Các loại cuộn cảm, phân loại và cách chúng hoạt động

Ngành công nghiệp điện tử sử dụng nhiều kiểu dáng và loại cuộn cảm khác nhau. Cuộn cảm được sử dụng trong mạch để thực hiện nhiều chức năng với nhiều kiểu khác nhau.

Bởi: S. Prakash

Một số chức năng được thực hiện bởi một số loại cuộn cảm trong một mạch đang loại bỏ và lọc các gai có trên đường dây điện.

Mặt khác, các bộ lọc hiệu suất cao sử dụng các loại cuộn cảm khác.

Ngoài ra, còn có các loại cuộn cảm khác được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau như trong bộ dao động.

Điều này đã dẫn đến việc sản xuất và cung cấp các cuộn cảm ở nhiều loại khác nhau.

Các yếu tố chủ yếu đóng vai trò là yếu tố xác định trên cơ sở phân biệt các cuộn cảm của các loại khác nhau bao gồm giá trị, kích thước, dòng điện và tần số, trong số các yếu tố tích trữ khác.

Khái niệm cơ bản về cuộn cảm

Các quy luật tự nhiên mà tất cả các loại cuộn cảm tuân theo về cơ bản là giống nhau bất kể chúng thuộc loại khác nhau hoặc có các tính năng khác nhau.

Mỗi và mọi cuộn cảm có bản chất cơ bản là bao quanh chất dẫn thông qua việc thiết lập một trường từ tính.

Ngoài ra, tất cả các cuộn cảm có điện trở ở một số lượng nhất định.

Các cuộn cảm sử dụng các thông số cơ bản này bất kể chúng thuộc loại khác nhau hoặc có các tính năng khác nhau.

Lưu ý: Các mạch điện và điện tử bị ảnh hưởng bởi một yếu tố cơ bản là độ tự cảm. Lượng điện cảm cụ thể liên quan đến cuộn dây hoặc dây dẫn là do từ trường xung quanh nó được thiết lập khi có dòng điện chạy qua.

Điều này dẫn đến việc lưu trữ năng lượng trong từ trường dẫn đến việc cuộn dây hoạt động để tạo ra điện trở đối với những thay đổi quan sát được trong cuộn dây hoặc vật dẫn.

Lõi của cuộn cảm

Hình dạng mà các cuộn cảm thường được sản xuất là 'hình dạng cuộn'.

Các cuộn cảm được sản xuất ở dạng cuộn vì có sự liên kết của từ trường với khoảng cách giữa các cuộn cảm và các cuộn dây.

Việc sản xuất cuộn cảm có công suất điện cảm lớn là một quá trình dễ dàng hơn.

Độ tự cảm của cuộn cảm chủ yếu bị ảnh hưởng bởi độ từ thẩm của môi trường trong đó cuộn dây được đặt và do đó một lõi được sử dụng để chạy xuống cuộn dây qua tâm của nó.

Các vật liệu được sử dụng cho lõi bao gồm các vật liệu từ tính như ferit và sắt.

Do đó, có sự gia tăng mức độ tự cảm có thể đạt được thông qua việc này.

Nhưng người ta phải cẩn thận trong khi chọn lõi sẽ được sử dụng vì lõi phải phù hợp để cung cấp hiệu suất cao ở mức tần số, công suất và ứng dụng chung của cuộn cảm đã cho.

Lõi cuộn cảm và các loại khác nhau của nó

Có rất nhiều loại cuộn cảm có sẵn trong ngành công nghiệp tương tự như các loại linh kiện khác như tụ điện.

Nhưng một khó khăn có thể gặp phải trong việc xác định các loại cuộn cảm một cách chính xác vì các ứng dụng mà cuộn cảm được sử dụng rất đa dạng.

Các cuộn cảm có thể được xác định thông qua loại vật liệu cốt lõi của chúng và do đó được sử dụng để phân loại các cuộn cảm và định nghĩa chúng ở dạng cơ bản.

Nhưng cần lưu ý rằng đây không phải là cách phân loại cuộn cảm đơn lẻ mà được sử dụng ở quy mô lớn.

Cuộn cảm không khí : Các ứng dụng RF như máy phát vô tuyến và máy thu thường sử dụng cuộn cảm không khí vì các ứng dụng này yêu cầu mức độ tự cảm rất nhỏ.

Có rất nhiều lợi thế được mang lại bởi cuộn cảm này vì không có cuộn dây.

Một trong những ưu điểm là không có bất kỳ tổn thất nào từ lõi vì nó chỉ được tạo thành từ không khí duy nhất không thể bị mất, do đó tạo ra Q ở mức rất cao khi điện trở của cuộn dây hoặc cuộn cảm ở mức thấp. .

Để chống lại hiện tượng này, sự gia tăng kích thước vật lý của cuộn cảm có thể được quan sát vì các vòng dây hiện diện của cuộn dây có số lượng cao hơn và lớn hơn cũng cho phép nó đạt được độ tự cảm cùng mức.

