Choke (elektronica)

Van Wikipedia, de vrije encyclopedieGa naar navigatieGa naar zoekenVoor ander gebruik, zieWurgen (doorverwijspagina).Een smoorspoel met twee 20 mH-wikkelingen en een capaciteit van 2 A

Inelektronica, Averstikkenis eeninductorwordt gebruikt om hogere frequenties te blokkerenwisselstroom(AC) in eenelektrisch circuit, terwijl u lagere frequenties passeert ofgelijkstroom(DC). Een choke bestaat meestal uit eenspoelvan geïsoleerde draad, vaak gewikkeld op eenmagnetische kern, hoewel sommige bestaan ​​uit een donutvormige "kraal" van ferrietmateriaal geregen aan een draad. De chokeimpedantieneemt toe met de frequentie. Het is laagelektrische weerstandpasseert zowel AC als DC met weinig vermogensverlies, maar hetreactantiebeperkt de hoeveelheid AC die wordt doorgegeven.

De naam komt van het blokkeren - "choken" - van hoge frequenties terwijl lage frequenties worden doorgelaten. Het is een functionele naam; de naam "choke" wordt gebruikt als een spoel wordt gebruikt voor het blokkeren of ontkoppelen van hogere frequenties, maar wordt simpelweg een "inductor" genoemd als deze wordt gebruikt inelektronische filtersofafgestemde circuitsInductoren die ontworpen zijn voor gebruik als smoorspoelen onderscheiden zich doorgaans doordat ze niet de constructie met laag verlies hebben (hogeQ-factor) vereist in spoelen die worden gebruikt in afgestemde circuits en filtertoepassingen.

Inhoud

• 1Types en constructie

• 1.3.1Vermindering van de emissie van nabije magnetische velden

• 1.3.1.1Meting voor emissie van nabije magnetische velden

• 1.1Audiofrequentiesmoorspoelen

• 1.2Radiofrequentiesmoorspoelen

• 1.3Common-mode (CM) smoorspoelen

• 2Referenties

• 3Verder lezen

• 4Zie ook

• 5Externe links

Types en constructie[bewerking]

EenMFofHF-radiochoke voor tienden van een ampère, en eenferriet kraalVHFchoke voor enkele ampère.Aferriet "kraal" smoorspoel, bestaande uit een cilinder van ferriet die een computerstroomkabel omsluit om elektronische ruis te blokkeren.

Chokes worden in twee brede klassen onderverdeeld:

• Audiofrequentiesmoorspoelen (AFC) – ontworpen omaudioen de frequenties van de elektriciteitsleiding, terwijl DC doorgelaten wordt

• Radiofrequentie-smoorspoelen (RFC) – ontworpen om te blokkerenradiofrequentiesterwijl audio en DC doorgelaten worden.

Audiofrequentiesmoorspoelen[bewerking]

Audiofrequentiesmoorspoelen (AFC's) hebben meestal een ferromagnetische kern om hun inductie te verhogen. Ze zijn vaak vergelijkbaar met transformatoren, met gelamineerde ijzeren kernen en een luchtspleet. De ijzeren kern helpt de inductie te verbeteren.^[1]Een belangrijke toepassing in het verleden was in gelijkrichters en gelijkstroommotorregelaars om gelijkstroom (DC) te produceren. Deze werden gebruikt in combinatie met grote elektrolytische condensatoren om de spanningsrimpel (AC) bij de uitgangsspanning te verwijderen. Een gelijkrichtercircuit dat is ontworpen voor een smoorspoelfilter kan te veel DC-uitgangsspanning produceren en de gelijkrichter- en filtercondensatoren blootstellen aan overmatige inschakel- en rimpelstroom als de spoel wordt verwijderd. Moderne elektrolytische condensatoren met een hoge rimpelstroomsterkte enspanningsregelaarsdie meer rimpel in de voeding verwijderen dan smoorspoelen zouden kunnen, hebben zware, omvangrijke smoorspoelen uit netvoedingen geëlimineerd. Kleinere smoorspoelen worden gebruikt inschakelende voedingenOm de hoogfrequente schakeltransiënten uit de uitgang te verwijderen en soms ook niet terug te voeren naar de netspanning. Ze hebben vaak toroïdale ferrietkernen.

Sommigedoe-het-zelfhobbyisten in auto-audio gebruiken smoorspoelen bij auto-audiosystemen (specifiek in de bedrading voor eensubwoofer(om hoge frequenties uit het versterkte signaal te verwijderen).

