No tutorial anterior, aprendemos sobre as diferentes propriedades e características dos indutores. Estas especificações são úteis para determinar a eficiência de um indutor em um circuito. Os fabricantes fornecem indutores para categorias específicas de aplicação, incluindo bobinas de RF, potência, alta corrente e alta frequência. Portanto, escolher um indutor é bastante simples em comparação com resistores ou capacitores (que possuem muitas opções para qualquer aplicação). Já discutimos alguns dos tipos de indutores, como bobinas solenoidais, toróides, núcleos de pote e indutores de linha de transmissão. Alguns outros tipos de indutores amplamente utilizados são apresentados aqui.
Bobinas de ar – As bobinas de ar são os indutores mais simples. Estas são bobinas solenoidais que usam um núcleo não magnético e podem ter um único laço de fio até bobinas grandes, dependendo da faixa de frequência para a qual foram projetadas. Esses indutores possuem baixos valores nominais de indutância, mas oferecem um fator de alta qualidade. Como não há núcleo magnético, eles não sofrem perdas operacionais devido à histerese, correntes parasitas ou distorção comum em núcleos magnéticos. Como os núcleos não magnéticos não aquecem facilmente quando a alta corrente flui através da bobina, esses indutores têm um fator Q alto, pois há perda mínima de energia pelo núcleo na forma de calor. À medida que a frequência do sinal aumenta, o valor da indutância necessária diminui, tornando os indutores de bobina de ar adequados para aplicações de alta frequência. Os circuitos que processam frequência ultra-alta geralmente precisam de bobinas de ar com um único laço de fio. Versões de montagem em superfície das bobinas de ar também estão disponíveis. As bobinas de ar são amplamente utilizadas em circuitos de RF, receptores FM, SMPS, UPS, amplificadores de potência de RF, comunicação de RF e brinquedos controlados por rádio.
Exemplo de indutores de bobina de ar
Núcleo Cerâmico – São indutores robustos utilizados em aplicações de alta frequência e alta corrente, bem como em osciladores e circuitos geradores de sinal. Algumas aplicações típicas de indutores de núcleo cerâmico incluem filtros de RF, correspondência de impedância, circuitos de isolamento, aplicações de áudio e comunicação sem fio.
Exemplo de um indutor de núcleo cerâmico
Antena de núcleo de ferrite – Esses indutores são utilizados em aplicações de antenas com faixas de frequência entre 100 kHz e 1 MHz e podem incorporar uma haste de ferrita, ferro em pó ou material fenólico não magnético como núcleo. A bobina de fio é enrolada em torno da haste usada como antena. A frequência operacional depende da permeabilidade do núcleo. Quanto maior a frequência operacional necessária do sinal, menor será a permeabilidade do núcleo. As antenas de alta frequência geralmente usam núcleos fenólicos em vez de núcleos de ferrite.
Exemplo de antena loop stick com núcleo de ferrite
Toróides – Conforme discutido em um tutorial anterior, os toroides podem usar ferro em pó ou núcleo de ferrite. A forma toroidal do núcleo permite alta indutância em tamanho pequeno e minimiza a interferência eletromagnética por correntes iguais e opostas ao redor do núcleo. Os toroides estão disponíveis em variações de uso geral e também de montagem em superfície. Eles são amplamente utilizados como indutores em circuitos eletrônicos em quase todos os tipos de aplicações, como bobinas de alimentação CA, circuitos de filtros, fontes de alimentação, osciladores, geradores de pulso, telecomunicações, eletrônica automotiva, circuitos de áudio, etc.
Exemplo de toroides
Panela – Os núcleos do potenciômetro são úteis para fornecer indutância ultra-alta em aplicações de alta corrente. Esses indutores são conhecidos por fornecer indutância estável e fatores de alta qualidade em tamanhos pequenos. Núcleos de potenciômetro são comumente usados como bobinas DC, filtros e bobinas de modo diferencial em circuitos de áudio, telecomunicações e eletrônicos automotivos. Devido ao seu design exclusivo, estes apresentam vantagens significativas de autoproteção e altas correntes de saturação.
Imagem de um indutor com núcleo de pote
Sentido Atual – Esses indutores estão disponíveis em uma faixa de frequências, geralmente com derivação central. Eles indutores são comumente usados em conversores DC-DC em dispositivos eletrônicos de consumo operados por bateria.
Exemplo de indutores de detecção de corrente
Bobinas de alta corrente – As bobinas de alta corrente ou RF usam núcleos de ferro em pó ou ferrite com um pequeno número de voltas da bobina para obter indutância de alto valor em tamanho pequeno. Esses indutores são comumente usados em fontes de alimentação, sistemas de comunicação e aparelhos elétricos de alta corrente.
Exemplo de um indutor de alta corrente
Balun engasga – “Balun” significa a transformação equilibrada e desequilibrada da impedância. Esses indutores são usados em circuitos de rádio, televisão e comunicação especificamente para casamento de impedâncias.
