Inductoren zijn er in verschillende vormen en elk speelt een belangrijke rol in de werking van elektronische apparaten. Inductoren zijn beschikbaar voor toepassingen met hoog vermogen, ruisonderdrukking, radiofrequentie, signalen en isolatie. Hier volgt een overzicht van de meest voorkomende soorten inductoren en hoe elk doorgaans wordt gebruikt.
Gekoppelde smoorspoelen
Gekoppelde inductoren delen een magnetisch pad en beïnvloeden elkaar. Gekoppelde smoorspoelen worden vaak gebruikt als transformatoren om de spanning te verhogen of te verlagen of om geïsoleerde feedback te geven. Deze worden ook gebruikt in toepassingen waar wederzijdse inductie vereist is.
Meerlagige smoorspoelen
Meerlagige inductoren hebben lagen opgerolde draad die rond een centrale kern zijn gewikkeld. Het toevoegen van extra lagen opgerolde draad aan een inductor verhoogt de inductantie en verhoogt de capaciteit tussen de draden. Deze inductoren ruilen een hogere inductantie in voor een lagere maximale werkfrequentie.
Gegoten smoorspoelen
Inductoren die in een plastic of keramische behuizing zijn gegoten, staan bekend als gegoten inductoren. Over het algemeen hebben deze inductoren een cilindrische of staafvormfactor en zijn ze te vinden met verschillende soorten wikkelopties.
Stroominductoren
Stroominductoren zijn verkrijgbaar in verschillende vormfactoren en vermogensniveaus. Deze smoorspoelen omvatten alles van op het oppervlak gemonteerde smoorspoelen die een paar versterkers aankunnen tot doorlopende en chassisgemonteerde stroominductoren die tientallen tot honderden versterkers aankunnen. Omdat vermogensinductoren aan grote hoeveelheden stroom worden onderworpen, hebben deze de neiging grote magnetische velden te genereren. Om te voorkomen dat deze magnetische velden ruis veroorzaken in andere delen van het circuit, moeten indien mogelijk magnetisch afgeschermde inductoren worden gebruikt.
RF-inductoren
Hoogfrequente inductoren, ook wel radiofrequentie (RF) inductoren genoemd, zijn ontworpen om op hoge frequenties te werken. Deze smoorspoelen hebben vaak een hogere weerstand en een lagere stroomsterkte. De meeste RF-inductoren hebben een luchtkern in plaats van een ferriet of ander inductieverhogend kernmateriaal. Dit komt door de toename van verliezen wanneer die kernmaterialen worden gebruikt om de werkfrequentie van de inductor te verminderen. Vanwege de werkfrequentie van de inductor is het belangrijk om verschillende bronnen van verlies te voorkomen – of het nu gaat om het skin-effect, het nabijheidseffect of parasitaire capaciteit. De huid- en nabijheidseffecten verhogen de weerstand van een inductor. Verschillende technieken verminderen deze verliezen, waaronder honingraat- en spinnenwebspoelen om parasitaire capaciteit te verminderen. Daarnaast worden vaak litzedraden gebruikt om het skin-effect te verminderen.
Smoorspoelen
Een smoorspoel is een spoel die hoogfrequente pulsen blokkeert en laagfrequente pulsen doorlaat. De naam komt van het verstikken of blokkeren van hoogfrequente signalen. Er zijn twee klassen smoorspoelen:
- Stroom- en audiofrequentiesmoorspoelen hebben meestal een ijzeren kern om de inductie te verhogen en effectievere filters te maken.
- RF-smoorspoelen gebruiken ijzerpoeder of ferrietkralen in combinatie met complexe wikkelpatronen om parasitaire capaciteit te verminderen en effectief te werken bij hoge frequenties. Smoorspoelen met een hogere frequentie gebruiken niet-magnetische of luchtkernen.
Opbouwinductoren
De drang naar kleinere en meer mobiele apparaten heeft geleid tot een explosie van opties voor inductoren voor opbouwmontage. Inductoren voor opbouwmontage worden vaak gebruikt in DC-DC-converters, EMI-filtering, energieopslag en andere toepassingen. Het kleine formaat en de voetafdruk maken van inductoren voor opbouwmontage een essentieel element in de gereedschapskist van de mobiele en draagbare elektronische ontwerper. Inductoren voor opbouwmontage zijn verkrijgbaar met en zonder magnetische afscherming, met stroomcapaciteiten van meer dan 10 ampère en met lage verliezen. Inductoren voor opbouwmontage gebruiken vaak een ijzeren of ferrietkern of speciale wikkeltechnieken om de prestaties van de inductor te optimaliseren. Dit helpt ook om een kleine voetafdruk en vormfactor te behouden.
Soorten inductorkernen
Het kernmateriaal van een inductor speelt een grote rol in de prestaties van een inductor. Het kernmateriaal heeft rechtstreeks invloed op de inductantie van de inductor. Het bepaalt de maximale werkfrequentie, evenals de huidige capaciteit van de spoel.
- Luchtkernen hebben een hogere frequentiewerking vanwege geen kernverliezen, maar hebben een lagere inductantie.
- IJzeren kernen hebben een lage weerstand met een hoge inductantie. Kernverliezen, wervelstromen, magnetische verzadiging en hysterese beperken de werkfrequentie en stroom.
- Ferrietkernen hebben niet-geleidend keramisch materiaal voor werking met een hogere frequentie. Magnetische verzadiging beperkt de huidige capaciteit.
- ringkernen zijn kernen in de vorm van donuts die uitgestraalde EMI verminderen en een hoge inductantie bieden.
- Gelamineerde kernen hebben een hoge inductantie met lagere hysterese en wervelstroomverliezen.