전기 스로틀 - 작동 원리 및 사용 예

간섭을 억제하고, 전류 파동을 평활화하고, 코일 또는 코어의 자기장에 에너지를 저장하고, 고주파에서 회로의 일부를 서로 분리하는 데 사용되는 인덕터를 초크 또는 리액터(독일어 drosseln에서 — 한계, 쐐기).

따라서 전기 회로에서 초크의 주요 목적은 특정 주파수 범위의 전류를 자체적으로 유지하거나 자기장에서 일정 시간 동안 에너지를 축적하는 것입니다.

물리적으로 코일의 전류는 즉시 변할 수 없으며 유한한 시간이 걸립니다. — 이 위치를 바로 따릅니다. Lenz의 규칙에서.

코일을 통과하는 전류가 순간적으로 변경될 수 있다면 무한 전압이 코일에 나타날 것입니다. 코일의 자체 인덕턴스는 전류가 변할 때 자체적으로 전압을 생성합니다. 자기 유도의 EMF… 이런 식으로 초크는 전류를 느리게 합니다.

회로에서 전류의 가변 구성 요소를 억제해야 하는 경우(소음 또는 진동은 가변 구성 요소의 예일 뿐임) 그러한 회로에 초크가 설치됩니다. 인덕터, 간섭 주파수에서 전류에 대한 상당한 유도 저항이 있습니다. 초크가 경로에 설치되면 네트워크의 잔물결이 크게 줄어듭니다. 마찬가지로 회로에서 작동하는 서로 다른 주파수의 신호를 서로 분리하거나 분리할 수 있습니다.

무선 공학, 전기 공학, 마이크로파 기술에서는 헤르츠에서 기가 헤르츠 단위의 고주파 전류가 사용됩니다. 20kHz 이내의 낮은 주파수는 오디오 주파수를 의미하며, 초음파 범위(최대 100kHz, 마지막으로 HF 및 마이크로웨이브 범위)는 100kHz, 단위, 수십 및 수백 MHz 이상입니다.

그래서 스로틀이다. 자기 유도 코일, 특정 교류에 대한 큰 유도 저항으로 사용됩니다.

초크가 저주파 전류에 대한 유도 저항이 커야 하는 경우 인덕턴스가 커야 하며 이 경우 강철 코어로 만들어집니다. 고주파 초크(고주파 전류에 대한 높은 저항을 나타냄)는 일반적으로 코어 없이 만들어집니다.

저주파 초크 철 변압기처럼 생겼지만 유일한 차이점은 코일이 하나만 있다는 것입니다. 권선은 맴돌이 전류를 줄이기 위해 플레이트가 절연된 변압기의 강철 코어에 감겨 있습니다.

이러한 코일은 높은 인덕턴스(1N 이상)를 가지며 설치된 전기 회로의 전류 변화에 상당한 저항이 있습니다. 전류가 급격히 감소하기 시작하면 코일이 이를 지원합니다. 급격히 증가하면 코일이 제한되고 급격히 축적되지 않습니다.

초크의 가장 넓은 적용 분야 중 하나는 고주파 회로... 다층 또는 단층 코일은 페라이트 또는 강철 코어에 감겨 있거나 강자성 코어 없이 플라스틱 프레임 또는 와이어만 사용됩니다. 회로는 중거리 및 장거리 범위의 파도에서 작동하며 단면 권선이 종종 가능합니다.

강자성 코어 초크는 동일한 인덕턴스의 코어리스 초크보다 작습니다. 고주파 작동을 위해 내부 정전 용량이 낮은 페라이트 또는 자기 유전체 코어가 사용됩니다. 이러한 초크는 상당히 넓은 주파수 범위에서 작동할 수 있습니다.

아시다시피 초크의 주요 매개 변수는 코일과 같은 인덕턴스입니다.... 이 매개 변수의 단위는 henry이고 지정은 Gn입니다. 다음 매개변수는 옴(ohms) 단위로 측정되는 전기 저항(직류)입니다.

그런 다음 허용 전압, 정격 바이어스 전류 및 특히 발진 회로의 경우 매우 중요한 매개변수인 품질 요소와 같은 특성이 있습니다. 오늘날 다양한 엔지니어링 문제를 해결하기 위해 다양한 유형의 초크가 널리 사용됩니다.

