Choke (elektronik)
Inom elektronik är en choke en induktor som används för att blockera växelströmmar med högre frekvens (AC) samtidigt som den passerar likström (DC) och lägre frekvens växelström i en krets . En choke består vanligtvis av en spole av isolerad tråd som ofta är lindad på en magnetisk kärna , även om vissa består av en munkformad "pärla" av ferritmaterial uppträdd på en tråd. Chokens impedans ökar med frekvensen. Dess låga elektriska motstånd passerar både AC och DC med liten effektförlust, men dess reaktans begränsar mängden AC som passerar.
Namnet kommer från att blockera - "choking" - höga frekvenser medan de passerar låga frekvenser. Det är ett funktionellt namn; namnet "choke" används om en induktor används för att blockera eller frikoppla högre frekvenser, men komponenten kallas helt enkelt en "induktor" om den används i elektroniska filter eller avstämda kretsar . Induktorer konstruerade för användning som drosslar kännetecknas vanligtvis av att de inte har lågförlustkonstruktion (hög Q-faktor ) som krävs i induktorer som används i avstämda kretsar och filtreringstillämpningar.
Typer och konstruktion
.jpg)
Chokes är indelade i två breda klasser:
- Audio frequency chokes (AFC) – designade för att blockera ljud- och kraftledningsfrekvenser samtidigt som DC släpps igenom
- Radiofrekvensdrosslar (RFC) – utformade för att blockera radiofrekvenser samtidigt som ljud och DC släpps igenom.
Ljudfrekvenschoke
Audio frequency chokes (AFC) har vanligtvis ferromagnetiska kärnor för att öka deras induktans. De är ofta konstruerade på samma sätt som transformatorer, med laminerade järnkärnor och en luftspalt. Järnkärnan ökar induktansen för en given volym av kärnan. Drosslar användes ofta vid utformningen av likriktarströmförsörjning för vakuumrörutrustning såsom radiomottagare eller förstärkare. De finns vanligtvis i likströmsmotorstyrenheter för att producera likström (DC), där de användes i samband med stora elektrolytiska kondensatorer för att ta bort spänningsrippeln (AC) vid utgången DC. En likriktarkrets konstruerad för ett choke-utgångsfilter kan producera för mycket DC-utgångsspänning och utsätta likriktaren och filterkondensatorerna för överdrivna inströmmar och rippelströmmar om induktorn tas bort. Men moderna elektrolytiska kondensatorer med höga rippelströmvärden och spänningsregulatorer som tar bort mer strömförsörjningsrippel än chokes kunde ha eliminerat tunga, skrymmande chokes från nätfrekvensnätaggregat. Mindre chokes används för att byta strömförsörjning för att ta bort de högre frekvensomkopplingstransienterna från utgången och ibland från att matas tillbaka till nätingången. De har ofta toroidformade ferritkärnor.
Vissa bilstereohobbyister använder chokespolar med bilstereosystem (särskilt i kablarna för en subwoofer , för att ta bort höga frekvenser från den förstärkta signalen).
Radiofrekvens choke
Radiofrekvensdrosslar (RFC) har ofta järnpulver eller ferritkärnor vilket ökar induktansen och den totala driften. De lindas ofta i komplexa mönster ( korglindning ) för att minska självkapacitans och förluster av närhetseffekter . Drosslar för ännu högre frekvenser har omagnetiska kärnor och låg induktans.
En modern form av choke som används för att eliminera digitalt RF-brus från linjer är ferritpärlan, en cylindrisk eller torusformad kärna av ferrit som glider över en tråd. Dessa ses ofta på datorkablar. Ett typiskt RF-chokevärde kan vara 2 milli henries .
Common-mode choke
En common-mode (CM) choke är en speciell tillämpning av chokes där den används för att agera på en common-mode-signal . Dessa drosslar är användbara för att undertrycka elektromagnetisk störning (EMI) och radiofrekvensstörning (RFI) som ofta introduceras på högströmsledningar, såsom på strömförsörjningsledningar , vilket kan orsaka oönskad drift. Att reducera detta brus görs ofta genom att använda en drossel i common mode - två parallella spollindningar på en enda kärna. Common mode-drossel tillåter differentialströmmar att passera samtidigt som de blockerar signaler som påverkar båda ledningarna. Eftersom det magnetiska flödet som alstras av differentialmodströmmar i kärnan av en common mode-drossel tenderar att upphäva varandra, uppvisar spjället liten impedans mot differentialmodströmmar. Den uppnår detta genom att placera lindningar så att de genererar lika men motsatta fält som tar ut varandra för differentialmodsignaler. Normalt innebär detta också att kärnan inte kommer att mättas för stora differentialmodströmmar, och den maximala strömstyrkan bestäms istället av lindningsresistansens uppvärmningseffekt. Å andra sidan ser common mode-strömmar en högimpedansväg på grund av den kombinerade induktansen hos lindningarna som förstärker varandra.
CM-chokes används ofta i industriella, elektriska och telekommunikationsapplikationer för att ta bort eller minska brus och relaterade elektromagnetiska störningar.
När CM-drosseln leder CM-ström, är det mesta av det magnetiska flödet som genereras av lindningarna begränsat till induktorkärnan på grund av dess höga permeabilitet. I det här fallet är läckflödet, vilket också är emissionen av nära magnetfält från CM-choken, lågt. Emellertid kommer DM-strömmen som flyter genom lindningarna att generera högemitterade näramagnetiska fält eftersom lindningarna är negativt kopplade i detta fall. För att minska emissionen av nära magnetfält kan en vriden lindningsstruktur appliceras på CM-drosseln.
Skillnaden mellan CM-drosseln med balanserade vridna lindningar och konventionella balanserade tvålindade CM-drossel är att lindningarna samverkar i mitten av det öppna kärnfönstret. När den leder CM-ström, kan den balanserade vridna lindade CM-induktansen ge identisk CM-induktans som den konventionella CM-induktansen. När den leder DM-ström, kommer de ekvivalenta strömslingorna att generera magnetiska fält i omvänd riktning i rymden så att de tenderar att upphäva varandra.
En ström passerar genom induktorn och en sond mäter närfältsemissionen. En signalgenerator, som fungerar som spänningskälla, är ansluten till en förstärkare. Förstärkarens utgång kopplas sedan till induktorn under mätning. För att övervaka och kontrollera strömmen som flyter genom induktorn, kläms en strömklämma runt den ledande ledningen. Ett oscilloskop kopplat till strömtången för att mäta strömvågformen. En sond mäter flödet i luften. En spektrumanalysator ansluten till sonden samlar in data.
Se även
- Linjereaktor
- Waveguide choke - designad för att förbättra eller förhindra utbredning av specifika lägen i vågledare .
Vidare läsning
- Wildi, Théodore (1981) Elkraftteknik , ISBN 978-0471077640
externa länkar
| Myndighetskontroll : Nationella bibliotek |
|---|
