Hay tres tipos de componentes pasivos en los circuitos electrónicos: resistores, condensadores e inductores, entre los cuales los inductores pueden ser los más peculiares en principio.El fenómeno de la inductancia fue descubierto por Michael Faraday y Joseph Henry en 1830: Faraday descubrió que un campo magnético cambiante puede inducir corriente; Henry estudió de forma independiente el fenómeno de "auto inducción",que se refiere a la inducción de corriente en un conductor dentro de sí mismo.
Antes de que la gente entendiera completamente la electromagnetismo, era un misterio que simplemente enrollar un cable en una bobina pudiera cambiar sus propiedades eléctricas.Los aficionados al bricolaje utilizarían una barra magnética o un tubo de cartón de sólo unas pocas pulgadas de largo, enrollados con docenas de giros de alambre para hacer inductores de la bobina de sintonía, para ensamblar radios de transistores.
El símbolo esquemático de un inductor se basa en su diseño de apariencia física (Figura 1). Los tipos de inductores incluyen hueco, núcleo de hierro y variable.
Figura 1: Los inductores (figura derecha) se formaron inicialmente por cables enroscados alrededor de un tubo hueco o núcleo de hierro; los símbolos del principio correspondiente se muestran en la figura (figura izquierda).Hacatrónico. com)
La inductancia es una característica de un conductor, y debido al efecto de su campo magnético, la corriente que pasa a través del conductor a menudo cambia.inductores a veces se refieren como estranguladores porque pueden "estrangular" los cambios en la corrienteLa relación entre la inductancia (L) y la velocidad de cambio de voltaje (V) y corriente (I) puede expresarse por una simple ecuación: V=L (dI/dt).
Aunque todavía se utilizan ampliamente los inductores de bobina de cuerda, ya no son adecuados para muchos circuitos de hoy en día.presentan efectos parasitarios no deseadosEn comparación con los primeros entusiastas de las radios DIY, las radios de alta frecuencia tienen una alta resistencia de CC (DCR) y muestran una degradación del rendimiento a frecuencias más altas.inductores de heridas ya hechos para aplicaciones de radiofrecuencia (RF) con dimensiones inferiores a 1 milímetro cuadrado (mm2) están disponibles para su compra.
Inductores modernos para convertidores de potencia
Aunque los inductores han logrado avances significativos, incluso los inductores de bobina mejorados tienen deficiencias en el rendimiento y el tamaño para los circuitos modernos.Los inductores de potencia modernos son componentes de precisión que han sido cuidadosamente modelados, con sus parámetros básicos y secundarios completamente definidos, y sus propiedades optimizadas de acuerdo con las diferentes prioridades de aplicación.
Además, los proveedores han desarrollado nuevos materiales para satisfacer las necesidades de diferentes topologías de alimentación de conmutación, como los convertidores de inductor primario de extremo único (SEPIC),Ć uk convertidores (llamados así por su inventor Slobodan Ć uk), y varias configuraciones de refuerzo.
La mayoría de estos inductores utilizan materiales avanzados de ferrita y polvo, y sus características han sido cuidadosamente ajustadas.Estos inductores tienen una DCR extremadamente baja (mejorando significativamente el valor de inductancia Q - el valor estándar para medir el rendimiento de la inductancia) y un deslizamiento suave de la inductanciaEste último se refiere al grado en que el valor de inductancia real disminuye o "se desvanece" debido a la saturación del núcleo magnético a medida que aumenta la corriente continua.similar a la respuesta de frecuencia de un filtro.
Los inductores utilizados en fuentes de alimentación también necesitan tener capacidades de manejo de corriente nominal relativamente altas, generalmente en las decenas de amperes.pero por valores múltiples como la raíz media de corriente cuadrada (Irms), la corriente de pico (Ipeak) y la corriente de saturación (Isat).Los inductores proporcionados por el fabricante tendrán diferentes combinaciones de corriente nominal y otras referencias de parámetros de nivel superior para cumplir con los requisitos de prioridad de varias estructuras de topología.
El fabricante también ha desarrollado materiales avanzados y tecnología de montaje de superficie (SMT) (Figura 2) que pueden soportar el calor asociado sin comprometer el rendimiento o la fiabilidad.Tipo de blindaje ayuda a minimizar los problemas de interferencia de radiofrecuencia (RFI) en aplicaciones sensibles.
Figura 2: Los inductores SMT de alta potencia ahora pueden proporcionar varios tamaños sorprendentemente pequeños sin afectar el rendimiento (Fuente de imagen: Eaton).
La serie de inductores moldeados HCM/HPAL de Eaton Electronics Division refleja el avance y la diferenciación de estos inductores optimizados para convertidores.que se caracterizan por su durabilidadSu estructura moldeada puede proporcionar una inductancia suave en varios rangos de corriente nominal.
Los dispositivos de la serie HCM y HPAL vienen en varios tamaños, pero sus volúmenes son relativamente pequeños.
Para garantizar la fiabilidad y la robustez, la temperatura de funcionamiento nominal de los dispositivos HCM/HPAL es de -55 a 125 °C (temperatura ambiente más aumento de la propia temperatura),y contienen inhibidores de óxido que ayudan a prevenir la oxidación de la superficie debido a ambientes húmedos (nivel MSL 1).
La serie HCM utiliza polvo de hierro prensado avanzado con un excelente rendimiento Isat, que se puede ver en dos dispositivos representativos, HCM0503V2-R68-R y HCM0503V2-4R7-R.El HCM0503V2-R68-R es un 680 nanoenries (nH), 8 miliohms (m Ω) DCR inductor sin blindaje con una frecuencia de funcionamiento de hasta 1 megahertz (MHz).con una corriente nominal de 10 amperes (A) (Irms)/12 amperes (Isat)El HCM0503V2-4R7-R utiliza el mismo tamaño de paquete, pero es adecuado para situaciones que requieren una mayor inductancia. Es un dispositivo sin blindaje de 4,7 μ H, 47 m Ω con una corriente nominal de 4,1 A (Irms) / 6 A (Isat).
Por el contrario, los inductores HPAL utilizan polvo de aleación para lograr una DCR más baja e Irms más altos, manteniendo bajas pérdidas de núcleo.y la corriente es de 4.5 A a 40 A. Tiene una función de blindaje electromagnético (EMI), que es crucial en ciertas aplicaciones.1 m Ω inductor con una potencia nominal de 18 A (Irms) y 20 A (Isat)) y HPAL1V0630-8R2-R (un 8.2 μ H, 55 m Ω inductor con una potencia nominal de 5 A (Irms) y 5,5 A (Isat)).
El gráfico de la Figura 3 muestra la relación de deslizamiento entre la inductancia nominal, la corriente continua y la temperatura del inductor HPAL1V0630-8R2-R.