초크의 종류

코일 없는 초크 전기 회로에서 고주파 노이즈를 억제하도록 설계되었습니다. 일반적으로 와이어가 통과하는 속이 빈 실린더(또는 O-링) 형태로 만들어진 페라이트 코어입니다.

저주파(산업용 주파수 포함)에서 이러한 초크의 반응성은 작고 고주파(0.1MHz ~ 2.5GHz)에서는 큽니다. 따라서 케이블에서 고주파 간섭이 발생하면 이러한 초크는 10 ~ 15dB의 삽입 손실로 간섭을 억제합니다.망간-아연 및 니켈-아연 페라이트는 회전 없이 초크의 자기 코어를 만드는 데 사용됩니다.

AC 초크 저항 (유도) 저항, LR 및 LC 회로의 요소 및 AC 변환기의 출력 필터로 널리 사용됩니다. 이러한 초크는 ~1mA ~ 10A의 전류에 대해 10분의 1마이크로헨리에서 수백 헨리의 인덕턴스로 만들어집니다. 초크에는 강자성 또는 페리자성 재료로 만들어진 자기 코어에 단일 코일이 있습니다.

AC 초크를 설계할 때 다음과 같은 주요 공칭 매개변수를 고려할 필요가 있습니다: 필요한 전력(전류의 가장 허용 가능한 값), 전류의 주파수, 존엄성 및 무게.

다양한 방법으로 품질 계수를 높일 수 있습니다. 자기 회로 생산의 관점에서 다음으로 인해 장점이 증가할 수 있음을 고려할 필요가 있습니다.

• 자기 투자율이 높고 손실이 적은 자성 재료 선택;

• 자기 회로의 단면적 증가;

• 비자성 갭 도입.

스무딩 초크 - 변환기의 입력 또는 출력에서 ​​전압 또는 전류의 가변 성분을 감소시키도록 설계된 변환기의 요소. 이러한 초크에는 (AC 초크와 달리) AC 및 DC 구성 요소가 모두 존재하는 전류에 단일 권선이 있습니다. 초크 코일은 부하와 직렬로 연결됩니다.

초크는 큰 인덕턴스(유도 저항). 권선에서 전압의 교류 구성 요소의 강하가 관찰되는 반면 (권선의 작은 활성 저항으로 인해) 일정한 구성 요소가 부하에서 해제됩니다.

전류 구성 요소는 초크 자기 회로에서 직접 자속(자화기 역할을 함)과 교류 자속을 생성합니다. 정현파… 전류의 일정한 성분으로 인해 초기 자화 곡선에 따라 자기 회로의 자속(유도)이 변화하는 반면, 가변 성분으로 인해 해당 전류 값에서 부분적인 주기로 자화 반전이 발생합니다.

전류가 증가함에 따라 자속의 교류 성분이 감소하여 (일정한 교류 성분에서) 미분 투자율이 감소하여 초크의 인덕턴스가 감소합니다. 물리적으로 자화 전류가 증가함에 따라 인덕턴스가 감소하는 것은 이 전류가 증가함에 따라 초크의 자기 회로가 점점 더 포화되기 때문입니다.

포화로 인한 질식 AC 회로에서 조정 가능한 유도 리액턴스로 사용됩니다. 이러한 초크에는 적어도 두 개의 권선이 있으며 그 중 하나는 교류 회로에 포함되고 다른 하나는 DC 회로에 포함됩니다 포화 초크의 작동 원리는 곡선 B의 비선형성을 사용하는 것입니다 (H) 제어 및 작동 전류에 의해 자기화될 때 자기 회로의.

이러한 초크의 자기 회로에는 비자기 갭이 없습니다. 포화 초크(스무딩 초크에 비해)의 주요 특징은 자기 회로에서 자속의 가변 성분 값이 훨씬 더 높다는 점과 그 변화의 정현파 특성입니다.

전자 장비의 개발은 초크에 대한 다양한 요구 사항을 부과합니다. 특히 구성 요소 조립 밀도가 높은 조건에서 크기를 줄이고 전자기 간섭 수준을 줄여야 합니다. 이 문제를 해결하기 위해 개발된 표면 실장 기판을 기반으로 하는 다층 페라이트 칩 필터.

