Шта је ДЦР у пригушницама и како то утиче на дизајн вашег кола

Индуктори су широко коришћене пасивне компоненте у електроници након отпорника и кондензатора. Идеалан индуктор складишти енергију у магнетном пољу и испоручује глатку излазну струју оптерећењу. Али у практичном колу, индуктор такође садржи отпор мале вредности повезан са његовим својством индуктивности. Током тока напајања једносмерном струјом или тачније у фреквенцији од 0 Херца, индуктори пружају отпор протоку струје. Овај једносмерни отпор се назива ДЦР, што значи ДЦ отпор. У овом упутству ћемо научити више о ДЦР-у и како он утиче на перформансе кола. Такође ћемо научити како мерити ДЦР вредност индуктора и како смањити ДЦР вредност индуктора током његове конструкције.

Слично ДЦР-у за пригушнице, кондензатори такође имају неки неидеални параметар повезан са њим који се називају Отпор еквивалентне серије (ЕСР) и Индуктивност еквивалентне серије (ЕСЛ). Можете прочитати чланак о ЕСР-у и ЕСЛ-у у Кондензаторима да бисте сазнали више о њима и њиховим значај у дизајну кола.

Шта је ДЦР у индукторима?

Термин ДЦР означава отпор једносмерне струје. Ова вредност представља количину отпора који индуктор може пружити када се кроз њега прође једносмерни сигнал од 0Хз. У пракси ће сви индуктори имати малу вредност ДЦР повезаног са тим.

Слика доле представља практични индуктор са његовом стварном индуктивношћу у серији са малим ДЦ отпором (ДЦР). Симбол пригушнице овде представља индуктивитет, а отпорник у серији са њим представља једносмерни отпор пригушнице. У принципу, индуктори пружају врло низак отпор једносмерне струје са ниском фреквенцијом и високи отпор за високофреквентне улазе.

ДЦР једног индуктор је због отпорности калема помоћу којег индуктор је направљен. Отпор калема пропорционалан је дужини жице која се користи за формирање калема, а дужина калема такође је пропорционална вредности индуктивности индуктора. Стога индуктори веће вредности намећу високу отпорност, а индуктори мале вредности пружају мали отпор. Велика вредност индуктивности захтева веће бројеве намотаја од индуктора мале вредности, чиме се повећава дужина бакарне жице. ДЦР индуктора обично се креће од далеко мање од 1 Охма до 3-4 Охма.

Практични значај ДЦР-а

Сада знамо да индуктори имају малу вредност отпора, али у чему је проблем? Зашто је важно узети у обзир ову малу вредност отпора приликом дизајнирања нашег кола?

ДЦР као отпорник расипа топлоту и смањује ефикасност као и сваки други отпорник са падом напона на себи. Ефикасност се мери помоћу следеће формуле

К = в (Д / Р)

Где се К назива К-фактор. Л је индуктивни реактор, а Р је отпор индуктора на одређеној фреквенцији. Однос индуктивне реактанције и отпора на датој фреквенцији назива се К-фактор. Овај К фактор је неопходан у различитим применама. Што је већи К фактор, већа ће бити и ефикасност. Ако се теоретски израчуна, идеалан индуктор има већи К фактор у поређењу са стварним. У стварним индукторима овај К фактор је поуздан у ДЦР-у.

У примени, индуктори са високом вредношћу К фактора користе се у РФ круговима где се паралелно са њим користи кондензатор за формирање резонантног кола резервоара. У таквом случају, висока вредност К фактора пригушнице помаже у уравнотежењу горње и доње фреквенције резонантног кола која раде у непрекидној фреквенцијској опсегу.

У примени која се односи на енергетску електронику, ниска вредност ДЦР је од суштинског значаја за мање расипање енергије као и за мале отиске пакета. Индуктор са малим ДЦР имаће нижи фактор облика од индуктора са високом вредношћу ДЦР. Главни ефекат ДЦР индуктора је расипање снаге услед отпора завојнице. Расипање снаге може се израчунати према закону снаге П = И ² Р, где је Р еквивалент једносмерном отпору индуктора, а И је струја која кроз њега тече.

Како измерити ДЦР индуктора?

