแบบวงแหวน มันจะสร้างสนามแม่เหล็กรอบๆ ดังนั้นความแรงของสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการไหลของค่าปัจจุบัน

ฟลักซ์ของสนามแม่เหล็กยังขึ้นอยู่กับจำนวนการบิดที่ตั้งฉากกับการไหลของทิศทางปัจจุบัน ฟลักซ์นี้เปลี่ยนแปลงด้วยความเร็วเท่ากันเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงภายในกระแสที่ไหลผ่านตัวเหนี่ยวนำ เมื่อฟลักซ์เชื่อมต่อกับขดลวด มันจะเหนี่ยวนำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าในขดลวดในทิศทางตรงกันข้ามกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้

รหัสสีตัวเหนี่ยวนำ Toroidal

ในปัจจุบัน แกน Toroidal สามารถเข้าถึงได้ทั้งแบบเคลือบและไม่เคลือบเพื่อใช้ในการใช้งานที่หลากหลาย แกนที่เคลือบให้รัศมีมุมที่เรียบขึ้นรวมถึงพื้นผิวที่คดเคี้ยว ในแกนเหล่านี้ การเคลือบมีประโยชน์ในการเพิ่มความครอบคลุมขอบ การป้องกันขอบ & ฟังก์ชั่นฉนวน

มีการเคลือบสีที่แตกต่างกันในแกน Toroidal เช่น สี Epoxy และการเคลือบ Parylene สีอีพ็อกซี่มีสีต่างๆ เช่น สีฟ้า สีเทา และสีเขียวพร้อม CFR การเคลือบอีพ็อกซี่ได้รับการรับรองจาก UL และใช้เป็นหลักในการเคลือบแกน Toroidal

• การเคลือบ Parylene ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับวงแหวนแกน Toroidal ขนาดเล็กที่มีการเคลือบผิวที่มีความหนาต่ำและความเป็นฉนวนสูง
• การเคลือบแกน Toroidal ทำให้การซึมผ่านเริ่มต้นลดลงตามขนาดของแกน ดังนั้นสิ่งนี้อาจเกิดขึ้นได้เมื่อใดก็ตามที่แกน Toroidal อยู่ภายใต้การซึมผ่านสูงและแรงที่คดเคี้ยวสูง
  มีประโยชน์มากมายของการใช้แกน Toroidal เคลือบสี
• แกนเหล่านี้เข้ากันได้ดีกับการเคลือบประเภทต่างๆ เช่น อีพ็อกซี่ พาริลีน & สีฝุ่น เพื่อเพิ่มการม้วนได้ง่ายและยังปรับปรุงการสลายแรงดันไฟฟ้า
• ช่วงอุณหภูมิของการเคลือบอีพ็อกซี่ในการทำงานสูงถึง 200 องศาเซลเซียส
• การเคลือบช่วยปกป้องขอบและยังเป็นฉนวนที่แกน
• จำเป็นต้องมีการเคลือบ Toroid เพื่อสร้างฉนวนกั้นระหว่างแกนลวดและ Toroidal เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดไฟฟ้าลัดวงจร
• การเคลือบสีไม่ส่งผลต่อค่า AL ของ toroid
• แกน Toroidal ที่มีการเคลือบอีพ็อกซี่ให้ประโยชน์มากมาย เช่น ความแข็งแรง ความทนทาน ทนต่อความชื้น ทนต่อสารเคมี และคุณสมบัติไดอิเล็กทริกที่แข็งแกร่ง

สนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำ Toroidal

สนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำ toroidal คำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้

B = (μ0 N I/2 π r)

ที่ไหน

'I' หมายถึงปริมาณการไหลของกระแสตลอด Toroidal
'r' คือรัศมีเฉลี่ยของ toroid
‘n’ คือหมายเลข ของรอบสำหรับแต่ละหน่วยความยาว
N = 2rn คือจำนวนรอบเฉลี่ยของ toroid สำหรับความยาวแต่ละหน่วย

