Индукторы, Катушки, Дроссели

Катушка индуктивности накапливает энергию в магнитном поле и сопротивляется изменению тока. На этом свойстве держатся импульсные преобразователи, фильтры питания и подавители помех. В разделе собраны постоянные индукторы для поверхностного и выводного монтажа, подстроечные катушки, линии задержки, трансформаторные сборки и катушки беспроводной зарядки.

Ключевые параметры

Как это считается

Сопротивление катушки переменному току растет с частотой. Дроссель 100 мкГн на частоте 100 кГц имеет реактивное сопротивление около 63 Ом, а постоянный ток пропускает почти свободно, теряя только на сопротивлении обмотки. Именно поэтому катушка в фильтре питания задерживает помеху, но не мешает полезному току.

В импульсном преобразователе индуктивность выбирают по допустимым пульсациям тока, обычно от 20 до 40 процентов от рабочего. Слишком малая индуктивность даст большие пульсации и нагрев конденсаторов, слишком большая увеличит габарит и сопротивление обмотки. Подробный разбор с формулами есть в статье Катушки индуктивности и дроссели.

Главная ошибка при выборе это смотреть только на индуктивность и номинальный ток, забыв про ток насыщения. Каталожная катушка на 100 мкГн при токе выше насыщения превращается почти в кусок провода: индуктивность падает, ток растет лавиной, ключ преобразователя перегревается. Ток насыщения всегда берут выше пикового тока в схеме, а не среднего.

Частые вопросы

Чем дроссель отличается от катушки индуктивности?
Физически это одно и то же, разница в назначении. Катушкой называют элемент, работающий в частотно-зависимой цепи, дросселем тот, что стоит в цепи питания и задерживает помеху или сглаживает ток.

Что будет, если поставить катушку с большим сопротивлением обмотки?
Вырастут потери и нагрев. При токе 3 А и сопротивлении 100 миллиом на катушке выделится 0,9 Вт, и это тепло придется куда-то отводить, а КПД преобразователя упадет.

Когда нужен экранированный дроссель?
Когда рядом на плате есть чувствительные аналоговые цепи или антенны. Открытый сердечник излучает магнитное поле и наводит помехи на соседние дорожки.

Чем катушка отличается от ферритовой бусины?
Катушка запасает энергию и возвращает ее в цепь, а бусина на высоких частотах ведет себя как сопротивление и рассеивает энергию помехи в тепло. Для подавления высокочастотного шума по питанию берут ферритовые бусины, для накопления энергии в преобразователе катушку.

Для подавления синфазных помех на входе питания и в линиях данных применяют синфазные дроссели, а обвязку преобразователей собирают вместе с конденсаторами и микросхемами управления питанием. Как выбрать между линейным и импульсным решением, разобрано в статье Стабилизаторы напряжения.