Већина људи мери истосмјерни отпор (ДЦР) индуктора повезивањем стандардног вишеметара преко олова индуктора да би се измерио отпор бакарне жице. То би могло радити довољно поштено за индукторе велике вредности, јер је бакарна жица тамо довољно велика да произведе високу ДЦР вредност која се може мерити типичном резолуцијом од више метара.

Али, за индуктор мање вредности, вредност једносмерног отпора је премала (обично у опсегу мили-ома) да би се могла мерити стандардним јефтиним мултиметрима. Такође жице сонде вишеметара такође имају истосмјерни отпор који додаје ДЦР вриједности што резултира погрешним очитавањем. Дакле, постоји генерички проблем у ДЦР мерењу индуктора.

Стварни начин мерења вредности ДЦР индуктора је коришћење Келвинове сензорске путање преко електрода и применом струје преко индуктора. Како је ДЦР индуктора једносмерни отпор бакарне жице, он ће произвести напон преко терминала индуктора на основу Омовог закона, В = И к Р. Овај напон се може мерити помоћу мултиметра. Очигледно је да ова техника мерења има ограничења. Пре мерења треба бити упознат са неколико ствари које су наведене у наставку.

1. Максимална струјна вредност индуктора. Струја не сме бити већа од максималне струје назначене у техничком листу индуктора.
2. Табла за плочу није погодна за мерење ДЦР индуктора, јер веза за плочу такође доприноси буци и отпорности.
3. Добро је користити одговарајућу ПЦБ са само испитним тачкама, конекторима за улаз и излаз струје и компонентом јастучића који држи учвршћење како би се избегло лемљење.

Слика испод приказује коло за мерење ДЦР вредности пригушнице. Индуктор приказан овде је идеалан индуктор, а једносмерни отпор је еквивалентни серијски отпор. Чулна линија су Келвинове чулне линије.

Претпоставимо да овде коришћени индуктор има непрекидну струју од 1А. Дакле, овде ћемо улазна струја бити 1А. Већа вредност улазне струје већа ће бити резолуција измерене вредности ДЦР, али ако ваш пригушница не може да поднесе јаке струје, могу се користити и струје мале вредности.

Након проласка струје мора се измерити пад напона на кабловима пригушнице. Претпоставимо да се пад напона на индуктору израчунава на приближно 50мВ. Тада се ДЦР тог индуктора може израчунати као

В = И к Р Р = В / И Р = 0,05 / 1 Р = 0,05 охма

Како смањити ДЦР током конструкције индуктора

ДЦР вредност индуктора нема значајну предност и стога је увек боље одабрати индуктор са малом ДЦР вредношћу. Обично се приликом израде или пројектовања индуктора узима у обзир и ДЦР параметар. ДЦР индуктора мора бити врло низак како индуктор не би блокирао проток једносмерне струје. Следеће технике се користе за смањење ДЦР вредности индуктора

1. Отпор зависи од дужине и дебљине бакарне жице. Да би се смањио једносмерни отпор пригушнице, уместо једне жице, више жица може бити паралелно намотано. Због ове везе резултујући отпор постаје мањи. Размотрите једну бакарну жицу са неком к вредношћу отпора. Ако је паралелно повезано више таквих жица, еквивалентни отпор ће се смањити, јер ће паралелни отпорници имати мали еквивалентни отпор као излаз.

2. Повећањем површине попречног пресека бакарне жице смањује се једносмерни отпор пригушница. Стога су дебље жице корисне за смањени ДЦР.

3. Друга техника је употреба равне бакарне жице уместо округлих бакарних жица. Равне жице имају велику површину у поређењу са округлим жицама. Ово је такође корисно за смањење укупног отпора.

Слика испод је индуктор који је израђен помоћу равне жице. Произвођач је Вуртх Елецтроницс и број дела је 7443641000. Према техничком листу, индуктор има индуктивитет од 10уХ, а једносмерни отпор је 2,4 мили-ома на 20 степени Целзијуса.

4. Лист са подацима о индуктору даје оцене индуктора где је наведена максимална вредност ДЦР. Ова вредност варира у зависности од температуре. Саветује се употреба индуктора у датим условима температуре околине за рад у подручју минималне ДЦР вредности.

Дакле, ДЦР индуктора је важан фактор и треба га узети у обзир приликом дизајнирања било ког кола.