PCB インダクタの理解: 定義、計算方法、および段階的な設計ガイド

インダクタは、電流の突然の変化を制御するのに役立つ特別なコンポーネントです。 これらは磁界内にエネルギーを蓄積し、それを回路に放出することで機能し、電流のスパイクやサージを軽減します。 電子デバイスで一般的に使用されるインダクタの種類は、PCB インダクタです。 この記事では、PCB インダクタとは何かを説明し、そのインダクタンス値を計算するいくつかの方法を示します。 最後には、PCB インダクタがどのように機能するか、および電子回路におけるその重要性についてより深く理解できるようになります。

PCBインダクタとは何ですか?

PCB インダクタは、電気エネルギーを蓄積および制御するために PCB で使用される電子部品の一種です。 電流が流れると磁場を生成して維持するように設計されています。 PCB インダクタの主な目的は、磁場の形でエネルギーを蓄積し、必要に応じてそれを回路に放出することです。 インダクタのこの特性により、インダクタは電源、信号フィルタリング、インピーダンス整合、エネルギー貯蔵などのさまざまな電子アプリケーションに不可欠になります。 PCB インダクタにはさまざまなサイズと構成があり、設計と電子回路への統合を柔軟に行うことができます。 これらは、電子機器の効率的な動作とパフォーマンスを保証する上で重要な役割を果たします。

インダクタの目的は何ですか？

インダクタ 変動電流が流れると変動を抑える方向に起電力を発生し、電気エネルギーを磁気エネルギーとして蓄える機能を持っています。 直流電流を流しやすく、高周波電流が流れにくい特性を持っています。

インダクタには次のような特定の用途があります。

• 必要な信号と不要な信号を分ける（フィルタリング）

• 電源回路の電圧安定化（平滑化）

• 高周波回路におけるインピーダンスの整合

コイルのインダクタンスはどのように計算しますか?

インダクタンスは、物理学を学ぶすべての学生がよく知っているはずの用語です。 独自の計算式があり、抵抗や静電容量と組み合わせて使用​​されることがよくあります。 オリバー・ヘヴィサイドは 1886 年にこの言葉を初めて作りました。さらに、著名な物理学者ハインリッヒに敬意を表して、回路図上のインダクターや方程式内のインダクタンスを表すのに L を使用します。インダクタンスの公式と、それを使ってインダクタンスを決定する方法について学びましょう。どのアイテムでも。

式は次のとおりです。

L = (μ₀ * μᵣ * N² * A) / l

どこ：

• L はヘンリー (H) 単位のインダクタンスです。

• μ₀ は自由空間の透磁率で、約 4π x 10^(-7) H/m です。

• μᵣ はコア材料の比透磁率です。

• N はコイルの巻き数です。

• A はコイルの断面積 (平方メートル (m²)) です。

• l はコイルの長さ (メートル (m) 単位) です。

PCB 上でインダクタを設計するにはどうすればよいですか?

PCB 上でインダクタを設計するには、次の手順に従います。

1. 必要なインダクタンスを決定します。 回路設計に必要な特定のインダクタンス値を特定します。 これは、回路要件と必要な性能に基づいて計算できます。

2. コアの材質を選択します。 動作周波数範囲、必要な飽和レベル、サイズの制約などの要素に基づいて、適切なコア材料を選択します。 一般的なコア材料には、フェライト、鉄粉、空気などがあります。

3. コアのサイズと形状を決定します。 設計要件に最適なコアのサイズと形状を選択してください。 利用可能な基板スペース、必要なインダクタンス、磁界の強さなどの要素を考慮してください。

4. ターン数を計算します。 目的のインダクタンス値を達成するために必要な巻き数を決定します。 この計算は、使用されているコアの材質、コアのサイズ、およびワイヤーのゲージによって異なります。

5. ワイヤーゲージを選択します。 定格電流と PCB 上の利用可能なスペースに基づいて、適切なワイヤ ゲージを選択します。 ワイヤゲージが太いほど、より大きな電流を処理できますが、より多くのスペースが必要になる場合があります。

6. コイルの形状とレイアウトを決定します。 PCB 設計に最適なコイル形状 (ソレノイド、トロイダルなど) とレイアウトを決定します。 コンポーネントの配置、信号の完全性、電磁干渉などの要素を考慮してください。

7. 寄生効果を考慮します。 自己容量や抵抗など、インダクタの性能に影響を与える可能性のある寄生効果を考慮してください。 これらの影響は、適切な設計手法とコンポーネントの選択によって最小限に抑えることができます。

8. シミュレーションとテスト: シミュレーション ソフトウェアまたはプロトタイプ テストを使用して、設計されたインダクタの性能を検証します。 必要な仕様を満たすために必要に応じてパラメータを調整します。

9. 設計を文書化します。 仕様、計算、設計上の考慮事項など、インダクタの設計を文書化します。 このドキュメントは、将来の参照と複製に役立ちます。

PCB 上でインダクタを設計するには、電磁原理、回路設計、および PCB レイアウト技術を十分に理解する必要があります。 最適なパフォーマンスを確保するには、経験豊富な PCB エンジニアに相談するか、専用の設計ソフトウェアを利用することをお勧めします。 ビデオ： https://share.vidyard.com/watch/eRWCX52WfspHX4UcREymYp?

まとめ

PCB インダクタは、現代の電子回路において重要なコンポーネントであり、磁気エネルギーを管理し、さまざまなデバイスのスムーズな動作を保証する役割を果たします。 あなたはできる お問い合わせ いずれかの概念についてサポートが必要な場合。