Введение
Индуктор, используемый в качестве фильтра нижних частот.
В электронике, дроссель – это индуктор, используемый для блокирования высокочастотных переменных токов (AC) при прохождении постоянного тока (DC) и низкочастотных переменных токов в цепи. Дроссель обычно состоит из катушки изолированной проволоки, часто намотанной на магнитный сердечник, хотя некоторые состоят из ферритового кольца, нанизанного на провод. Импеданс дросселя увеличивается с частотой. Его низкое электрическое сопротивление пропускает как переменный, так и постоянный ток с небольшими потерями мощности, но его реактивное сопротивление ограничивает количество пропускаемого переменного тока. Название происходит от блокирования – "подавления" – высоких частот при прохождении низких частот. Это функциональное название; термин "дроссель" используется, если индуктор применяется для блокировки или развязки высоких частот, а компонент просто называется "индуктор", если он используется в электронных фильтрах или резонансных схемах. Индукторы, предназначенные для использования в качестве дросселей, обычно отличаются отсутствием конструкции с малыми потерями (высоким коэффициентом добротности), необходимой для индукторов, используемых в резонансных схемах и фильтрации.
Задавление частоты звука
Аудиочастотные дроссели обычно имеют ферромагнитные сердечники для увеличения индуктивности. Они часто конструктивно аналогичны трансформаторам, с ламинированными железными сердечниками и воздушным зазором. Железный сердечник увеличивает индуктивность при заданном объеме сердечника. Дроссели часто использовались в схемах выпрямителей для питания ламповой аппаратуры, такой как радиоприемники или усилители. Они обычно встречаются в контроллерах двигателей постоянного тока для получения постоянного тока (DC), где применялись совместно с большими электролитическими конденсаторами для подавления пульсаций напряжения (AC) на выходе DC. Выпрямительная схема, разработанная для фильтра на основе дросселя, может выдавать слишком высокое напряжение постоянного тока и приводить к чрезмерным пусковым и пульсационным токам в выпрямителе и фильтрующих конденсаторах, если дроссель удалить. Однако современные электролитические конденсаторы с высокой допустимой пульсацией тока и стабилизаторы напряжения, эффективно подавляющие пульсации в источнике питания, превзошли по этому параметру дроссели и позволили отказаться от тяжелых и громоздких дросселей в блоках питания сетевой частоты. Меньшие дроссели используются в импульсных источниках питания для устранения высокочастотных переходных процессов с выхода и иногда для предотвращения их проникновения в входную сеть. Они часто имеют тороидальные ферритовые сердечники. Некоторые энтузиасты автомобильного аудио используют дроссели в автомобильных аудиосистемах (в частности, в проводке сабвуфера для фильтрации высоких частот из усиленного сигнала).
Радиочастотный зажим
Радиочастотные дроссели (RFC) часто имеют сердечники из порошкового железа или феррита, что повышает индуктивность и общую эффективность. Их часто наматывают по сложной схеме (корзиночная намотка) для уменьшения собственной ёмкости и потерь от эффекта близости. Дроссели для ещё более высоких частот имеют немагнитные сердечники и низкую индуктивность. Современной формой дросселя, используемой для подавления цифровых радиочастотных помех в линиях, является ферритовый бус – цилиндрический или тороидальный сердечник из феррита, надеваемый на провод. Они часто встречаются на компьютерных кабелях.
Зажим общего режима
Удушитель общего режима (CM) – это специальное применение удушителей, предназначенное для подавления сигналов общего режима. Эти удушители полезны для подавления электромагнитных помех (EMI) и радиочастотных помех (RFI), часто возникающих в высоковольтных проводах, таких как линии электропитания, что может приводить к нежелательной работе оборудования. Для снижения этих помех часто используют удушитель общего режима с двумя параллельными обмотками на одном сердечнике. Удушители общего режима пропускают дифференциальные токи, блокируя при этом сигналы, воздействующие на оба провода. Поскольку магнитный поток, создаваемый дифференциальными токами в сердечнике удушителя общего режима, стремится к взаимному уничтожению, удушитель оказывает незначительное сопротивление дифференциальным токам. Это достигается за счет расположения обмоток таким образом, чтобы они генерировали равные по величине, но противоположные по направлению поля, компенсирующие друг друга для сигналов дифференциального режима. Как правило, это также означает, что сердечник не насыщается при больших дифференциальных токах, а максимальный допустимый ток определяется нагревом, вызванным сопротивлением обмотки. С другой стороны, токи общего режима встречают высокое сопротивление из-за суммарной индуктивности обмоток, которые усиливают друг друга. Удушители CM широко используются в промышленности, электротехнике и телекоммуникациях для устранения или уменьшения шума и связанных с ним электромагнитных помех. Когда удушитель CM проводит ток общего режима, большая часть магнитного потока, генерируемого обмотками, локализуется внутри сердечника индуктора благодаря его высокой проницаемости. В этом случае утечка магнитного потока, являющаяся также излучением ближнего магнитного поля удушителя CM, незначительна. Однако дифференциальный ток, протекающий через обмотки, генерирует сильное излучение ближнего магнитного поля, поскольку обмотки в этом случае связаны отрицательно. Для уменьшения излучения ближнего магнитного поля в удушителе CM может применяться структура скрученных обмоток. Отличие сбалансированного удушителя CM с скрученными обмотками от обычного сбалансированного удушителя CM с двумя обмотками заключается в том, что обмотки взаимодействуют в центре открытого окна сердечника. При прохождении тока общего режима сбалансированный удушитель CM с скрученными обмотками обеспечивает такую же индуктивность CM, как и обычный удушитель CM. При прохождении дифференциального тока эквивалентные контуры тока генерируют магнитные поля, направленные в противоположные стороны, что приводит к их взаимному ослаблению. Ток пропускается через индуктор, а зонд измеряет излучение ближнего поля. Генератор сигнала, выполняющий функцию источника напряжения, подключается к усилителю. Выход усилителя затем подключается к измеряемому индуктору. Для контроля и измерения тока, протекающего через индуктор, вокруг проводника зажимается токоизмерительный зажим. Осциллограф, подключенный к токоизмерительному зажиму, измеряет форму сигнала тока. Зонд измеряет магнитный поток в воздухе. Спектроанализатор, подключенный к зонду, собирает данные.