Apa itu dcr dalam induktor dan bagaimana ia mempengaruhi reka bentuk litar anda

Induktor adalah komponen pasif yang banyak digunakan dalam elektronik selepas perintang dan kapasitor. Induktor yang ideal menyimpan tenaga dalam medan magnet dan memberikan arus keluaran yang lancar ke beban. Tetapi dalam litar praktikal, induktor juga mengandungi beberapa rintangan nilai rendah yang berkaitan dengan sifat kearuhannya. Semasa aliran bekalan DC atau menjadi spesifik dalam frekuensi 0 Hertz, Induktor memberikan ketahanan terhadap aliran arus. Rintangan DC ini disebut sebagai DCR yang bermaksud rintangan DC. Dalam tutorial ini kita akan mengetahui lebih lanjut mengenai DCR dan bagaimana ia mempengaruhi prestasi litar. Kami juga akan belajar bagaimana mengukur nilai DCR induktor dan bagaimana mengurangkan nilai DCR induktor semasa pembinaannya.

Sama seperti DCR untuk Induktor, kapasitor juga mempunyai beberapa parameter tidak ideal yang berkaitan dengannya yang dinamakan Equivalent Series resistance (ESR) dan Equivalent series Inductance (ESL), anda boleh membaca artikel mengenai ESR dan ESL dalam Kapasitor untuk mengetahui lebih lanjut mengenainya dan mereka kepentingan dalam reka bentuk litar.

Apakah DCR dalam Induktor?

Istilah DCR bermaksud DC Resistance. Nilai ini mewakili jumlah rintangan yang dapat ditawarkan oleh induktor apabila isyarat DC 0Hz dilaluinya. Dalam praktiknya semua induktor akan mempunyai nilai kecil DCR yang berkaitan dengannya.

Gambar di bawah menunjukkan Induktor praktikal dengan induktansi sebenarnya secara bersiri dengan rintangan DC kecil (DCR). Simbol induktor di sini mewakili aruhan dan perintang bersiri dengannya ialah rintangan DC Induktor. Pada prinsipnya Induktor memberikan rintangan yang sangat rendah untuk arus DC dengan frekuensi rendah dan memberikan rintangan tinggi untuk input frekuensi tinggi.

The DCR bagi pengaruh adalah disebabkan oleh rintangan gegelung menggunakan mana pengaruh itu dibuat. Rintangan gegelung berkadaran dengan panjang wayar yang digunakan untuk membentuk gegelung, dan panjang gegelung juga sebanding dengan nilai induktansi Induktor. Oleh itu, induktor nilai yang lebih tinggi mengenakan rintangan tinggi dan induktor bernilai rendah memberikan rintangan rendah. Nilai induktansi yang besar memerlukan bilangan belitan yang lebih tinggi daripada induktor nilai rendah, sehingga meningkatkan panjang wayar tembaga. DCR Induktor biasanya berkisar dari jauh kurang dari 1 Ohm hingga 3-4 Ohm.

Kepentingan Praktikal DCR

Sekarang kita tahu bahawa induktor mempunyai nilai rintangan kecil dengannya, tetapi apa masalahnya? Mengapa penting untuk mempertimbangkan nilai rintangan kecil ini semasa merancang litar kita?

DCR menjadi perintang menghilangkan haba dan mengurangkan kecekapan seperti perintang lain dengan penurunan voltan di atasnya. Kecekapan diukur dengan menggunakan formula di bawah

Q = w (L / R)

Di mana, Q dipanggil faktor-Q. L adalah reaktor induktif dan R adalah rintangan Induktor pada frekuensi tertentu. Nisbah reaktansi induktif dengan rintangan pada frekuensi tertentu disebut faktor-Q. Faktor Q ini penting dalam pelbagai aplikasi. Semakin tinggi faktor Q, semakin tinggi kecekapannya. Sekiranya dikira secara teori, induktor ideal mempunyai faktor Q yang lebih tinggi berbanding dengan faktor sebenar. Dalam Induktor sebenar, faktor Q ini boleh dipercayai dalam DCR.

Pemakaiannya, Induktor dengan nilai faktor Q yang tinggi digunakan dalam litar RF di mana kapasitor digunakan selari dengannya untuk membentuk litar tangki resonan. Dalam kes sedemikian, nilai tinggi faktor Q dari induktor membantu mengimbangkan frekuensi atas dan bawah litar resonan yang beroperasi dalam frekuensi jalur berterusan.

Dalam aplikasi berkaitan elektronik kuasa, nilai rendah DCR sangat penting untuk pelesapan kuasa yang kurang serta jejak pakej kecil. Induktor dengan DCR rendah akan mempunyai faktor bentuk yang rendah daripada Induktor dengan nilai DCR yang tinggi. Kesan utama DCR induktor adalah pelesapan daya kerana rintangan gegelung. Pelesapan daya dapat dikira dengan undang-undang daya P = I ² R di mana R setara dengan rintangan DC Induktor dan I adalah arus yang mengalir melaluinya.

Bagaimana mengukur DCR Induktor?

