EN
Snelle koppelingen
Bij het ontwerpen van circuits wordt productaanpassing noodzakelijk als standaard verkrijgbare common mode chokes niet voldoen aan de eisen. Dit zorgt ervoor dat de common-mode-smoorspoel kan voldoen aan de behoeften van het circuit wat betreft onderdrukking van elektromagnetische interferentie (EMI), structurele indeling en andere specificaties. Bij het aanpassen van een common mode choke moet op basis van het concrete toepassingsscenario en de vereiste prestatieparameters worden gekozen voor geschikte materialen en een geschikte productstructuur. Voor een ontwerpingenieur is het duidelijk definiëren van deze behoeften een cruciale eerste stap.
1.Definitie van een Common Mode Choke
Laten we eerst verduidelijken wat een common mode choke is.
Definitie: Een common mode choke, ook wel bekend als een common mode choke-spoel, bestaat uit twee spoelen met hetzelfde aantal windingen die in tegengestelde richtingen zijn gewikkeld op een enkele gesloten magnetische kern. Het biedt een zeer hoge impedantie tegen common mode-stoorsignalen, waardoor het common mode-interferentie kan onderdrukken. Omgekeerd heeft het een zeer lage impedantie voor differentiële modus signalen, waardoor bijna geen onderdrukking van het gewenste signaal plaatsvindt.
Beginsel: Volgens de rechterhandregel versterken de magnetische velden die door de twee spoelen worden opgewekt elkaar wanneer er een common mode-stroom door de windingen loopt (Figuur 1). Dit zorgt ervoor dat het gehele component een hoge impedantie vertoont, waardoor het interferentiesignaal wordt verzwakt. Wanneer er een differentiële modus stroom loopt, zijn de twee gegenereerde magnetische velden gelijk maar tegengesteld en heffen zij elkaar op (Figuur 2). Hierdoor kan het gewenste stroomsignaal ongehinderd doorgaan. Daarom worden common mode chokes in schakelingen gebruikt om common mode-interferentie te onderdrukken.
Figuur 1: Wanneer er een gemeenschappelijke modusstroom loopt, versterken de magnetische velden elkaar
Figuur 2: Wanneer er een differentiële modusstroom loopt, heffen de magnetische velden elkaar op
2.Belangrijkste categorieën van common mode-verdampers
Common mode-verdampers kunnen worden onderverdeeld in twee hoofdcategorieën op basis van hun toepassing: common mode-verdampers voor signaallijnen en common mode-verdampers voor voedingslijnen .
Hieronder staat de standaardproductclassificatie en de bijbehorende productmodellen voor common mode-verdampers op de Codaca officiële website. De pagina is hier te bezoeken:
https://www.codaca.com/Productsctr_Common-Mode-Choke.html
Figuur 3: Common mode-verdamper voor signaallijnen
Figuur 4: Voedingslijn gemeenschappelijke modus spoel
Parameterinterpretatie:
Codaca CPSQ1515L-203 gemeenschappelijke modus spoel als voorbeeld: als voorbeeld:
Tabel 1: Kenmerkende parameters van de CPSQ1515L-203 gemeenschappelijke modus spoel
① Inductantie: Bij gelijke frequentie en paracitaire capaciteit resulteert een grotere inductantie in een hogere impedantie.
② Impedantie: Een hogere impedantie zorgt voor betere filterprestaties. De impedantiewaarde varieert bij verschillende frequenties.
Figuur 5: Impedantie versus frequentiekarakteristieke curve voor de CPSQ1515L-203 gemeenschappelijke modus spoel
③ Gelijkstroomweerstand (DCR): De weerstand die over de spoel wordt weergegeven onder gelijkstroomomstandigheden; over het algemeen wordt een lagere DCR verkozen.
④ Nominale stroom: De maximale stroom die de spoel continu kan voeren zonder oververhitting.
⑤ Nominale spanning: De spanningswaarde waarbij de schakeling normaal bedoeld is om te functioneren.
⑥ Hi-pot (Spanningsbestendigheid): De spanning die de wikkeling gedurende een bepaalde periode kan weerstaan tussen windingen of tussen afzonderlijke wikkelingen zonder doorslag.
⑦ Werktijdtemperatuurbereik: Het temperatuurbereik waarbinnen het onderdeel betrouwbaar kan functioneren.
3. De 6 stappen van aanpassing van gemeenschappelijke modus spoelen
Wanneer standaardproducten niet voldoen aan de behoeften van een klant, is aanpassing van de gemeenschappelijke modus spoel vereist. Nu we de definitie, werking en parameters van gemeenschappelijke modus spoelen hebben toegelicht, bespreken we hoe we een geschikte spoel kunnen aanpassen voor een klant.
