Coilcraft (www.coilcraft.com) (*), en documentación disponible en inglés en Internet hace un análisis de cómo son hechas las especificaciones de inductores y cómo son importantes en la elección de un tipo específico para una aplicación. En este artículo, a partir de la información de la documentación original, proporcionar al lector información muy importante sobre los inductores.
Uno de los puntos críticos en los proyectos es la elección de un inductor para una función dada en el circuito. Contrario a lo que muchos piensan no es suficiente calcular o determinar la inductancia de este componente para que se resuelva el problema.
Inductores para la conmutación de fuentes de alimentación, baja o alta frecuencia osciladores, filtros o aplicaciones de sensoriamento han características diferenciadas que van desde la capacidad de corriente hasta las pérdidas y de las tolerancias.
En este artículo que analizamos el significado de algunas de estas características basadas en la extensa documentación que Coilcraft dispone en su sección de notas de aplicación.
Inductancia x Frecuencia
Contrario a lo que muchos puedan pensar la inductancia de un inductor no es el mismo para toda la gama de frecuencias en que opera.
La presencia de resistencias parásitas (R), además de capacitancias y la influencia de la envoltura hacen con que ocurra una variación de la inductancia con la frecuencia, como se muestra en el gráfico en la figura 1.
Tenga en cuenta que la inductancia del inductor, a partir de cierta frecuencia aumenta hasta que alcanza un punto máximo para luego cae abruptamente en la frecuencia resonante.
Vea que esta curva se obtiene con el uso de un medidor LRC, y que dependiendo de la aplicación es necesario considerar cómo el inductor está siendo analizado. Este tipo de cuenta, en particular, se vuelve más crítico cuando el inductor debe ser utilizado a una frecuencia alta, cerca del punto donde los cambios de la curva en la inductancia y la impedancia comienzan a ocurrir.
Tolerancia
De todos los componentes electrónicos, los inductores son aquellos que admiten las tolerancias más altas, sin por lo general causan mal funcionamiento de un circuito.
Por ejemplo, un inductor utilizado en una fuente de alimentación conmutada o convertidor DC-DC puede tener una tolerancia de + /--20% sin traer problemas operativos.
Sin embargo, uno debe estar atento a la influencia de la temperatura, ya que puede afectar a los valores. Compruebe si el valor del componente está dentro del rango esperado, en el rango normal de temperaturas del circuito.
En los Circuitos de alta frecuencia, sin embargo, las tolerancias deben ser más estrechas. Inductores en chip para superficie en circuitos de alta frecuencia puede tener tolerancias en el orden de + -1% a temperatura ambiente.
Estos son adecuados para aplicaciones críticas de RF y sintonizados circuitos.
La variación de la inductancia de un inductor con la temperatura varía según la forma en que se construyen. Para un inductor con núcleo de aire y base de cerámica, coeficiente de variación de temperatura (TCL) varía entre + 25 y + 125 ppm /°C. Los inductores con núcleo de ferrita pueden tener TCL que llegan a 700 ppm /°C.
Corriente
La capacidad de corriente de un inductor es importante no sólo cuando dispone de una aplicación en un circuito de potencia, tales como un convertidor DC-DC, sino también por el hecho de que es una indicación directa del aumento de la temperatura esperado en su operación.
Corrientes intensas significan disipación de calor y esto no pueden evitarse y se deben considerar en la elección de un tipo específico para una aplicación.
La especificación de corriente es dada Irms y se calcula por en Joule por P = I2R donde R es la Resistencia óhmica del alambre utilizado en el devanado del inductor y I es la corriente a través de él.
La especificación de corriente indica, por lo tanto, la corriente máxima que soporta el inductor sin peligro de recalentamiento que pone en peligro su integridad.
Es importante tener en cuenta que los efectos de la temperatura y corriente implican también importantes cambios de las características que pueden tener un impacto en un proyecto.
Luego tenemos los efectos de efecto pelicular, proximidad y pérdidas de núcleo magnético que deben ser consideradas. COILCRAFT proporciona varias herramientas en su sitio web que permiten el análisis de inductores de sus características.
Otra importante especificación de corriente es la saturación actual o Isat. Esta especificación, está conectada a la generación de calor, e esto está depende de la corriente instantánea.
Como podemos ver en las curvas en la figura 2, los inductores con núcleo de ferrita tienden a tener una corriente x curva de frecuencia plana hasta el punto donde se produce una "rodilla" donde la inductancia se derrumba rápidamente.
figura 2
Pérdidas De Condiciones De Operación
Las pérdidas de potencia en un inductor dependerán de la temperatura, la frecuencia y también AC o corriente continua.
Muchos incluyen esta información en el datasheet permitiendo calcular estas pérdidas como ESR x frecuencia gráficos o ecuaciones. COILCRAFT tiene herramientas de ayuda en la realización de estos cálculos.
De todos modos, en el proyecto que implica el uso de inductores, hay que tener mucho cuidado en elegir el tipo correcto para no tener sorpresas.
La Mouser Electronics, distribuidor mundial de productos de Coilcraft vende
kits de desarrollo de proyectos que consisten en conjuntos de inductores con ciertas especificaciones y valores que pueden utilizarse en la realización de proyectos. Vea más en:
http://www.Mouser.com/search/Refine.aspx?keyword=kits+COILCRAFT
En la figura 3 es un ejemplo del kit de inductores de Coilcraft de Mouser para el desarrollo de proyectos utilizando inductores.
Figura 3
