सामान्य-मोड चोक्स के अनुकूलन के समय किन कारकों पर विचार किया जाना चाहिए?

सर्किट डिज़ाइन करते समय, यदि मानक ऑफ-द-शेल्फ सामान्य मोड चोक आवश्यकताओं को पूरा नहीं करते हैं, तो उत्पाद अनुकूलन आवश्यक हो जाता है। इससे यह सुनिश्चित होता है कि सामान्य मोड अड़चन सर्किट की विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (EMI) दमन, संरचनात्मक लेआउट और अन्य विनिर्देशों की आवश्यकताओं को पूरा किया जा सके। एक सामान्य मोड चोक के अनुकूलन के लिए वास्तविक अनुप्रयोग परिदृश्य और आवश्यक प्रदर्शन मापदंडों के आधार पर उपयुक्त सामग्री और उत्पाद संरचना का चयन करना आवश्यक होता है। एक डिज़ाइन इंजीनियर के लिए, इन आवश्यकताओं को स्पष्ट रूप से परिभाषित करना एक महत्वपूर्ण पहला कदम है।

1.सामान्य मोड चोक की परिभाषा

सबसे पहले, आइए स्पष्ट करें कि एक सामान्य मोड चोक क्या है।

परिभाषा: एक सामान्य मोड चोक, जिसे सामान्य मोड चोक कॉइल के रूप में भी जाना जाता है, एक ही बंद चुंबकीय कोर पर विपरीत दिशाओं में लिपटे समान टर्न संख्या वाली दो कॉइल से मिलकर बना होता है। यह सामान्य मोड शोर के लिए बहुत अधिक प्रतिबाधा प्रस्तुत करता है, जिससे यह सामान्य मोड हस्तक्षेप को दबा सकता है। इसके विपरीत, यह अंतर मोड संकेतों के लिए बहुत कम प्रतिबाधा रखता है, जिससे वांछित संकेत पर लगभग कोई दमन नहीं होता है।

मूलभूत सिद्धांत: दाहिने हाथ के नियम के अनुसार, जब वाइंडिंग के माध्यम से एक सामान्य मोड धारा प्रवाहित होती है, तो दो कॉइल द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र एक दूसरे को मजबूत करते हैं (चित्र 1)। इससे पूरे घटक में उच्च प्रतिबाधा प्रदर्शित होती है, जो हस्तक्षेप संकेत को कम कर देती है। जब अंतर मोड धारा प्रवाहित होती है, तो उत्पन्न दो चुंबकीय क्षेत्र बराबर और विपरीत होते हैं, जो एक दूसरे को निरस्त कर देते हैं (चित्र 2)। इससे वांछित धारा संकेत बिना प्रभावित हुए गुजर सकता है। इस कारण से, सामान्य मोड हस्तक्षेप को दबाने के लिए सर्किट में सामान्य मोड चोक का उपयोग किया जाता है।

चित्र 1: जब सामान्य मोड धारा प्रवाहित होती है, तो चुंबकीय क्षेत्र एक-दूसरे को मजबूत करते हैं

चित्र 2: जब अंतराल मोड धारा प्रवाहित होती है, तो चुंबकीय क्षेत्र एक-दूसरे को निरस्त कर देते हैं

2.सामान्य मोड चोक्स की मुख्य श्रेणियाँ

उनके अनुप्रयोग के आधार पर सामान्य मोड चोक्स को दो मुख्य श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: सिग्नल लाइन सामान्य मोड चोक और पावर लाइन सामान्य मोड चोक .

नीचे सामान्य मोड चोक्स पर आधिकारिक वेबसाइट पर मानक उत्पाद वर्गीकरण और संबंधित उत्पाद मॉडल दिए गए हैं। Codaca पृष्ठ यहाँ से एक्सेस किया जा सकता है:
https://www.codaca.com/Productsctr_Common-Mode-Choke.html

चित्र 3: सिग्नल लाइन सामान्य मोड चोक

चित्र 4: पावर लाइन कॉमन मोड इंडक्टर

पैरामीटर व्याख्या:

कोडाका सीपीएसक्यू1515एल-203 सामान्य मोड इंडक्टर को  उदाहरण के रूप में:

