Choke (electrónica) - Choke (electronics)
En electrónica , un estrangulador es un inductor que se utiliza para bloquear corrientes alternas de alta frecuencia mientras pasa corriente continua (CC) y corriente alterna (CA) de frecuencias más bajas en un circuito eléctrico . Un estrangulador generalmente consiste en una bobina de alambre aislado a menudo enrollado en un núcleo magnético , aunque algunos consisten en una "cuenta" en forma de rosquilla de material de ferrita ensartada en un alambre. La impedancia del estrangulador aumenta con la frecuencia. Su baja resistencia eléctrica pasa tanto por CA como por CC con poca pérdida de potencia, pero su reactancia limita la cantidad de CA que pasa.
El nombre proviene de bloquear, "asfixiar", las frecuencias altas al pasar las frecuencias bajas. Es un nombre funcional; el nombre "estrangulador" se usa si se usa un inductor para bloquear o desacoplar frecuencias más altas, pero el componente simplemente se llama "inductor" si se usa en filtros electrónicos o circuitos sintonizados . Los inductores diseñados para usarse como reactancias generalmente se distinguen por no tener una construcción de baja pérdida ( factor Q alto ) requerida en inductores usados en circuitos sintonizados y aplicaciones de filtrado.
Tipos y construcción
Los estranguladores se dividen en dos grandes clases:
- Choques de frecuencia de audio (AFC): diseñado para bloquear el audio y las frecuencias de la línea de alimentación mientras permite el paso de CC
- Choques de radiofrecuencia (RFC): diseñados para bloquear las frecuencias de radio al tiempo que permite el paso de audio y CC.
Choke de frecuencia de audio
Los choques de frecuencia de audio (AFC) generalmente tienen núcleos ferromagnéticos para aumentar su inductancia. A menudo se construyen de manera similar a los transformadores, con núcleos de hierro laminado y un espacio de aire. El núcleo de hierro aumenta la inductancia para un volumen dado del núcleo. Los chokes se usaban con frecuencia en el diseño de fuentes de alimentación rectificadoras para equipos de tubos de vacío , como receptores de radio o amplificadores. Se encuentran comúnmente en controladores de motores de corriente continua para producir corriente continua (CC), donde se usaron junto con condensadores electrolíticos grandes para eliminar la ondulación de voltaje (CA) en la salida CC. Un circuito rectificador diseñado para un filtro de salida de estrangulamiento puede producir demasiado voltaje de salida de CC y someter el rectificador y los condensadores del filtro a corrientes excesivas de entrada y ondulación si se quita el inductor. Sin embargo, los condensadores electrolíticos modernos con altas clasificaciones de corriente de rizado y los reguladores de voltaje que eliminan más rizado de la fuente de alimentación que los estranguladores han eliminado los estranguladores pesados y voluminosos de las fuentes de alimentación de frecuencia de red. Se utilizan reactancias más pequeñas en la conmutación de fuentes de alimentación para eliminar los transitorios de conmutación de alta frecuencia de la salida y, a veces, para que no retroalimenten a la entrada de la red. A menudo tienen núcleos de ferrita toroidales.
Algunos aficionados al audio para automóviles utilizan bobinas de choque con sistemas de audio para automóviles (específicamente en el cableado de un subwoofer , para eliminar las altas frecuencias de la señal amplificada).
Estrangulador de radiofrecuencia
Los estranguladores de radiofrecuencia (RFC) suelen tener polvo de hierro o núcleos de ferrita que aumentan la inductancia y el funcionamiento general. A menudo se enrollan en patrones complejos ( bobinado de canasta ) para reducir la autocapacidad y las pérdidas por efecto de proximidad . Los choques para frecuencias aún más altas tienen núcleos no magnéticos y baja inductancia.
Una forma moderna de estrangulador que se utiliza para eliminar el ruido de RF digital de las líneas es el cordón de ferrita , un núcleo de ferrita cilíndrico o en forma de toro que se desliza sobre un cable. A menudo se ven en los cables de la computadora. Un valor típico de inductor de RF podría ser de 2 mili henries .
Estrangulador de modo común
El estrangulador de modo común (CM), donde dos bobinas se enrollan en un solo núcleo, es útil para la supresión de interferencias electromagnéticas (EMI) e interferencias de radiofrecuencia (RFI) de las líneas de suministro de energía y para prevenir el mal funcionamiento del dispositivo de electrónica de potencia. Pasa corrientes diferenciales (iguales pero opuestas), mientras bloquea las corrientes de modo común . El flujo magnético producido por las corrientes de modo diferencial (DM) en el núcleo tiende a anularse entre sí ya que los devanados están acoplados negativamente. Por lo tanto, el estrangulador presenta poca inductancia o impedancia a las corrientes DM. Normalmente, esto también significa que el núcleo no se saturará para grandes corrientes DM y, en cambio, la clasificación de corriente máxima está determinada por el efecto de calentamiento de la resistencia del devanado. Las corrientes CM, sin embargo, ven una alta impedancia debido a la inductancia combinada de los devanados acoplados positivos.
Los choques CM se utilizan comúnmente en aplicaciones industriales, eléctricas y de telecomunicaciones para eliminar o reducir el ruido y la interferencia electromagnética relacionada.
Cuando el estrangulador CM conduce corriente CM, la mayor parte del flujo magnético generado por los devanados está confinado al núcleo del inductor debido a su alta permeabilidad. En este caso, el flujo de fuga, que también es la emisión del campo magnético cercano del estrangulador CM, es bajo. Sin embargo, la corriente DM que fluye a través de los devanados generará un campo magnético cercano de alta emisión, ya que los devanados están acoplados negativamente en este caso. Para reducir la emisión del campo magnético cercano, se puede aplicar una estructura de bobinado retorcido al estrangulador CM.
La diferencia entre el estrangulador CM de devanados trenzados balanceados y el estrangulador CM de dos devanados equilibrado convencional es que los devanados interactúan en el centro de la ventana abierta del núcleo. Cuando conduce corriente CM, el inductor CM de devanado trenzado balanceado puede proporcionar una inductancia CM idéntica a la del inductor CM convencional. Cuando conduce corriente DM, los bucles de corriente equivalentes generarán campos magnéticos de dirección inversa en el espacio de modo que tienden a cancelarse entre sí.
Se pasa una corriente a través del inductor y una sonda mide la emisión de campo cercano. Un generador de señales, que sirve como fuente de voltaje, está conectado a un amplificador. La salida del amplificador se conecta luego al inductor bajo medición. Para monitorear y controlar la corriente que fluye a través del inductor, se sujeta una pinza de corriente alrededor del cable conductor. Un osciloscopio conectado a la pinza amperimétrica para medir la forma de onda actual. Una sonda mide el flujo en el aire. Un analizador de espectro conectado a la sonda recopila datos.
Ver también
Referencias
Otras lecturas
- Wildi, Théodore (1981) Tecnología de energía eléctrica , ISBN 978-0471077640