Kebanyakan orang mengukur Rintangan DC (DCR) Induktor dengan menyambungkan piawai multi-meter melintasi Induktor untuk mengukur rintangan wayar tembaga. Ia mungkin berfungsi cukup adil untuk induktor nilai besar, kerana wayar tembaga di sana cukup besar untuk menghasilkan nilai DCR tinggi yang dapat diukur dengan resolusi multi-meter khas.

Tetapi, untuk nilai induktor yang lebih kecil, nilai rintangan DC terlalu kecil (biasanya dalam julat mili-ohm) untuk diukur dengan multi-meter kos rendah standard. Juga wayar probe Multi-meter juga mempunyai rintangan DC yang menambah nilai DCR sehingga mengakibatkan pembacaan yang salah. Jadi, terdapat masalah umum dalam pengukuran DCR Induktor.

Kaedah sebenar untuk mengukur nilai DCR Induktor adalah dengan menggunakan jalur penginderaan Kelvin di seluruh petunjuk dan menggunakan arus di Induktor. Oleh kerana DCR of Inductor adalah rintangan DC wayar tembaga, ia akan menghasilkan voltan melintasi terminal Induktor berdasarkan undang-undang Ohms, V = I x R. Voltan ini dapat diukur dengan menggunakan multi-meter. Jelas, teknik pengukuran ini mempunyai batasan. Sebelum melakukan pengukuran, seseorang harus sedar tentang beberapa perkara yang disenaraikan di bawah.

1. Peringkat semasa maksimum Induktor. Arus tidak boleh melebihi penarafan arus maksimum yang dinyatakan dalam lembar data Induktor.
2. Papan roti tidak sesuai untuk pengukuran DCR Induktor kerana sambungan papan roti juga menyumbang kepada kebisingan dan rintangan.
3. Adalah baik untuk menggunakan PCB yang betul dengan hanya titik ujian, penyambung masuk dan keluar semasa dan lekapan komponen pad komponen untuk mengelakkan pematerian.

Gambar di bawah menunjukkan litar untuk mengukur nilai DCR sebuah Induktor. Induktor yang ditunjukkan di sini adalah Induktor yang ideal dan Rintangan DC adalah rintangan siri yang setara. Garis akal adalah garis pengertian Kelvin.

Mari kita anggap bahawa Induktor yang digunakan di sini mempunyai penilaian semasa berterusan 1A. Oleh itu, arus input di sini akan menjadi 1A. Semakin tinggi nilai arus input yang lebih tinggi akan menjadi resolusi nilai DCR yang diukur, tetapi jika induktor anda tidak dapat menangani arus nilai rendah arus tinggi juga dapat digunakan.

Setelah melewati arus, penurunan voltan di bahagian induktor harus diukur. Katakan penurunan voltan di induktor dikira pada kira-kira 50mV. Kemudian, DCR induktor itu dapat dikira sebagai

V = I x R R = V / I R = 0.05 / 1 R = 0.05 ohm

Cara mengurangkan DCR semasa membina Induktor

Nilai DCR suatu induktor tidak mempunyai kelebihan yang signifikan dan oleh itu selalu lebih baik memilih Induktor dengan nilai DCR yang rendah. Biasanya semasa Induktor sedang dibina atau dirancang, parameter DCR juga dipertimbangkan. DCR suatu induktor perlu sangat rendah agar induktor tidak menyekat aliran arus DC. Teknik berikut digunakan untuk mengurangkan nilai DCR suatu induktor

1. Rintangan bergantung pada panjang dan ketebalan wayar tembaga. Untuk menurunkan rintangan DC suatu induktor, bukannya satu wayar, beberapa wayar boleh dilukai secara selari. Oleh kerana hubungan ini, rintangan yang dihasilkan menjadi kurang. Pertimbangkan satu wayar tembaga tunggal dengan nilai ketahanan x. Sekiranya beberapa wayar tersebut disambungkan secara selari, rintangan setara akan dikurangkan kerana perintang secara selari akan mempunyai rintangan setara rendah sebagai output.

2. Menambah luas keratan rentas dawai tembaga mengurangkan rintangan DC induktor. Oleh itu, wayar yang lebih tebal bermanfaat untuk mengurangkan DCR.

3. Teknik lain adalah menggunakan wayar tembaga rata dan bukannya wayar tembaga bulat. Kawat rata mempunyai luas yang luas berbanding dengan wayar bulat. Ini juga bermanfaat untuk mengurangkan daya tahan keseluruhan.

Gambar di bawah adalah induktor yang dibina menggunakan wayar rata. Pengeluarnya adalah Wurth Electronics dan nombor bahagiannya adalah 7443641000. Mengikut lembaran data, induktor mempunyai induktansi 10uH dan rintangan DC adalah 2.4 mili-ohm pada 20 darjah Celsius.

4. Lembar data induktor memberikan penilaian induktor di mana nilai DCR maksimum ditentukan. Nilai ini berbeza berdasarkan suhu. Dianjurkan untuk menggunakan induktor dalam keadaan suhu lingkungan tertentu untuk mengoperasikannya di wilayah nilai DCR minimum.

Jadi DCR induktor adalah faktor penting dan harus dipertimbangkan semasa merancang litar apa pun.