तालिका 1: सीपीएसक्यू1515एल-203 सामान्य मोड चोक के अभिलाक्षणिक पैरामीटर

① प्रेरकत्व: समान आवृत्ति और अनुगामी धारिता की स्थिति में, अधिक प्रेरकत्व उच्च प्रतिबाधा का परिणाम देता है।

② प्रतिबाधा: उच्च प्रतिबाधा बेहतर फ़िल्टरिंग प्रदर्शन प्रदान करती है। विभिन्न आवृत्तियों पर प्रतिबाधा मान भिन्न होता है।

चित्र 5: सीपीएसक्यू1515एल-203 सामान्य मोड चोक के लिए प्रतिबाधा बनाम आवृत्ति अभिलाक्षणिक वक्र

③ डीसी प्रतिरोध (DCR): डीसी स्थितियों के तहत इंडक्टर के समानांतर प्रदर्शित प्रतिरोध; आमतौर पर कम DCR को वरीयता दी जाती है।

④ नाममात्र धारा: अधिकतम धारा जिसे इंडक्टर बिना अत्यधिक गर्म हुए लगातार वहन कर सकता है।

⑤ नाममात्र वोल्टेज: वह वोल्टेज रेटिंग जिस पर परिपथ सामान्य रूप से संचालित होने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

⑥ हाई-पोट (सहन वोल्टेज): वह वोल्टेज जिसे कुंडलन निर्दिष्ट समय तक बिना खराबी के आपस में या कुंडलनों के बीच सहन कर सकता है।

⑦ संचालन तापमान सीमा: वह तापमान सीमा जिसके भीतर घटक विश्वसनीय ढंग से काम कर सकता है।

3. सामान्य मोड चोक अनुकूलन के 6 चरण

जब मानक उत्पाद ग्राहक की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर पाते, तो सामान्य मोड चोक का अनुकूलन आवश्यक होता है। सामान्य मोड चोक की परिभाषा, सिद्धांत और मापदंडों को स्पष्ट करने के बाद, अब हम एक ग्राहक के लिए उपयुक्त चोक कस्टमाइज़ कैसे करें, इस पर चर्चा करेंगे।

चरण 1: ग्राहक की आवश्यकताओं को स्पष्ट करें

अनुप्रयोग परिदृश्य विश्लेषण: सामान्य मोड चोक के उपयोग के मामले का व्यापक विश्लेषण करें। इसमें विशिष्ट अनुप्रयोग (जो आवश्यक उत्पाद ग्रेड—ऑटोमोटिव या औद्योगिक निर्धारित करता है), संचालन वोल्टेज, धारा और संचालन आवृत्ति शामिल हैं। ये कारक सीधे चोक के डिज़ाइन और चयन को प्रभावित करेंगे।

चरण 2: विशिष्टता पैरामीटर निर्धारित करें

इंडक्टेंस: प्रेरकत्व (इंडक्टेंस) सामान्य मोड चोक का सबसे महत्वपूर्ण प्रदर्शन पैरामीटर में से एक है और इसके अनुप्रयोग को सीधे प्रभावित करता है। आवश्यक प्रेरकत्व को विशिष्ट उपयोग के मामले के आधार पर निर्धारित किया जाना चाहिए।
फ़िल्टर सर्किट में सामान्य मोड चोक के लिए आवश्यक न्यूनतम प्रेरकत्व की गणना करने का सूत्र है (पैरासिटिक कैपेसिटेंस को नजरअंदाज करते हुए):

जहाँ आवृत्ति पर आवश्यक प्रतिबाधा मान है .

अवरोध: सामान्य मोड शोर को दबाने के लिए एक सामान्य मोड चोक की क्षमता इसकी प्रतिबाधा से करीबी से संबंधित होती है। वांछित फ़िल्टरिंग प्रभाव के आधार पर उचित प्रतिबाधा मान निर्धारित किया जाना चाहिए।

