Magneettiset rengaskelat ovat yksi yleisimmistä keloista, jotka voidaan jakaa kahteen luokkaan: yhteismuotoiset induktorit ja differentiaalimuotoiset kelat. Tässä artikkelissa esitellään magneettirenkaan yhteismuotoiset kelat.
Yhteismuotoiset induktorit, jotka tunnetaan myös yhteismoodin kuristinkeloina. Se koostuu yleensä kahdesta kelasta, joilla on sama langan halkaisija ja sama määrä kierroksia, jotka on kierretty tasaisesti ja symmetrisesti samaan rengasytimeen. Yhteisen tilan induktoreilla on voimakas vaimennusvaikutus yhteismoodin signaaleihin, mutta ei juuri mitään vaikutusta differentiaalimuotoisiin signaaleihin.
Toimintaperiaate:
Kun yhteismuotoinen signaali (häiriösignaali) kulkee induktorin läpi, magneettivuo magneettirenkaassa on päällekkäin, jolloin niillä on suurempi induktanssi ja se estää tehokkaasti yhteismuotoisen signaalin; Kun käämi virtaa differentiaalisen signaalin (tarvittavan signaalin) läpi, magneettivuo magneettirenkaassa kumoaa toisensa, eikä induktanssia ole juuri lainkaan, joten differentiaalimoodisignaali voi kulkea ilman vaimennusta.
Tällä hetkellä yleisimmin käytetty materiaali yhteismuotoisen induktorin magneettirenkaaseen on mangaanisinkki, jonka johtavuus on korkea, ja läpäisevyys on 5K, 7K, 10K, 12K, 15K ja niin edelleen. Mitä suurempi vastaava permeabiliteetti, sitä suurempi on induktanssi samalla kierrosmäärällä, mutta stabiilisuus on suhteellisen huono ja induktanssi muuttuu suuresti korkeassa lämpötilassa. Tällä hetkellä Kiinassa valmistettujen korkean läpäisevyyden renkaiden suhteen läpäisevyys on suhteellisen vakaa 5K, 7K ja 10K kanssa.
Mangaanisinkin korkean johtavuuden lisäksi yhteismuotoisia keloja käytetään yhä enemmän nanokiteisiä ja amorfisia. Niiden läpäisevyys on yleensä yli 10K, jotkut jopa 20 ~ 30K, vakaa suorituskyky, yhteismuotoisen kelan tuotannossa on erittäin ainutlaatuinen etu. Saman induktanssin tapauksessa nanokiteisen ja amorfisen magneettirenkaan käyttö voi vähentää käämien määrää, vähentää emaloidun langan määrää ja vähentää manuaalisen käämityksen kustannuksia.
Hyvin harvojen yhteismuotoisten, myös nikkeli-sinkistä valmistettujen induktorien läpäisevyys on alle 1500. Nikkelistä ja sinkistä valmistettujen yhteismuotoisten kelojen induktanssi on hyvin pieni, mutta ne voivat toimia suhteellisen korkeilla taajuuksilla (yli 100 MHz) ja niiden läpäisevyys pysyy suhteellisen vakaana, mikä edistää suurtaajuista suodatusta.
Käämitettäessä yhteismuotoisia keloja, kelan tulee kiinnittää huomiota prosessivaatimuksiin. Esimerkiksi kelan ytimeen kierretyn emaloidun langan tulee olla varovainen, jotta se ei naarmuta toisiaan ja vahingoita magneettirengasta, estää oikosulkua kierrosten välillä ja huonoa jännitevastusta, ja binaarikäämiä voidaan käyttää tuotteissa, joissa on suhteellisen pitkät johdot; Kela tulee kääriä mahdollisimman paljon yhden kerroksen ympärille, vähentää loiskapasitanssia, parantaa kestävyyttä ohimenevälle ylijännitteelle, monikerroksiset kelatuotteet voidaan upottaa eristysöljyyn eristyskapasiteetin lisäämiseksi...
Kahden erillisen käämin yhteismuotoisten kelojen lisäksi näemme usein kaksois- ja kierrettyjä yhteismuotoisia keloja. Periaate on samanlainen, mutta se voi vaimentaa korkean yhteismoodin kohinasignaalia ja matalan differentiaalitilan kohinasignaalia samanaikaisesti välttäen matalan differentiaalisen tilan kohinasignaalin häiriöt nopeassa signaalissa.
Yhteismuotoista kelaa valittaessa tärkein huomioon otettava sähköinen parametri on yhteismuotoinen impedanssi, joka vastaa toimintataajuuden yhteismuotoista impedanssia, mitä suurempi, sen parempi. Samalla impedanssin taajuuskäyrä on myös tärkeä parametriindeksi, ja erityistä huomiota tulee kiinnittää impedanssin vaimenemiseen korkeilla taajuuksilla.
Joissakin nopeissa signaalisovelluksissa on myös otettava huomioon differentiaalisen tilan impedanssin vaikutus signaaliin. Kuitenkin varsinaisessa työssä, kun vaatimukset ovat alhaiset, yleisten valmistajien ei ole kätevää mitata yhteismuotoista impedanssia ja differentiaalimuotoista impedanssia, ja usein käytetään induktanssia ja induktiivista tasapainoarvoa vaihtoehtoisina parametrimittauksina.
Kaiken kaikkiaan magneettirengasyhteismuotokelailla on hyvä rakenteellinen joustavuus, vahva lämmönpoiston ylivirtakyky, erinomainen suorituskyky yhteismuotoisten signaalien vaimentamisessa, korkea hyötysuhde ja ei kilpailijoita. Sen haittoja ovat, että magneettirenkaan aukko on pieni, joidenkin tuotteiden on vaikea läpäistä rengasta, manuaalisen käämityksen tarve, korkeat käsittelykustannukset, alhainen tehokkuus, mikä rajoittaa joitain sen sovelluksia.