Comprendre les inducteurs PCB : définition, méthodes de calcul et guide de conception étape par étape

Les inducteurs sont des composants spéciaux qui aident à contrôler les changements soudains de courant électrique. Ils fonctionnent en stockant de l'énergie dans un champ magnétique, puis en la libérant dans le circuit, ce qui aide à réduire les pointes ou les surtensions du courant. Un type d'inductance couramment utilisé dans les appareils électroniques est l'inductance PCB. Dans cet article, nous expliquerons ce qu'est un inducteur PCB et vous montrerons quelques façons de calculer sa valeur d'inductance. À la fin, vous aurez une meilleure compréhension du fonctionnement des inducteurs PCB et de leur importance dans les circuits électroniques.

Qu'est-ce qu'une inductance PCB ?

Un inducteur PCB est un type de composant électronique utilisé dans les PCB pour stocker et contrôler l'énergie électrique. Il est conçu pour générer et maintenir un champ magnétique lorsqu'un courant électrique le traverse. Le but principal d'un inducteur PCB est de stocker de l'énergie sous la forme d'un champ magnétique et de la restituer dans le circuit en cas de besoin. Cette propriété des inductances les rend essentielles dans diverses applications électroniques, notamment les alimentations, le filtrage de signaux, l'adaptation d'impédance et le stockage d'énergie. Les inducteurs PCB sont disponibles en différentes tailles et configurations, permettant une flexibilité dans la conception et l'intégration dans les circuits électroniques. Ils jouent un rôle crucial pour assurer le fonctionnement efficace et les performances des appareils électroniques.

A quoi sert un inducteur ?

Inductances ont pour fonction de générer une force électromotrice dans le sens de réduire la fluctuation lors de la fluctuation des flux de courant et de stocker l'énergie électrique sous forme d'énergie magnétique. Il a des caractéristiques qui permettent au courant continu de circuler facilement tout en étant très résistant au passage du courant à haute fréquence.

Les inducteurs ont les objectifs d'application spécifiques suivants :

• Diviser les signaux nécessaires et les signaux inutiles (filtrage)

• Tension de stabilisation dans un circuit de puissance (lissage)

• Impédance d'adaptation dans un circuit haute fréquence

Comment calculer l'inductance de la bobine ?

L'inductance est un terme que tout étudiant en physique devrait connaître. Il a sa propre formule et est fréquemment combiné avec une résistance et une capacité. Oliver Heaviside a inventé l'expression pour la première fois en 1886. De plus, nous utilisons le L pour représenter les inductances sur les schémas de circuit et l'inductance dans les équations, en l'honneur de l'éminent physicien Heinrich Apprenons la formule d'inductance et comment l'utiliser pour déterminer l'inductance de n'importe quel article.

La formule est la suivante :

L = (μ₀ * μᵣ * N² * A) / l

Où :

• L est l'inductance en henry (H).

• μ₀ est la perméabilité de l'espace libre, environ 4π x 10^(-7) H/m.

• μᵣ est la perméabilité relative du matériau du noyau.

• N est le nombre de spires de la bobine.

• A est la section transversale de la bobine en mètres carrés (m²).

• l est la longueur de la bobine en mètres (m).

Comment concevoir des inductances sur un PCB ?

Pour concevoir des inducteurs sur un PCB, suivez ces étapes :

1. Déterminez l'inductance requise : Identifiez la valeur d'inductance spécifique nécessaire à la conception de votre circuit. Cela peut être calculé en fonction des exigences du circuit et des performances souhaitées.

2. Sélectionnez le matériau de base : Choisissez le matériau de base approprié en fonction de facteurs tels que la plage de fréquences de fonctionnement, le niveau de saturation souhaité et les contraintes de taille. Les matériaux de base courants comprennent la ferrite, le fer en poudre et l'air.

3. Déterminez la taille et la forme du noyau : Sélectionnez la taille et la forme du noyau qui conviennent le mieux à vos exigences de conception. Tenez compte de facteurs tels que l'espace disponible sur la carte, l'inductance souhaitée et l'intensité du champ magnétique.

4. Calculez le nombre de tours : Déterminez le nombre de tours nécessaires pour obtenir la valeur d'inductance souhaitée. Ce calcul dépend du matériau de l'âme, de la taille de l'âme et du calibre du fil utilisé.

5. Choisissez le calibre du fil : Sélectionnez le calibre de fil approprié en fonction du courant nominal et de l'espace disponible sur le circuit imprimé. Des jauges de fil plus épaisses peuvent supporter des courants plus élevés mais peuvent nécessiter plus d'espace.

6. Déterminez la forme et la disposition de la bobine : Décidez de la forme de la bobine (par exemple, solénoïde, toroïdal) et de la disposition qui correspond le mieux à la conception de votre circuit imprimé. Tenez compte de facteurs tels que le placement des composants, l'intégrité du signal et les interférences électromagnétiques.

7. Tenez compte des effets parasites : Tenez compte des effets parasites susceptibles d'affecter les performances de l'inducteur, tels que la capacité propre et la résistance. Ces effets peuvent être minimisés grâce à des techniques de conception et à une sélection de composants appropriées.

8. Simulez et testez : Utilisez un logiciel de simulation ou des tests de prototypes pour vérifier les performances de l'inducteur conçu. Ajustez les paramètres selon les besoins pour répondre aux spécifications souhaitées.

9. Documentez la conception : Documentez la conception de l'inducteur, y compris les spécifications, les calculs et toutes les considérations de conception. Cette documentation sera utile pour référence future et réplication.

La conception d'inductances sur un circuit imprimé nécessite une bonne compréhension des principes électromagnétiques, de la conception de circuits et des techniques de disposition des circuits imprimés. Il est recommandé de consulter des ingénieurs PCB expérimentés ou d'utiliser un logiciel de conception spécialisé pour garantir des performances optimales. Vidéo: https://share.vidyard.com/watch/eRWCX52WfspHX4UcREymYp?

Conclusion

Les inductances PCB sont des composants vitaux des circuits électroniques modernes, responsables de la gestion de l'énergie magnétique et du bon fonctionnement de divers appareils. Tu peux CONTACTEZ-NOUS si vous avez besoin d'aide avec l'un des concepts.