ข้อดีและข้อเสีย

เดอะ ข้อดีของตัวเหนี่ยวนำ toroidal รวมสิ่งต่อไปนี้

• ตัวเหนี่ยวนำเหล่านี้มีน้ำหนักเบา
  ตัวเหนี่ยวนำแบบ Toroidal มีขนาดกะทัดรัดกว่าเมื่อเทียบกับแกนรูปทรงอื่นๆ เนื่องจากทำด้วยวัสดุน้อยกว่า
• ตัวเหนี่ยวนำ Toroid สร้างความเหนี่ยวนำสูงเนื่องจากแกนวงปิดมีสนามแม่เหล็กแรงสูงและปล่อยสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าต่ำมาก
• สิ่งเหล่านี้เงียบกว่ามากเมื่อเทียบกับตัวเหนี่ยวนำทั่วไปเนื่องจากไม่มีช่องว่างอากาศ
• ตัวเหนี่ยวนำ Toroid มีแกนแบบวงปิด ดังนั้นมันจะมีสนามแม่เหล็กสูง ตัวเหนี่ยวนำ & Q ที่สูงขึ้น
• ขดลวดค่อนข้างสั้นและพันกันในสนามแม่เหล็กแบบปิด ดังนั้นมันจึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพทางไฟฟ้า ประสิทธิภาพ และลดการบิดเบี้ยวและเอฟเฟ็กต์ที่เป็นขอบ
• เนื่องจากความสมดุลของ toroid ฟลักซ์แม่เหล็กขนาดเล็กจะหนีออกจากแกนกลางในระดับต่ำ ดังนั้น ตัวเหนี่ยวนำนี้จึงมีประสิทธิภาพมากและแผ่ EMI (การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า) ไปยังวงจรใกล้เคียงน้อยลง

เดอะ ข้อเสียของตัวเหนี่ยวนำ toroidal รวมสิ่งต่อไปนี้

• แกน Toroidal ทำให้เกิดปัญหาในบางครั้งระหว่างการใช้งานจริงและการทดสอบ
• การม้วนด้วยเครื่องทำได้ยากมาก
• ในตัวเหนี่ยวนำเหล่านี้ การได้รับฉนวนนั้นซับซ้อนกว่าและยังยากมากที่จะมีช่องว่างแม่เหล็กระหว่างขดลวด
• Toroids นั้นยากต่อการไขลานและปรับแต่งด้วย อย่างไรก็ตาม พวกมันมีประสิทธิภาพมากกว่าในการผลิตตัวเหนี่ยวนำที่จำเป็น สำหรับการเหนี่ยวนำแบบเดียวกับโซลินอยด์ทั่วไป Toroid ต้องการการหมุนน้อยกว่าและสามารถทำให้มีขนาดเล็กลงได้

แอพพลิเคชั่น

การใช้งานตัวเหนี่ยวนำ toroidal มีดังต่อไปนี้

• ตัวเหนี่ยวนำเหล่านี้ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่อุตสาหกรรมโทรคมนาคมไปจนถึงการดูแลสุขภาพ
• ตัวเหนี่ยวนำ Toroid ใช้ในโทรคมนาคม อุปกรณ์การแพทย์ การควบคุมอุตสาหกรรม เครื่องดนตรี บัลลาสต์ เบรกอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ทำความเย็น คลัตช์อิเล็กทรอนิกส์ อวกาศและนิวเคลียร์ เครื่องขยายเสียง และอุปกรณ์แอร์.
• เหล่านี้ใช้ในที่แตกต่างกัน วงจรอิเล็กทรอนิกส์ เช่น อินเวอร์เตอร์ พาวเวอร์ซัพพลาย และแอมพลิฟายเออร์ และในอุปกรณ์ไฟฟ้า เช่น คอมพิวเตอร์ วิทยุ ทีวี และระบบเสียง
• สิ่งเหล่านี้ใช้ในการประหยัดพลังงานเมื่อความถี่ต่ำต้องการตัวเหนี่ยวนำ
• สิ่งเหล่านี้ใช้ใน SMPS หรือ แหล่งจ่ายไฟสลับโหมด , อีเอ็มไอ ( การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า ) วงจรที่ละเอียดอ่อนและแอปพลิเคชันตัวกรอง

ดังนั้นนี่คือ ภาพรวมของตัวเหนี่ยวนำ toroidal และมีตัวเหนี่ยวนำหลายประเภทที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ การเลือกตัวเหนี่ยวนำเหล่านี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติต่างๆ เช่น ขนาดของตัวเรือน ขนาด ความต้านทานไฟฟ้ากระแสตรง ค่าเผื่อ ค่าความเหนี่ยวนำเล็กน้อย ประเภทบรรจุภัณฑ์ และพิกัดกระแส คุณลักษณะทั้งหมดเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในขณะที่เลือกตัวเหนี่ยวนำ toroid ที่แน่นอนสำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะของคุณ นี่คือคำถามสำหรับคุณ ตัวเหนี่ยวนำแกนอากาศคืออะไร?