En el tutorial anterior, aprendimos sobre las diferentes propiedades y características de los inductores. Estas especificaciones son útiles para determinar la eficiencia de un inductor en un circuito. Los fabricantes proporcionan inductores para categorías de aplicaciones específicas, incluidas bobinas de RF, potencia, alta corriente y alta frecuencia. Por tanto, elegir un inductor es bastante sencillo en comparación con resistencias o condensadores (que tienen muchas opciones para cualquier aplicación). Ya hemos analizado algunos de los tipos de inductores, como bobinas de solenoide, toroides, núcleos de olla e inductores de líneas de transmisión. Aquí se presentan algunos otros tipos de inductores ampliamente utilizados.
Bobinas de aire : las bobinas de aire son los inductores más simples. Se trata de bobinas de solenoide que utilizan un núcleo no magnético y pueden tener desde un solo bucle de cable hasta bobinas grandes, según el rango de frecuencia para el que están diseñadas. Estos inductores tienen índices de inductancia bajos pero ofrecen un factor de alta calidad. Debido a que no hay núcleo magnético, no sufren pérdidas operativas debido a histéresis, corrientes parásitas o distorsiones comunes en los núcleos magnéticos. Dado que los núcleos no magnéticos no se calientan fácilmente cuando fluye una corriente alta a través de la bobina, estos inductores tienen un factor Q alto ya que el núcleo pierde una energía mínima en forma de calor. A medida que aumenta la frecuencia de la señal, el valor de inductancia requerido disminuye, lo que hace que los inductores de bobina de aire sean adecuados para aplicaciones de alta frecuencia. Los circuitos que procesan frecuencias ultraaltas a menudo necesitan bobinas de aire con un solo bucle de cable. También están disponibles versiones de montaje en superficie de las bobinas de aire. Las bobinas de aire se utilizan ampliamente en circuitos de RF, receptores de FM, SMPS, UPS, amplificadores de potencia de RF, comunicaciones de RF y juguetes controlados por radio.
Ejemplo de inductores de bobina de aire
Núcleo cerámico : son inductores robustos que se utilizan en aplicaciones de alta frecuencia y alta corriente, así como en osciladores y circuitos generadores de señales. Algunas aplicaciones típicas de los inductores de núcleo cerámico incluyen filtros de RF, adaptación de impedancia, circuitos de aislamiento, aplicaciones de audio y comunicación inalámbrica.
Ejemplo de un inductor de núcleo cerámico.
Antena con núcleo de ferrita : estos inductores se utilizan en aplicaciones de antena con rangos de frecuencia entre 100 kHz y 1 MHz y pueden incorporar una varilla de ferrita, hierro en polvo o material fenólico no magnético como núcleo. La bobina de alambre se enrolla alrededor de la varilla utilizada como antena. La frecuencia de funcionamiento depende de la permeabilidad del núcleo. Cuanto mayor sea la frecuencia de funcionamiento requerida de la señal, menor será la permeabilidad del núcleo. Las antenas de alta frecuencia generalmente utilizan núcleos fenólicos en lugar de núcleos de ferrita.
Ejemplo de antena tipo cuadro con núcleo de ferrita
Toroides : como se analizó en un tutorial anterior, los toroides pueden usar hierro en polvo o un núcleo de ferrita. La forma toroidal del núcleo permite una alta inductancia en un tamaño pequeño y minimiza la interferencia electromagnética producida por corrientes iguales y opuestas alrededor del núcleo. Los toroides están disponibles en versiones de uso general y de montaje en superficie. Se utilizan ampliamente como inductores en circuitos electrónicos en casi todo tipo de aplicaciones, como bobinas de alimentación de CA, circuitos de filtro, fuentes de alimentación, osciladores, generadores de impulsos, telecomunicaciones, electrónica automotriz, circuitos de audio, etc.
Ejemplo de toroides
Pot : los núcleos de potenciómetro son útiles para proporcionar una inductancia ultraalta en aplicaciones de alta corriente. Se sabe que estos inductores proporcionan una inductancia estable y factores de alta calidad en tamaños pequeños. Los núcleos de potenciómetro se utilizan comúnmente como inductores de CC, filtros y inductores de modo diferencial en circuitos de audio, telecomunicaciones y electrónica automotriz. Debido a su diseño único, estos presentan importantes ventajas de autoprotección y altas corrientes de saturación.
Imagen de un inductor de núcleo de olla.
Detección de corriente : estos inductores están disponibles en una variedad de frecuencias, generalmente con derivación central. Los inductores se utilizan comúnmente en convertidores CC-CC en dispositivos electrónicos de consumo que funcionan con baterías.
Ejemplo de inductores de detección de corriente
Bobinas de alta corriente : las bobinas de alta corriente o RF utilizan núcleos de ferrita o hierro en polvo con una pequeña cantidad de vueltas de bobina para obtener una inductancia de alto valor en un tamaño pequeño. Estos inductores se utilizan comúnmente en fuentes de alimentación, sistemas de comunicación y aparatos eléctricos de alta corriente.
Ejemplo de un inductor de alta corriente.
Estranguladores Balun : “Balun” significa la transformación equilibrada y desequilibrada de la impedancia. Estos inductores se utilizan en circuitos de radio, televisión y comunicaciones específicamente para igualar impedancias.
Ejemplo de estrangulador balun con herida de aire.
