Kiến thức
Các loại cuộn cảm
Có nhiều loại cuộn cảm khác nhau, mỗi loại có đặc tính riêng của chúng – hiểu được đặc tính của các loại khác nhau là điều cần thiết để chọn đúng loại cho mạch.
Cuộn cảm có nhiều loại và kiểu dáng được sử dụng trong ngành công nghiệp điện tử.
Cuộn cảm thực hiện một số kiểu chức năng khác nhau trong mạch. Một số loại có thể được sử dụng để lọc và loại bỏ các gai trên đường dây điện, một số loại khác được sử dụng trong các bộ lọc hiệu suất cao. Những người khác có thể được sử dụng trong bộ tạo dao động và có nhiều lĩnh vực khác mà cuộn cảm có thể được sử dụng.
Kết quả là, có nhiều loại cuộn cảm khác nhau có thể thu được. Kích thước, tần số, dòng điện, giá trị và nhiều yếu tố khác có nghĩa là có một loạt các loại và dạng cuộn cảm khác nhau.
Khái niệm cơ bản về cuộn cảm
Mặc dù có nhiều loại cuộn cảm khác nhau nhưng chúng đều tuân theo những định luật cơ bản giống nhau của tự nhiên. Mỗi cuộn cảm thiết lập một từ trường xung quanh vật dẫn và cũng có một điện trở nhất định.
Lưu ý về điện cảm:
Cảm kháng là một trong những yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến mạch điện. Bất kỳ dây hoặc cuộn dây nào đều có độ tự cảm nhất định được kết hợp với nó được tạo ra bởi từ trường được thiết lập khi dòng điện chạy qua. Năng lượng được lưu trữ trong trường, và hoạt động của cuộn dây là thể hiện một lực cản để thay đổi dòng điện trong dây dẫn hoặc cuộn dây.
Đọc thêm về Điện cảm.
Lõi cuộn cảm
Cuộn cảm thường được chế tạo dưới dạng cuộn dây. Nguyên nhân là do từ trường liên kết giữa các cuộn dây và tích tụ lại. Như vậy một cuộn cảm có độ tự cảm đủ lớn có thể được chế tạo dễ dàng hơn.
Vì độ từ thẩm của môi trường đặt cuộn dây có ảnh hưởng lớn đến độ tự cảm nên người ta thường sử dụng lõi chạy xuống giữa cuộn dây.
Các lõi như sắt, ferit và các vật liệu từ tính khác được sử dụng. Tất cả những điều này đều làm tăng đáng kể mức độ tự cảm có thể thu được, nhưng cần phải cẩn thận trong việc lựa chọn lõi để đảm bảo hiệu suất của nó phù hợp với mức công suất, tần số và ứng dụng chung của cuộn cảm.
Các loại lõi cuộn cảm khác nhau
Giống như các loại linh kiện khác như tụ điện, có rất nhiều loại cuộn cảm khác nhau. Tuy nhiên, có thể khó khăn hơn một chút để xác định chính xác các loại cuộn cảm khác nhau bởi vì sự đa dạng của các ứng dụng cuộn cảm rất rộng.
Mặc dù có thể xác định một cuộn cảm bằng vật liệu cốt lõi của nó, nhưng đây không phải là cách duy nhất để phân loại chúng. Tuy nhiên, đối với các định nghĩa cơ bản, cách tiếp cận này được sử dụng.
- Cuộn cảm cuộn không khí: Loại cuộn cảm này thường được sử dụng cho các ứng dụng RF nơi mức độ tự cảm yêu cầu nhỏ hơn. Thực tế là không sử dụng lõi có một số ưu điểm: không có tổn thất bên trong lõi vì không khí không mất mát, và điều này dẫn đến mức Q cao, giả sử điện trở cuộn cảm hoặc cuộn dây thấp. Ngược lại, số vòng trên cuộn dây lớn hơn để đạt được cùng một mức độ tự cảm và điều này có thể dẫn đến sự gia tăng kích thước vật lý.
- Cuộn cảm lõi sắt : Lõi sắt thường được sử dụng cho các loại cuộn cảm có công suất lớn và độ tự cảm cao. Một số cuộn dây hoặc cuộn cảm âm thanh có thể sử dụng màng mỏng bằng sắt. Chúng thường không được sử dụng rộng rãi.
- Ferrite cuộn cảm: Ferrite là một trong những lõi được sử dụng rộng rãi nhất cho nhiều loại cuộn cảm. Ferrite là một loại gốm oxit kim loại dựa trên hỗn hợp của Fe2O3 và oxit mangan-kẽm hoặc niken-kẽm được ép đùn hoặc ép thành hình dạng yêu cầu.
- Cuộn cảm điện bằng sắt: Một lõi khác có thể được sử dụng trong nhiều loại cuộn cảm khác là oxit sắt. Giống như ferit, điều này làm tăng đáng kể độ từ thẩm, do đó cho phép sản xuất cuộn dây hoặc cuộn cảm có độ tự cảm cao hơn nhiều trong một không gian nhỏ.
Các loại và ứng dụng cuộn cảm cơ học khác nhau
Cuộn cảm cũng có thể được phân loại theo cấu tạo cơ học của chúng. Có một số loại tiêu chuẩn khác nhau mà các cuộn cảm có thể được phân loại:
- Cuộn cảm dựa trên suốt chỉ: Loại cuộn cảm này nằm trên suốt chỉ hình trụ. Chúng có thể được thiết kế để gắn bảng mạch in, thậm chí bề mặt của chúng có thể lớn hơn nhiều và được gắn thông qua một số phương tiện cơ học khác. Một số phiên bản cũ hơn của các cuộn cảm này thậm chí có thể có định dạng tương tự như các điện trở được dẫn thông thường.
- Cuộn cảm hình xuyến: Dạng cuộn cảm này được quấn trên hình xuyến – trước đây là hình tròn. Ferrite thường được sử dụng trước đây vì điều này làm tăng tính thấm của lõi. Ưu điểm của hình xuyến là hình xuyến cho phép từ thông truyền theo vòng tròn xung quanh hình xuyến và kết quả là sự rò rỉ từ thông là rất thấp. Điểm bất lợi với cuộn cảm hình xuyến là nó đòi hỏi một máy quấn đặc biệt được yêu cầu để thực hiện sản xuất vì dây phải được thông qua hình xuyến cho mỗi lượt yêu cầu.
- Cuộn cảm gốm nhiều lớp: Loại cuộn cảm này được sử dụng rộng rãi cho công nghệ gắn bề mặt. Cuộn cảm được sản xuất bằng ferit hoặc phổ biến hơn là vật liệu gốm từ tính. Cuộn dây được chứa bên trong thân gốm và được đưa ra mạch bên ngoài trên các nắp cuối giống như các tụ chip, v.v.
- Cuộn cảm dạng phim: Dạng cuộn cảm này sử dụng màng dẫn trên vật liệu cơ bản. Sau đó, phim được khắc hoặc định hình để tạo ra cấu hình dây dẫn cần thiết.
Như có thể thấy, có một số cách để phân loại các loại cuộn cảm khác nhau. Mỗi thứ đều có những ưu điểm riêng, và do đó cần phải đưa ra quyết định về các tùy chọn khác nhau có sẵn khi chọn một cuộn cảm cho một ứng dụng cụ thể. Vật liệu và công nghệ hiện đại có nghĩa là hiệu suất của cuộn cảm đã tăng lên và nhiều lựa chọn hơn được mở cho nhà thiết kế mạch cho dù ứng dụng RF, chống EMI hay ứng dụng nguồn.