Radiofrequentiesmoorspoelen[bewerking]

Radiofrequentie-smoorspoelen (RFC's) bevatten vaak ijzerpoeder offerrietkernen waardoor de inductie en de algehele werking toenemen.^[1]Ze zijn vaak in complexe patronen gewonden (mandwikkeling) om te verminderenzelfcapaciteitEnnabijheidseffectverliezen. Smoorspoelen voor nog hogere frequenties hebben een niet-magnetische kern en een lage inductie.

Een moderne vorm van smoorspoel die wordt gebruikt om digitale RF-ruis uit lijnen te elimineren, is deferriet kraal, een cilindrische of torusvormige kern van ferriet die over een draad is geschoven. Deze worden vaak gezien op computerkabels. Een typische RF-smoorspoelwaarde kan 2 milli-milli-amplitude zijn.Hendriks.

Common-mode (CM) smoorspoelen[bewerking]

Een typische common-mode-chokeconfiguratie. De common-modestromen, I1 en I2, die in dezelfde richting door elk van de wikkelingen van de choke stromen, creëren gelijke en in-fase magnetische velden die zich optellen. Dit resulteert in een hoge impedantie van de choke voor het common-modesignaal.^[2]

De common-mode choke, waarbij twee spoelen op één kern zijn gewikkeld, is nuttig voor het onderdrukken vanelektromagnetische interferentie(EMI) enradiofrequentie-interferentie(RFI) vanvoedingLijnen en ter voorkoming van storingen in vermogenselektronica. Het laat differentiële stromen (gelijke maar tegengestelde stromen) door, terwijl common-mode stromen worden geblokkeerd.^[3]De magnetische flux die door differentiële-modus (DM)-stromen in de kern wordt geproduceerd, heeft de neiging elkaar op te heffen, omdat de wikkelingen negatief gekoppeld zijn. De smoorspoel vertoont daardoor weinig inductantie of impedantie voor DM-stromen. Dit betekent normaal gesproken ook dat de kern niet verzadigd raakt bij grote DM-stromen en dat de maximale stroomsterkte wordt bepaald door het verwarmingseffect van de wikkelingsweerstand. De CM-stromen vertonen echter een hoge impedantie vanwege de gecombineerde inductantie van de positief gekoppelde wikkelingen.

CM-smoorspoelen worden veel gebruikt in industriële, elektrische en telecommunicatietoepassingen om ruis en gerelateerde elektromagnetische interferentie te verwijderen of te verminderen.^[4]

CM-smoorspoel met DM-stroom

Vermindering van de emissie van nabije magnetische velden[bewerking]

Wanneer de CM-smoorspoel CM-stroom geleidt, wordt het grootste deel van de magnetische flux die door de wikkelingen wordt gegenereerd, beperkt door de spoelkern vanwege de hoge permeabiliteit. In dit geval is de lekflux, die tevens de emissie van het nabije magnetische veld van de CM-smoorspoel vertegenwoordigt, laag. De DM-stroom die door de wikkelingen stroomt, genereert echter een hoog geëmitteerd nabij magnetisch veld, omdat de wikkelingen in dit geval negatief gekoppeld zijn. Om de emissie van het nabije magnetische veld te verminderen, kan een gedraaide wikkelingsstructuur op de CM-smoorspoel worden toegepast.

Een gebalanceerde CM-choke met gedraaide wikkelingenHet prototype van de gebalanceerde CM-choke met gedraaide wikkeling

Het verschil tussen de CM-smoorspoel met gebalanceerde getwiste wikkelingen en de conventionele CM-smoorspoel met twee wikkelingen is dat de wikkelingen in het midden van het open kernvenster samenwerken. Wanneer CM-stroom wordt geleid, kan de CM-inductor met gebalanceerde getwiste wikkelingen dezelfde CM-inductantie leveren als de conventionele CM-inductor. Wanneer DM-stroom wordt geleid, genereren de equivalente stroomlussen magnetische velden met omgekeerde richting in de ruimte, waardoor ze de neiging hebben elkaar op te heffen.

De equivalente stroomlussen en de gegenereerde magnetische velden

Meting voor emissie van nabije magnetische velden[bewerking]

We moeten een stroom door de spoel leiden en een sonde gebruiken om de emissie in het nabije veld te meten. Eerst wordt een signaalgenerator, die als spanningsbron dient, aangesloten op een versterker. De uitgang van de versterker wordt vervolgens verbonden met de te meten spoel. Om de stroom door de spoel te bewaken en te regelen, wordt een stroomtang om de geleidende draad geklemd. Vervolgens wordt een oscilloscoop op de stroomtang aangesloten om de golfvorm van de stroom te meten. Vervolgens wordt een sonde gebruikt om de flux in de lucht te meten. Een andere spectrumanalysator wordt op de sonde aangesloten om de gegevens te verzamelen.

Opstelling van het meetexperiment

https://nl.wikipedia.org/wiki/Choke_(elektronica)