Stap 1: Klantvereisten verduidelijken
Analyse van toepassingssituatie: Voer een uitgebreide analyse uit van het gebruik van de gemeenschappelijke modus spoel. Dit omvat de specifieke toepassing (die bepaalt welke productklasse nodig is—automotive of industrieel), werkspanning, stroom en werkfrequentie. Deze factoren zullen direct invloed hebben op het ontwerp en de selectie van de gemeenschappelijke modus spoel.
Stap 2: Kenmerkende parameters bepalen
Inductantie: Inductantie is een van de belangrijkste prestatieparameters van een gemeenschappelijke modus choke en heeft direct invloed op de toepassing. De vereiste inductantie moet worden bepaald op basis van het specifieke gebruik.
De formule om de minimale vereiste inductantie te berekenen voor een gemeenschappelijke modus choke in een filtercircuit (parasitaire capaciteit verwaarlozend) is:
Waar 
is de vereiste impedantiewaarde bij frequentie 
.
Impedantie: Het vermogen van een gemeenschappelijke modus choke om gelijkstroomstoringen te onderdrukken, staat in nauw verband met zijn impedantie. De juiste impedantiewaarde moet worden bepaald op basis van het gewenste filtereffect.
Stap 3: Selecteer geschikte materialen en productstructuur
Kernmateriaal: De kern wordt gebruikt om de magnetische permeabiliteit van de spoel te verbeteren, wat de magnetische inductie-intensiteit binnen de wikkeling verhoogt en daardoor de inductiewaarde verhoogt. Er worden doorgaans materialen met hoge magnetische permeabiliteit gebruikt, zoals hoog-permeabele ferriet, amorfe of nanokristallijne materialen. De keuze van kernmateriaal beïnvloedt direct de prestaties van de spoel, en een geschikt materiaal kan ook helpen de fysieke afmetingen van het product te verkleinen.
Spoelmateriaal: De spoel is meestal gewikkeld van koperdraad. Het aantal windingen en de draaddiameter worden ontworpen op basis van de vereiste inductie en de effectieve stroomwaarde.
De formule voor het berekenen van inductie is:
μ 0= Permeabiliteit van vrije ruimte
μ e = Relatieve permeabiliteit van de kern
Een e = Effectief dwarsdoorsnede-oppervlak van de kern
l e = Effectieve magnetische weglengte van de kern
N = Aantal spoelwindingen
Zoals blijkt uit de formule, kan men bij miniaturisering van het product overwegen een kern te gebruiken met een hogere magnetische permeabiliteit om het volume van de kern te verkleinen.
Structurele ontwerp: Op basis van de ruimtelijke lay-out van de printplaat van de klant, ontwerp op rationele wijze een verticale of horizontale productstructuur en kies een door-contact of oppervlaktegemonteerde verpakkingsvorm om te waarborgen dat de choke correct kan worden geïnstalleerd.
Stap 4: Verwijzing naar veiligheidsnormen
Raadpleeg veiligheidsnormen zoals IEC 60664-1 of de interne normen van de klant.
Stap 5: Houd rekening met milieuomstandigheden
De bedrijfssomgeving beïnvloedt ook de elektrische prestaties van de spoel. Houd bij het aanpassen van een gemeenschappelijke modus choke rekening met factoren als temperatuur, vochtigheid en de koelmethode om stabiele werking in de praktische toepassing te garanderen.
Stap 6: Prestatietests en optimalisatie
Na aanpassing moet de gemeenschappelijke modus choke worden getest op prestaties, inclusief tests voor inductantie, impedantie en andere parameters. Indien de testresultaten niet voldoen aan de eisen, moet het ontwerp worden geoptimaliseerd totdat het aan de toepassingsvereisten voldoet.
4.Conclusie
Kortom, het aanpassen van een geschikte gemeenschappelijke modus choke vereist een grondige afweging van meerdere factoren, waaronder de toepassingsbehoeften van de klant, materialen en structuur, prestatieparameters, veiligheidseisen, omgevingsfactoren en prestatietests en optimalisatie. Alleen door wetenschappelijke analyse en rationeel ontwerp kan worden gewaarborgd dat de aangepaste gemeenschappelijke modus choke voldoet aan de eisen van de praktische toepassing.
Het R&D-team van Codaca Electronics heeft uitgebreide ervaring in de op maat gemaakte ontwikkeling van gemeenschappelijke modus chokes. Wij kunnen snel passende productoplossingen bieden voor verschillende toepassingssituaties van klanten. Wij nodigen u uit om contact met ons op te nemen voor advies en meer informatie.