В электронике дроссель — это индуктор , используемый для блокировки высокочастотных переменных токов (AC) при прохождении постоянного тока (DC) и низкочастотных переменных токов в цепи . Дроссель обычно состоит из катушки изолированного провода, часто намотанного на магнитный сердечник , хотя некоторые состоят из ферритовой бусины в форме бублика, нанизанной на провод. Сопротивление дросселя увеличивается с частотой. Его низкое электрическое сопротивление пропускает как переменный, так и постоянный ток с небольшой потерей мощности, но его реактивное сопротивление ограничивает количество пропущенного переменного тока.
Название происходит от блокировки — «запирания» — высоких частот при пропускании низких частот. Это функциональное название; название «дроссель» используется, если индуктор используется для блокировки или развязки высоких частот, но компонент просто называется «индуктор», если он используется в электронных фильтрах или настроенных схемах . Индукторы, предназначенные для использования в качестве дросселей, обычно отличаются тем, что не имеют конструкции с низкими потерями (высокий коэффициент добротности ), требуемой для индукторов, используемых в настроенных схемах и фильтрующих приложениях.
.jpg/1280px-Two_inductors_(437342545).jpg)
Дроссели делятся на два больших класса:
Дроссели аудиочастот обычно имеют ферромагнитные сердечники для увеличения своей индуктивности. Они часто сконструированы аналогично трансформаторам, с ламинированными железными сердечниками и воздушным зазором. Железный сердечник увеличивает индуктивность для заданного объема сердечника. Дроссели часто использовались в конструкции выпрямительных источников питания для лампового оборудования, такого как радиоприемники или усилители. Они обычно встречаются в контроллерах двигателей постоянного тока для получения постоянного тока (DC), где они использовались в сочетании с большими электролитическими конденсаторами для удаления пульсации напряжения (AC) на выходе DC. Схема выпрямителя, разработанная для фильтра с дросселем на выходе, может производить слишком большое выходное напряжение постоянного тока и подвергать выпрямитель и конденсаторы фильтра чрезмерным пусковым и пульсирующим токам, если индуктор удален. Однако современные электролитические конденсаторы с высокими номинальными значениями пульсирующего тока и регуляторы напряжения , которые удаляют больше пульсации питания, чем дроссели, исключили тяжелые, громоздкие дроссели из источников питания с частотой сети. Меньшие дроссели используются в импульсных источниках питания для удаления высокочастотных переходных процессов переключения с выхода и иногда из обратной подачи на вход сети. Они часто имеют тороидальные ферритовые сердечники.
Некоторые любители автозвука используют дроссельные катушки в автомобильных аудиосистемах (в частности, в проводке сабвуфера , чтобы удалить высокие частоты из усиленного сигнала).
Радиочастотные дроссели (RFC) часто имеют сердечники из железного порошка или феррита , что увеличивает индуктивность и общую работу. [1] Они часто наматываются по сложным схемам ( корзиночная обмотка ) для снижения собственной емкости и потерь из-за эффекта близости . Дроссели для еще более высоких частот имеют немагнитные сердечники и низкую индуктивность.
Современная форма дросселя, используемая для устранения цифрового радиочастотного шума из линий, — это ферритовая бусина , цилиндрический или тороидальный сердечник из феррита, надетый на провод. Такие часто можно увидеть на компьютерных кабелях.
Синфазный (CM) дроссель — это специальное применение дросселей, где он используется для воздействия на синфазный сигнал . Эти дроссели полезны для подавления электромагнитных помех (EMI) и радиочастотных помех (RFI), часто вносимых в провода с высоким током, такие как линии электропередач , которые могут вызывать нежелательное срабатывание. Уменьшение этого шума часто достигается с помощью синфазного дросселя — двух параллельных катушечных обмоток на одном сердечнике. Синфазные дроссели позволяют проходить дифференциальным токам, блокируя сигналы, которые влияют на оба провода. [3] Поскольку магнитный поток, создаваемый дифференциальными токами в сердечнике синфазного дросселя, имеет тенденцию компенсировать друг друга, дроссель представляет собой небольшое сопротивление дифференциальным токам. Это достигается путем размещения обмоток таким образом, что они генерируют равные, но противоположные поля, которые компенсируют друг друга для дифференциальных сигналов. Обычно это также означает, что сердечник не будет насыщаться для больших дифференциальных токов, а максимальный номинальный ток вместо этого определяется тепловым эффектом сопротивления обмотки. С другой стороны, синфазные токи проходят по пути с высоким импедансом из-за совокупной индуктивности обмоток, которые усиливают друг друга.
Дроссели CM обычно используются в промышленных, электрических и телекоммуникационных приложениях для устранения или уменьшения шума и связанных с ним электромагнитных помех. [4]
Когда дроссель CM проводит ток CM, большая часть магнитного потока, создаваемого обмотками, ограничивается сердечником индуктора из-за его высокой проницаемости. В этом случае поток утечки, который также является излучением ближнего магнитного поля дросселя CM, низок. Однако ток DM, протекающий через обмотки, будет генерировать сильное излучаемое ближнее магнитное поле, поскольку обмотки в этом случае отрицательно связаны. Для уменьшения излучения ближнего магнитного поля к дроссельу CM можно применить витую структуру обмотки.
Разница между сбалансированным витым дросселем CM и обычным сбалансированным двухобмоточным дросселем CM заключается в том, что обмотки взаимодействуют в центре открытого окна сердечника. Когда он проводит ток CM, сбалансированный витой обмоткой индуктор CM может обеспечить ту же индуктивность CM, что и обычный индуктор CM. Когда он проводит ток DM, эквивалентные токовые петли будут генерировать магнитные поля обратного направления в пространстве, так что они будут стремиться компенсировать друг друга.
Ток пропускается через индуктор, а зонд измеряет излучение ближнего поля. Генератор сигналов, служащий источником напряжения, подключается к усилителю. Затем выход усилителя подключается к измеряемому индуктору. Для контроля и управления током, протекающим через индуктор, токоизмерительные клещи зажимаются вокруг проводящего провода. Осциллограф, подключенный к токоизмерительным клещам, измеряет форму волны тока. Зонд измеряет поток в воздухе. Анализатор спектра, подключенный к зонду, собирает данные.