Exemplo de um balun choke com ferida de ar
Bobinas de ferrite – As bobinas de ferrite são esferas de ferrite sem qualquer bobina de fio; em vez disso, o fio do circuito é enrolado ou passado pelo indutor. Esses indutores são usados em aplicações de RF para remover frequências de RF indesejadas. Eles estão disponíveis em versões com chumbo e ocas, bem como versões com chips, onde são usados como resistores de alta frequência, permitindo apenas a passagem de CC. As bobinas de ferrite são amplamente utilizadas com cabos em diferentes aplicações, seja para remover componentes de RF indesejados de sinais ou para evitar sinais de RF externos indesejados em circuitos receptores.
Exemplo de cordão de ferrite usado em um cabo de dados
Bobinas de Modo Comum e Diferencial – Os indutores de modo comum e modo diferencial são usados para cancelamento de ruído em aplicações de rádio e comunicação. Esses indutores são comumente usados para cancelar o ruído devido ao efeito da antena nos cabos e evitar interferência EMI e RF das linhas de alimentação.
Exemplo de bobinas de modo comum
Indutores de banda larga – As bobinas de banda larga são usadas para atenuar sinais de RF indesejados sem perdas de energia em aplicações de baixa frequência. Esses indutores são amplamente utilizados para filtrar interferências de EMI e de radiofrequência em sistemas de comunicação, fontes de alimentação, UPS, geradores de sinal, amplificadores de potência de RF, placas de E/S e placas de PC.
Exemplo de estrangulamento de banda larga
Ajustável – Esses indutores são projetados para fornecer indutância variável. Eles têm um núcleo deslizante com um parafuso para deslizar para dentro e para fora do núcleo em relação à bobina (como em indutores de linha de transmissão) ou podem usar contatos deslizantes junto com a bobina (como em núcleos de pote e tipos de solenóide). Os indutores ajustáveis com núcleo deslizante trabalham no conceito de ajuste de permeabilidade. Esses indutores são usados em circuitos ressonantes operando em largura de banda estreita com alto fator Q para uma ampla gama de aplicações, como comunicação RF de baixa frequência, brinquedos RC, fontes de alimentação, geradores de pulso, geradores de sinal e osciladores.
Exemplo de indutores ajustáveis
Moldado – Essas pequenas bobinas indutoras vêm em pacotes de condutores axiais para uso em placas de circuito impresso. A bobina geralmente possui uma camada protetora ao redor do conjunto. Eles são amplamente utilizados em diversas aplicações como indutores de uso geral.
Exemplo de um indutor moldado
Mergulhado – Esses indutores são semelhantes aos indutores moldados. Eles vêm em um pacote axial ou radial com revestimento protetor, para que possam ser usados em condições ambientais adversas. Assim como os indutores moldados, os indutores mergulhados também são indutores de uso geral usados em uma variedade de aplicações onde EMI e interferência de radiofrequência não são grandes preocupações.
Exemplo de indutor mergulhado
Blindado – Esses indutores compactos vêm com uma blindagem magnética para evitar acoplamento magnético, interferência EMI e RF. Eles são usados em aplicações de alta confiabilidade onde a corrupção de sinal é uma preocupação principal. Os indutores blindados vêm em uma variedade de pacotes, incluindo condutor axial, condutor radial e montagem em superfície. Eles são amplamente utilizados em dispositivos de consumo de última geração, computadores, sistemas de comunicação, filtros e conversores CC/CC.
Exemplo de indutores blindados
Chip multicamadas – Estes são indutores de montagem em superfície usados em PCBs de alta densidade e são adequados para atenuação EMI / RFI, correspondência de impedância e oscilações ressonantes em uma variedade de circuitos, como geradores de sinal, amplificadores de RF, geradores de pulso, fontes de alimentação comutadas, filtros passa-banda, analógicos para conversores digitais e sistemas de comunicação. Esses indutores são usados em aplicações do tipo bobina de estrangulamento onde tamanho, vibração ou acoplamento magnético entre placas são preocupações importantes.
Exemplo de indutores de chip multicamadas
Obviamente, diferentes tipos de indutores são projetados para atender aplicações específicas. Os indutores projetados para aplicações de alta frequência têm indutância de baixo valor, baixa corrente CC, baixa resistência CC e fator de alta qualidade e SFR. Os indutores usados em circuitos de filtro possuem alta indutância, alto SFR e também alta classificação DC. Da mesma forma, os indutores usados para aplicações de acoplamento também possuem alta indutância e alto SFR. Os indutores usados na comutação de fontes de alimentação e conversores CC-CC devem ter uma classificação CC alta.
Para a maioria das aplicações de uso geral, são usadas bobinas de ar, toróides, núcleos de pote, indutores de chip, indutores moldados ou imersos. Para aplicações específicas ou requisitos de circuito, outros tipos de indutores podem ser preferidos.
Atividade 11
Tente descobrir os principais fabricantes de indutores em vários mercados online. Dê uma olhada nos diferentes tipos de indutores fabricados por eles e compare as planilhas de dados de diferentes tipos de indutores. Tente descobrir como diferentes tipos de indutores têm especificações técnicas diferentes para atender às aplicações pretendidas.
No próximo artigo, discutiremos a seleção de um indutor para um determinado circuito/aplicação.