Bobinas de ferrita : las bobinas de ferrita son esferas de ferrita sin ninguna bobina de alambre; en cambio, el cable del circuito se enrolla o pasa a través del inductor. Estos inductores se utilizan en aplicaciones de RF para eliminar frecuencias de RF no deseadas. Están disponibles en versiones con plomo y huecas, así como en versiones con chip, donde se utilizan como resistencias de alta frecuencia, permitiendo que solo pase CC. Las bobinas de ferrita se utilizan ampliamente con cables en diferentes aplicaciones, ya sea para eliminar componentes de RF no deseados de las señales o para evitar señales de RF externas no deseadas en los circuitos receptores.
Ejemplo de una perla de ferrita utilizada en un cable de datos
Bobinas de modo común y diferencial : los inductores de modo común y diferencial se utilizan para la cancelación de ruido en aplicaciones de radio y comunicaciones. Estos inductores se utilizan comúnmente para cancelar el ruido debido al efecto de la antena en los cables y evitar interferencias EMI y RF de las líneas eléctricas.
Ejemplo de bobinas de modo común
Inductores de banda ancha : los inductores de banda ancha se utilizan para atenuar señales de RF no deseadas sin pérdidas de energía en aplicaciones de baja frecuencia. Estos inductores se utilizan ampliamente para filtrar EMI y interferencias de radiofrecuencia en sistemas de comunicaciones, fuentes de alimentación, UPS, generadores de señales, amplificadores de potencia de RF, placas de E/S y placas de PC.
Ejemplo de limitación de banda ancha
Ajustable : estos inductores están diseñados para proporcionar una inductancia variable. Tienen un núcleo deslizante con un tornillo para deslizarse hacia adentro y hacia afuera del núcleo en relación con la bobina (como en los inductores de líneas de transmisión) o pueden usar contactos deslizantes junto con la bobina (como en los núcleos tipo pote y los tipos de solenoides). Los inductores ajustables con núcleo deslizante funcionan según el concepto de ajuste de permeabilidad. Estos inductores se utilizan en circuitos resonantes que funcionan en un ancho de banda estrecho con un factor Q alto para una amplia gama de aplicaciones, como comunicaciones de RF de baja frecuencia, juguetes RC, fuentes de alimentación, generadores de impulsos, generadores de señales y osciladores.
Ejemplo de inductores ajustables.
Moldeadas : estas pequeñas bobinas inductoras vienen en paquetes de cables axiales para usar en placas de circuito impreso. La bobina suele tener una capa protectora alrededor del conjunto. Se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones como inductores de uso general.
Ejemplo de un inductor moldeado
Sumergidos : estos inductores son similares a los inductores moldeados. Vienen en un paquete axial o radial con una capa protectora, por lo que pueden usarse en condiciones ambientales adversas. Al igual que los inductores moldeados, los inductores sumergidos también son inductores de uso general que se utilizan en una variedad de aplicaciones donde las interferencias EMI y de radiofrecuencia no son preocupaciones importantes.
Ejemplo de inductor sumergido
Blindados : estos inductores compactos vienen con un blindaje magnético para evitar el acoplamiento magnético y las interferencias EMI y RF. Se utilizan en aplicaciones de alta confiabilidad donde la corrupción de la señal es una preocupación principal. Los inductores blindados vienen en una variedad de paquetes, que incluyen conductor axial, conductor radial y montaje en superficie. Se utilizan ampliamente en dispositivos de consumo de alta gama, computadoras, sistemas de comunicación, filtros y convertidores CC/CC.
Ejemplo de inductores blindados.
Chip multicapa : son inductores de montaje superficial utilizados en PCB de alta densidad y son adecuados para atenuación EMI/RFI, adaptación de impedancia y oscilaciones resonantes en una variedad de circuitos como generadores de señales, amplificadores de RF, generadores de impulsos, fuentes de alimentación conmutadas, filtros de paso de banda, Convertidores analógicos a digitales y sistemas de comunicación. Estos inductores se utilizan en aplicaciones de tipo bobina de choque donde el tamaño, la vibración o el acoplamiento magnético entre placas son preocupaciones importantes.
Ejemplo de inductores de chip multicapa
Obviamente, se diseñan diferentes tipos de inductores para adaptarse a aplicaciones específicas. Los inductores diseñados para aplicaciones de alta frecuencia tienen inductancia de bajo valor, baja corriente CC, baja resistencia CC y factor de calidad y SFR alto. Los inductores utilizados en circuitos de filtro tienen alta inductancia, alta SFR y también alta clasificación de CC. De manera similar, los inductores utilizados para aplicaciones de acoplamiento también tienen alta inductancia y alta SFR. Los inductores utilizados en fuentes de alimentación conmutadas y convertidores CC-CC deben tener una clasificación de CC alta.
Para la mayoría de las aplicaciones de uso general, se utilizan bobinas de aire, toroides, núcleos en recipiente, inductores de chip, inductores moldeados o sumergidos. Para aplicaciones específicas o requisitos de circuito, se pueden preferir otros tipos de inductores.
Actividad 11
Intente descubrir los principales fabricantes de inductores en varios mercados en línea. Eche un vistazo a los diferentes tipos de inductores que fabrican y compare las hojas de datos de los diferentes tipos de inductores. Intente descubrir cómo los diferentes tipos de inductores tienen diferentes especificaciones técnicas para adaptarse a las aplicaciones previstas.
En el próximo artículo, analizaremos la selección de un inductor para un circuito/aplicación en particular.