चरण 3: उपयुक्त सामग्री और उत्पाद संरचना का चयन करें

कोर सामग्री: कोर का उपयोग कॉइल की चुंबकीय पारगम्यता को बढ़ाने के लिए किया जाता है, जिससे वाइंडिंग के भीतर चुंबकीय प्रेरण तीव्रता में वृद्धि होती है और इस प्रकार प्रेरकत्व मान बढ़ जाता है। उच्च चुंबकीय पारगम्यता वाली सामग्री, जैसे उच्च-पारगम्यता फेराइट, अमॉर्फस या नैनोक्रिस्टलाइन सामग्री का चयन आमतौर पर किया जाता है। कोर सामग्री के चयन से प्रेरक के प्रदर्शन पर सीधा प्रभाव पड़ता है, और उपयुक्त सामग्री उत्पाद के भौतिक आकार को कम करने में भी सहायता कर सकती है।

कॉइल सामग्री: कॉइल आमतौर पर तांबे के तार से लपेटी जाती है। आवश्यक प्रेरकत्व और प्रभावी धारा मान के आधार पर घुमावों की संख्या और तार का व्यास डिज़ाइन किया जाता है।

प्रेरकत्व की गणना करने का सूत्र है:

म्यू ₀= निर्वात की पारगम्यता

म्यू _ई = कोर की सापेक्ष पारगम्यता

ए _ई = कोर का प्रभावी अनुप्रस्थ क्षेत्र

l _ई = कोर की प्रभावी चुंबकीय पथ लंबाई

एन = कॉइल घुमावों की संख्या

सूत्र द्वारा दर्शाए गए अनुसार, उत्पाद के छोटे आकार की प्राप्ति के लिए, कोर के आयतन को कम करने के लिए उच्च चुंबकीय पारगम्यता वाले कोर के उपयोग पर विचार किया जा सकता है।

संरचना डिज़ाइन: ग्राहक के सर्किट बोर्ड की स्थानिक व्यवस्था के आधार पर, ऊर्ध्वाधर या क्षैतिज उत्पाद संरचना की तर्कसंगत रूप से योजना बनाएं और छेद-थ्रू या सतह-माउंट पैकेज प्रकार का चयन करें ताकि सुनिश्चित हो सके कि चोक को सही ढंग से स्थापित किया जा सके।

चरण 4: संदर्भ सुरक्षा मानक

IEC 60664-1 या ग्राहक के आंतरिक मानक जैसे सुरक्षा मानकों का संदर्भ लें।

चरण 5: पर्यावरणीय कारकों पर विचार करें

संचालन का वातावरण इंडक्टर के विद्युत प्रदर्शन को भी प्रभावित करता है। एक सामान्य मोड चोक के अनुकूलन के समय, तापमान, आर्द्रता और शीतलन विधि जैसे पर्यावरणीय कारकों पर विचार करें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि यह वास्तविक अनुप्रयोग में स्थिर रूप से काम करे।

चरण 6: प्रदर्शन परीक्षण और अनुकूलन

अनुकूलन के बाद, सामान्य मोड चोक को प्रदर्शन परीक्षण से गुजरना चाहिए, जिसमें प्रेरकत्व, प्रतिबाधा और अन्य पैरामीटर के परीक्षण शामिल हैं। यदि परीक्षण परिणाम आवश्यकताओं को पूरा नहीं करते हैं, तो डिज़ाइन में तब तक अनुकूलन करना चाहिए जब तक कि यह अनुप्रयोग की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर लेता।

4.निष्कर्ष

संक्षेप में, एक उपयुक्त सामान्य मोड चोक के अनुकूलन के लिए ग्राहक के अनुप्रयोग की आवश्यकताओं, सामग्री और संरचना, प्रदर्शन पैरामीटर, सुरक्षा आवश्यकताओं, पर्यावरणीय कारकों और प्रदर्शन परीक्षण व अनुकूलन सहित कई कारकों पर व्यापक विचार की आवश्यकता होती है। केवल वैज्ञानिक विश्लेषण और तर्कसंगत डिज़ाइन के माध्यम से ही यह सुनिश्चित किया जा सकता है कि अनुकूलित सामान्य मोड चोक वास्तविक अनुप्रयोग की आवश्यकताओं को पूरा करेगा।

कोडाका इलेक्ट्रॉनिक्स की अनुसंधान एवं विकास टीम के पास सामान्य मोड चोक के अनुकूलित विकास में विस्तृत अनुभव है। हम विभिन्न ग्राहक अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए त्वरित मिलान उत्पाद समाधान प्रदान कर सकते हैं। आपके परामर्श और अधिक जानकारी के लिए हमसे संपर्क करने का स्वागत है।