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Was sind die Verwendungen von Gleichtaktinduktivität und Gegentaktinduktivität?

Was sind die Verwendungen von Gleichtaktinduktivität und Gegentaktinduktivität?

2022-01-04

Das Design von Leistungsfiltern kann normalerweise unter zwei Aspekten betrachtet werden: Gleichtakt und Gegentakt. Der wichtigste Teil des Gleichtaktfilters ist die Gleichtaktdrossel. Ein wesentlicher Vorteil der Gleichtaktdrossel gegenüber der Gegentaktdrossel ist, dass ihre Induktivität sehr hoch und ihr Volumen klein ist. Ein wichtiges Problem, das beim Entwurf der Gleichtaktdrossel zu berücksichtigen ist, ist ihre Streuinduktivität, dh die Gegentaktinduktivität. Im Allgemeinen wird bei der Berechnung der Streuinduktivität davon ausgegangen, dass sie 1 % der Gleichtaktinduktivität beträgt. Tatsächlich liegt die Streuinduktivität zwischen 0,5 % und 4 % der Gleichtaktinduktivität. Bei der Auslegung der Drossel mit optimaler Leistung darf der Einfluss dieses Fehlers nicht vernachlässigt werden.


Die Bedeutung der Streuinduktivität. Wie entsteht das Leckagegefühl? Auch wenn kein Magnetkern vorhanden ist, konzentriert sich der gesamte magnetische Fluss der eng gewickelten Ringspule auf den"Ader" der Spule. Wenn die Ringspule jedoch nicht vollständig gewickelt ist oder die Wicklung nicht fest ist, tritt der magnetische Fluss aus dem Kern aus. Dieser Effekt ist direkt proportional zum relativen Abstand zwischen Drahtwindungen und der Permeabilität des Spiralrohrkerns. Die Gleichtaktdrossel hat zwei Wicklungen, die so ausgelegt sind, dass der von ihnen durchflossene Strom in entgegengesetzter Richtung entlang des Spulenkerns geleitet wird, so dass das Magnetfeld 0 ist. Sicherheitshalber, wenn die Spule auf dem Kern liegt nicht doppelt gewickelt, gibt es einen beträchtlichen Spalt zwischen den beiden Wicklungen, der natürlich Fluss verursacht"Leckage", das heißt, das Magnetfeld ist nicht wirklich an allen relevanten Stellen 0. Die Streuinduktivität der Gleichtaktdrossel ist die Gegentaktinduktivität. Tatsächlich muss der mit dem Gegentakt verbundene magnetische Fluss den Kern irgendwann verlassen. Mit anderen Worten, der magnetische Fluss bildet außerhalb des Kerns eine geschlossene Schleife, nicht nur im ringförmigen Kern.


Wenn der Kern eine Gegentaktinduktivität hat, bewirkt der Gegentaktstrom, dass der magnetische Fluss im Kern vom Nullpunkt abweicht. Wenn die Abweichung zu groß ist, hat der Kern eine magnetische Sättigung, wodurch die Gleichtaktinduktivität im Wesentlichen dieselbe ist wie die Induktivität ohne Magnetkern. Dadurch ist die Intensität der Gleichtaktstrahlung gleich, als wäre keine Drossel im Stromkreis vorhanden.


Übersicht Gleichtaktdrossel


Bei der Auslegung des Filters wird davon ausgegangen, dass Gleichtakt und Gegentakt voneinander unabhängig sind. Die beiden Teile sind jedoch nicht wirklich unabhängig, da die Gleichtaktdrossel eine beträchtliche Gegentaktinduktivität bereitstellen kann. Dieser Teil der Gegentaktinduktivität kann durch eine diskrete Gegentaktinduktivität simuliert werden.


Um die Gegentaktinduktivität zu nutzen, sollten Gleichtakt und Gegentakt nicht gleichzeitig ausgeführt werden, sondern in einer bestimmten Reihenfolge. Zunächst sollte das Gleichtaktrauschen gemessen und herausgefiltert werden. Die Gegentaktkomponente kann durch Verwendung des Gegentakt-Unterdrückungsnetzwerks eliminiert werden, sodass das Gleichtaktrauschen direkt gemessen werden kann. Wenn das Gleichtaktfilter so ausgelegt ist, dass das Gegentaktrauschen nicht gleichzeitig den zulässigen Bereich überschreitet, sollte das gemischte Rauschen aus Gleichtakt und Gegentakt gemessen werden. Da bekannt ist, dass die Gleichtaktkomponente unterhalb der Rauschtoleranz liegt, kann nur die den Standard überschreitende Gegentaktkomponente durch die Gegentakt-Streuinduktivität des Gleichtaktfilters gedämpft werden. Für ein Stromversorgungssystem mit geringer Leistung reicht die Gegentaktinduktivität der Gleichtaktdrossel aus, um das Problem der Gegentaktstrahlung zu lösen. Da die Quellenimpedanz der Gegentaktstrahlung klein ist, ist nur eine sehr kleine Induktivität wirksam.

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