Iron Cored Inductor : Các cuộn cảm yêu cầu công suất tự cảm cao và công suất lớn thường sử dụng lõi sắt.

Một số cuộn cảm hoặc cuộn dây âm thanh có thể được sử dụng bằng sắt laminate. Nói chung có rất hạn chế sử dụng loại cuộn cảm này.

Ferrite Cored inductor: Có rất nhiều loại cuộn cảm sử dụng rộng rãi ferit làm vật liệu cho lõi của chúng.

Ferit là một dạng gốm oxit kim loại và nó là Oxit sắt (Fe2O3) mà xung quanh nó được tạo ra cùng với quá trình đùn hoặc ép các oxit niken-kẽm hoặc cách khác là oxit mangan-kẽm thành hình dạng theo yêu cầu.

Cuộn cảm bột sắt: Cũng có nhiều loại cuộn cảm sử dụng rộng rãi bột sắt làm vật liệu cho lõi của chúng.

Tương tự như lõi ferit, cuộn cảm có bột sắt làm lõi của chúng cho phép sản xuất cuộn cảm hoặc cuộn dây điện cảm có độ tự cảm rất cao trong một không gian nhỏ đáng kể bằng cách cung cấp độ thẩm thấu cao hơn đáng kể.

Các loại cuộn cảm cơ học và ứng dụng của chúng

Một cách khác ngoài loại cuộn dây có thể được sử dụng để phân loại cuộn cảm là trên cơ sở cấu tạo cơ học của cuộn cảm. Các loại tiêu chuẩn khác nhau được sử dụng để phân biệt các cuộn cảm là:

Cuộn cảm dựa trên suốt chỉ: Trong cuộn cảm trên suốt, có một suốt chỉ hình trụ xung quanh cuộn cảm được quấn.

Cuộn cảm dựa trên suốt chỉ được thiết kế sao cho chúng có thể được sử dụng để lắp bảng mạch in.

Cuộn cảm này cũng có thể được sử dụng để lắp bề mặt nhưng hạn chế là kích thước của chúng có thể lớn hơn và do đó chúng sẽ được yêu cầu lắp thông qua việc sử dụng các phương tiện khác có bản chất cơ học.

Có một số phiên bản của cuộn cảm dựa trên suốt chỉ cũ hơn và có thể thấy có sự giống nhau về định dạng khi so sánh với các điện trở được dẫn thông thường.

Cuộn cảm hình xuyến : Một hình tròn trước đây được sử dụng trong cuộn cảm này, còn được gọi là tiểu hành tinh xung quanh cuộn cảm bị thương.

Để tăng tính thấm của lõi, cuộn cảm hình xuyến sử dụng ferit để tạo hình tròn trước đây.

Một trong những lợi thế đạt được khi sử dụng hình xuyến là hình xuyến cho phép chuyển động của từ thông xung quanh chính nó theo một đường tròn, dẫn đến rò rỉ từ thông rất thấp.

Một trong những nhược điểm được quan sát thấy trong cuộn cảm hình xuyến là có một yêu cầu bổ sung của máy quấn đặc biệt để hoàn thành quy trình sản xuất vì tại mỗi lượt, yêu cầu rằng qua hình xuyến, dây cần phải được thông qua.

Cuộn cảm gốm nhiều lớp : Công nghệ mà cuộn cảm gốm nhiều lớp được sử dụng ở quy mô rộng là công nghệ gắn kết bề mặt.

Việc sản xuất cuộn cảm thường được thực hiện bằng cách sử dụng vật liệu gốm từ tính như ferit.

Phần thân gốm chứa cuộn dây và điều này lần lượt được trình bày trên các nắp cuối ở mạch ngoài. Quá trình này rất giống với quá trình tiếp theo trong các tụ điện chip.

Cuộn cảm phim: Vật liệu cơ bản được sử dụng trong cuộn cảm phim là một màng dẫn điện. Sau đó, biên dạng của ruột dẫn được yêu cầu bằng cách tạo hình hoặc khắc trên phim.

Như vậy, theo thảo luận ở trên, rõ ràng là có một số cách phân loại một cuộn cảm.

Mỗi bộ phân loại đều có những ưu điểm riêng và do đó điều cốt yếu là trong khi lựa chọn bất kỳ loại phân loại nào, người ta cần phải xem xét ứng dụng mà cuộn cảm được yêu cầu.

Việc sử dụng các vật liệu hiện đại trong sản xuất cuộn cảm đã đảm bảo đáng kể hiệu suất cao của cuộn cảm.

Đồng thời, có nhiều con đường khác có sẵn cho các nhà thiết kế mạch bao gồm các ứng dụng như các ứng dụng nguồn, chống lại EMI và các ứng dụng RF.