سلف حلقه مغناطیسی

سلف های حلقه ای مغناطیسی یکی از رایج ترین سلف ها هستند که می توان آنها را به دو دسته سلف های حالت معمولی و سلف های مد دیفرانسیل تقسیم کرد. این مقاله سلف های حالت مشترک حلقه مغناطیسی را معرفی می کند.

سلف های حالت معمولی که به عنوان کویل های خفه کننده حالت معمول نیز شناخته می شوند. معمولاً از دو سیم پیچ با قطر سیم یکسان و تعداد دور یکسان تشکیل شده است که به طور مساوی و متقارن در یک هسته حلقه پیچیده می شوند. القاگرهای حالت مشترک یک اثر سرکوب کننده قوی روی سیگنال های حالت مشترک دارند، اما تقریباً هیچ تأثیری روی سیگنال های حالت دیفرانسیل ندارند.

اصل کار:

هنگامی که سیگنال حالت مشترک (سیگنال تداخل) از سلف عبور می کند، شار مغناطیسی در حلقه مغناطیسی بر روی یکدیگر قرار می گیرد، بنابراین یک اندوکتانس بزرگتر دارد و به طور موثر سیگنال حالت مشترک را مهار می کند. هنگامی که سیم پیچ از طریق سیگنال حالت دیفرانسیل (سیگنال مورد نیاز) جریان می یابد، شار مغناطیسی در حلقه مغناطیسی یکدیگر را خنثی می کند و تقریباً هیچ اندوکتانسی وجود ندارد، بنابراین سیگنال حالت دیفرانسیل می تواند بدون تضعیف عبور کند.

در حال حاضر، متداول ترین ماده مورد استفاده برای حلقه مغناطیسی سلف حالت مشترک، منگنز روی رسانایی بالا است و نفوذپذیری آن 5K، 7K، 10K، 12K، 15K و غیره است. هرچه نفوذپذیری متناظر بیشتر باشد، اندوکتانس در همان تعداد چرخش بیشتر است، اما پایداری نسبتا ضعیف است و اندوکتانس در دمای بالا به شدت تغییر می کند. در حال حاضر از نظر حلقه های نفوذپذیری بالا تولید شده در چین، نفوذپذیری با 5K، 7K و 10K نسبتا پایدار است.

علاوه بر منگنز روی رسانایی بالا، القاگرهای حالت معمولی بیشتر و بیشتر به صورت نانو کریستالی و آمورف استفاده می شوند. نفوذپذیری آنها به طور کلی بالای 10K، برخی تا 20 ~ 30K، عملکرد پایدار است، تولید سلف حالت مشترک دارای یک مزیت بسیار منحصر به فرد است. در مورد همین اندوکتانس، استفاده از حلقه مغناطیسی نانوکریستالی و آمورف می تواند باعث کاهش تعداد سیم پیچی، کاهش میزان سیم لعاب شده و کاهش هزینه سیم پیچ دستی شود.

تعداد کمی از سلف های حالت معمولی، همچنین از نیکل روی، نفوذپذیری کمتر از 1500 دارند. سلف های حالت معمولی ساخته شده از نیکل و روی، اندوکتانس بسیار کمی دارند، اما می توانند در فرکانس های نسبتاً بالا (بیشتر از 100 مگاهرتز) کار کنند. نفوذپذیری نسبتاً پایدار باقی می ماند، که منجر به فیلتر کردن با فرکانس بالا می شود.

هنگام سیم پیچی سلف های حالت مشترک، سیم پیچ باید به الزامات فرآیند توجه کند. به عنوان مثال، سیم میناکاری شده روی هسته سیم پیچ باید مراقب باشد که یکدیگر را خراش ندهند و به حلقه مغناطیسی آسیب نرسانند، از اتصال کوتاه بین چرخش ها و مقاومت ضعیف ولتاژ جلوگیری کنند و سیم پیچ دودویی را می توان برای محصولاتی با سیم نسبتا طولانی استفاده کرد. سیم پیچ باید تا حد امکان به دور یک لایه پیچیده شود، ظرفیت انگلی را کاهش دهد، مقاومت در برابر اضافه ولتاژ گذرا را افزایش دهد، محصولات کویل چند لایه را می توان در روغن عایق غوطه ور کرد تا ظرفیت عایق را افزایش دهد.

علاوه بر سلف های حالت مشترک با دو سیم پیچ مجزا، اغلب شاهد سلف های حالت مشترک دوتایی و زخمی هستیم. این اصل مشابه است، اما می تواند سیگنال نویز حالت مشترک بالا و سیگنال نویز حالت دیفرانسیل کم را به طور همزمان سرکوب کند، از تداخل سیگنال نویز حالت دیفرانسیل پایین در سیگنال پر سرعت جلوگیری می کند.

هنگام انتخاب یک سلف حالت مشترک، پارامتر اصلی الکتریکی که باید در نظر گرفته شود، امپدانس حالت مشترک است که با امپدانس حالت مشترک فرکانس کاری مطابقت دارد، هر چه بزرگتر باشد بهتر است. در عین حال، منحنی فرکانس امپدانس نیز یک شاخص پارامتر مهم است و باید توجه ویژه ای به میرایی امپدانس در فرکانس های بالا داشت.

برای برخی از کاربردهای سیگنال با سرعت بالا، اثر امپدانس حالت دیفرانسیل روی سیگنال نیز باید در نظر گرفته شود. با این حال، در کار واقعی، برای موارد با نیازهای کم، برای تولیدکنندگان عمومی اندازه گیری امپدانس حالت معمول و امپدانس حالت دیفرانسیل راحت نیست و اغلب از مقدار القایی و تعادل القایی به عنوان اندازه گیری پارامترهای جایگزین استفاده می کنند.

به طور کلی، سلف‌های حالت مشترک حلقه مغناطیسی دارای انعطاف‌پذیری ساختاری خوب، توانایی اتلاف حرارت قوی، عملکرد عالی در سرکوب سیگنال‌های حالت مشترک، راندمان بالا و بدون رقیب هستند. معایب آن این است که دیافراگم حلقه مغناطیسی کوچک است، برخی از محصولات به سختی از حلقه عبور می کنند، نیاز به سیم پیچ دستی، هزینه پردازش بالا، راندمان پایین، محدود کردن برخی از کاربردهای آن است.