Цоммон-моде индуктор

Индуктивност је важан концепт у електричним колима који описује како елемент кола може да складишти енергију у магнетном пољу. Индуктивност је обично представљена симболом "Л" и дефинисана је као однос напона на елементу кола и брзине промене струје кроз њега. Математички, ово се може изразити као Л=В / (дИ/дт), где је Л индуктивност, В је напон, а дИ/дт је брзина промене струје током времена. Индуктивност се производи интеракцијом између електричне струје и магнетног поља. Како струја тече кроз жицу или завојницу, она ствара магнетно поље око себе. Ово магнетно поље затим индукује напон у било ком проводном материјалу у близини, као што је друга жица или калем.

ДЦ отпор индуктора мери колико се супротставља протоку једносмерне струје кроз њега. Мери се у омима и на њега утичу дужина жице и површина попречног пресека. Када једносмерна струја тече кроз индуктор, ствара магнетно поље које складишти енергију. Ова енергија се ослобађа када се струја искључи, стварајући индуктивност, која филтрира и складишти енергију. минимизирање ДЦ отпора је важно јер утиче на ефикасност и перформансе индуктора у ДЦ колима. Омов закон се користи за израчунавање једносмерног отпора, а на њега могу утицати температура, материјал жице и премаз. Приликом одабира индуктора, нижи ДЦ отпор је пожељан за апликације високих перформанси које захтевају већу ефикасност.

К фактор, или фактор квалитета, је мера колико ефикасно индуктор може да складишти и ослобађа енергију. Израчунава се као однос енергије ускладиштене у индуктору и енергије изгубљене као топлота током сваког циклуса осциловања. Математички, К фактор се изражава као К=2πфЛ / Р, где је ф резонантна фреквенција индуктора, Л је индуктивност, а Р отпор индуктора.
Већи К фактор значи да је индуктор ефикаснији у складиштењу енергије, док нижи К фактор значи да индуктор лакше губи енергију. У пројектовању и избору индуктора, К фактор је важан параметар, посебно за апликације које захтевају високу ефикасност и мали губитак снаге. На пример, висококвалитетни индуктори се користе у РФ колима за подешавање кола на одређене фреквенције са минималним губитком снаге.
На К фактор индуктора утичу различити фактори као што су материјал жице, пречник жице, материјал језгра и облик језгра. Коришћење жице високе проводљивости, минимизирање пречника жице и одабир висококвалитетних материјала за језгро могу побољшати К фактор индуктора. Поред тога, резонантна фреквенција индуктора утиче на његов К фактор, који је највећи на резонантној фреквенцији. Стога је одабир одговарајуће резонантне фреквенције кључан за постизање жељеног нивоа ефикасности за одређену примену.

Саморезонантна фреквенција је фреквенција на којој индуктор показује максималну реактанцију и минималну импедансу, понашајући се као резонантно коло. На овој фреквенцији, реактанса индуктора поништава његов отпор, што резултира чисто отпорном импедансом. Саморезонантна фреквенција је одређена индуктивношћу завојнице, капацитивношћу између завоја калема и распоређеном капацитивношћу између завојнице и других проводних елемената у колу. Може се израчунати коришћењем формуле ф=1 / (2π √ЛЦ), где је Л индуктивност калема, Ц укупна капацитивност, а ф саморезонантна фреквенција.
Индуктори показују растућу реактансу на фреквенцијама изнад саморезонантне фреквенције и опадајућу реактансу на фреквенцијама испод ње. Саморезонантна фреквенција је критичан параметар при избору и пројектовању индуктора за високофреквентне апликације, пошто рад индуктора изнад његове саморезонантне фреквенције може довести до смањене ефикасности, прекомерног одвођења топлоте, па чак и оштећења индуктора.
Саморезонантна фреквенција се може померити променом физичких својстава завојнице или кола на које је повезан. Ово се може постићи подешавањем броја завоја у калему, променом његове физичке величине или облика, или променом капацитивности у колу. Разумевање саморезонантне фреквенције и како је подесити је кључно за пројектовање и избор индуктора за високофреквентна кола.

Струја засићења индуктора је критичан фактор у одређивању максималне струје коју индуктор може да поднесе пре него што његова индуктивност почне да опада услед магнетног засићења материјала језгра. Када материјал језгра постане засићен, јачина магнетног поља у језгру достиже максимални ниво, што доводи до смањења индуктивности завојнице. Неколико фактора, као што су материјал језгра, геометрија језгра, величина жице и број завоја у калему, одређују струју засићења индуктора.
Типично, индуктори са већим језграма и више завоја жице могу да поднесу веће струје пре него што достигну магнетно засићење. Одабир индуктора са одговарајућом струјом засићења је кључан приликом пројектовања кола које захтева велике струје. Произвођачи индуктора обезбеђују листу података која укључује струју засићења индуктора, која се може израчунати или проценити на основу материјала и геометрије језгра. Важно је одабрати индуктор са струјом засићења већом од максималне струје која се очекује у апликацији како би се спречило смањење перформанси изазвано засићењем.

Температурни коефицијент индуктора је процентуално мерење како се индуктивност завојнице мења у односу на температуру. Обично се изражава у деловима на милион по степену Целзијуса (ппм/степен) и може се наћи у таблици са подацима индуктора. Температурни коефицијент је кључни фактор који треба узети у обзир при избору индуктора за апликације где су варијације температуре значајне. На температурни коефицијент утичу својства материјала завојнице и материјала језгра. Како температура расте, отпор материјала намотаја и језгра се такође повећава, што резултира смањењем индуктивности. Температурни коефицијент може бити позитиван или негативан, у зависности од специфичног дизајна индуктора и коришћених материјала.
Температурни коефицијент је посебно важан у апликацијама које захтевају високо прецизно мерење или регулацију, као што су филтери на бази индуктора који се користе у високофреквентним апликацијама као што су радио и телекомуникације. Стабилна индуктивност у широком температурном опсегу је неопходна да би се избегла изобличења и други проблеми.