이러한 장치는 박막 기술을 사용하여 제조됩니다. 페라이트의 얇은 층이 기판에 증착되며(예를 들어, 대만 회사인 Chilisin Electronics는 Ni-Zn 페라이트를 사용함), 그 사이에 반회전 코일 구조가 형성됩니다.

층이 수백 개에 달할 수 있는 층을 증착한 후 소결이 발생하며 그 동안 페라이트 자기 코어가 있는 체적 코일이 형성됩니다. 이 디자인 덕분에 스트레이 필드가 최소로 줄어들고 그에 따라 자력선이 주로 자기 회로 내부에서 닫히기 때문에 서로에 대한 요소의 상호 영향이 실질적으로 배제됩니다.

페라이트 칩이 있는 다층 필터: a — 생산 기술 b — 1mm 단위의 눈금과 관련된 모양

다층 페라이트 칩 필터는 가전 제품, 전원 공급 장치 등의 전원 및 신호 회로에서 고주파 간섭을 필터링하는 데 사용됩니다. 칩 필터의 주요 제조업체는 Chilisin Electronics, TDK Corporation(일본), Murata Manufacturing Co., Ltd(일본), Vishay Intertechnology(미국) 등입니다.

카르보닐 철 기반 마그네토 유전체로 만든 자기 코어 초크 0.5 ~ 100.0MHz 범위에서 작동하는 무선 장비에 사용됩니다.

초크에는 전기강, 페라이트, 자기 유전체, 정밀, 비정질 및 나노결정 합금 등 알려진 모든 연자성 재료로 만든 자기 코어를 사용할 수 있습니다.

변압기, 자기 증폭기 및 유사 장치의 초크와 달리 자기 회로는 자기 손실을 최소화하면서 자기 플럭스를 집중시키는 역할을 합니다. 이 경우, 자기 회로에 의해 수행되는 주요 기능은 상대 자기 투자율이 낮은 자기 유전체 재료로부터의 제조를 실질적으로 배제합니다.

자기 유전체와 유사한 주파수 범위에서 작동하도록 설계된 다양한 등급의 광범위한 페라이트는 제조를 위한 자기 유전체의 적용 범위를 좁힙니다. 전자기 장치의 자기 회로. 

질식 앱

따라서 목적에 따라 전기 초크는 다음과 같이 나뉩니다.

보조 스위칭 공급 장치에서 작동하는 AC 초크. 코일은 1차 전원의 에너지를 자기장에 저장한 다음 부하로 전달합니다. 반전 변환기, 증폭기 - 초크를 사용하며 때로는 변압기와 같이 여러 개의 권선을 사용합니다. 비슷한 방식으로 작동합니다 형광등의 자기 안정기, 정격 전류를 점화하고 유지하는 데 사용됩니다.

엔진 시동 초크 - 기동 및 제동 전류 제한기. 이는 저항기에서 열로 전력을 분산시키는 것보다 더 효율적입니다. 최대 30kW의 전기 드라이브의 경우 이러한 스로틀은 비슷해 보입니다. 삼상 변압기 (3상 초크는 3상 회로에 사용됩니다).

포화 초크전압 안정기 및 철 공진 변환기 (변압기가 부분적으로 초크로 변환됨) 및 회로의 유도 저항을 변경하기 위해 코어가 자화되는 자기 증폭기에 사용됩니다.

스무딩 초크에 적용 필터 정류된 전류 리플을 제거합니다. 스무딩 파워 초크는 매우 큰 커패시터의 부족으로 인해 튜브 앰프의 전성기 동안 매우 인기가 있었습니다. 정류기 이후의 파동을 부드럽게 하려면 초크를 정확히 사용해야 했습니다.

전원 회로에 있는 동안 진공 아크 램프 첨부된 스로틀 부스터 — 이들은 초크가 램프의 양극 부하 역할을 하는 특수 증폭기였습니다.

초크 Dp에서 방출된 증가된 AC 전압은 차단 커패시터 C를 통해 다음 램프의 그리드에 공급됩니다. 상대적으로 좁은 주파수 범위를 증폭해야 하며 이 대역에서 이득의 큰 균일성이 필요하지 않습니다.