Was ist eine Drosselspule?
Eine Drosselspule ist ein Element, das in elektrischen Schaltungen verwendet wird, und ist eine Art von Induktor, der für die Verwendung als Drossel optimiert ist.
Der Begriff Drossel bezieht sich in diesem Fall auf die Fähigkeit, Wechselströme oberhalb einer bestimmten Frequenz relativ hoch zu halten und den Durchgang von Strömen unterhalb dieser Frequenz zu erleichtern, und wird in einem elektrischen Stromkreis eingesetzt. Die typische Spulenkonstruktion besteht aus einem Blech aus Siliziumkupfer oder einem anderen Stahlblech als Kern (Eisenkern), um den Leiter spiralförmig gewickelt sind.
Zu den Typen gehören Glättungsdrosselspulen, aktive Filterdrosselspulen, Rauschfilterdrosselspulen und Netzleitungsdrosselspulen. Jede wird für einen anderen Zweck verwendet.
Verwendungszwecke von Drosselspulen
Wie bereits erwähnt, gibt es vier Haupttypen von Drosselspulen, je nach Anwendung.
1. Glättungsdrosselspulen
Sie werden verwendet, um die Verzerrung des Stroms zu reduzieren, wenn Wechselstrom mit Hilfe einer Glättungsschaltung oder eines AC/DC-Wandlers in Gleichstrom umgewandelt wird, und um den Strom zu glätten.
2. Aktive Filterdrosselspulen
Werden als Hochfrequenz-Gegenmaßnahme in aktiven Filtern verwendet, die in Eingangsschaltungen für analoge Signale, z. B. in Messgeräten, eingesetzt werden.
3. Drosselspulen für Rauschfilter
Werden als Rauschschutz in Stromversorgungsschaltungen usw. verwendet, wo Rauschen einfließen kann.
4. Drosselspulen für Stromversorgungsleitungen
Werden zur Anpassung der Last von HF-Leistungsverstärkern und zur Verringerung des Impedanzwiderstands und der Verluste in der Stromversorgungsleitung verwendet.
Prinzip von Drosselspulen
Eine Drosselspule besteht aus einer laminierten Platte aus Siliziumkupfer oder einem anderen Stahlblech als Kern (Eisenkern), um den Leiter spiralförmig gewickelt sind. Sie zeichnet sich auch durch einen höheren Induktivitätswert aus als herkömmliche Spulen. Die Eigenschaften von allgemeinen Spulen und Drosselspulen unterscheiden sich wie folgt.
- Allgemeine Spulen
Leiten leicht Gleichstrom und schwer Wechselstrom. - Drosselspule
Lässt sich leicht für Gleichstrom und niederfrequenten Wechselstrom und schwer für hochfrequenten Wechselstrom verwenden.
Der Grund für die oben genannten Eigenschaften von Drosselspulen liegt darin, dass sie einen hohen Induktivitätswert haben und eine induzierte elektromotorische Kraft erzeugt wird, wenn ein Wechselstrom mit hoher Frequenz fließt, die eine elektromotorische Kraft in entgegengesetzter Richtung zur Stromflussrichtung hervorruft, was den Stromfluss erschwert.
Wenn sie als aktive Filter oder zur Rauschunterdrückung eingesetzt werden, hat das externe Rauschen, das von den Eingangsklemmen von Messgeräten oder Stromversorgungsschaltungen ins Innere zu fließen versucht, eine hohe Frequenz. Drosselspulen werden häufig in solchen Anwendungen eingesetzt, da sie hochfrequentes Rauschen blockieren können.
Weitere Informationen über Drosselspulen
1. Über Ringkernspulen
Drosselspulen bestehen häufig aus Leitern, die um einen ringförmigen Magnetkern gewickelt sind, es sei denn, es handelt sich um ultrakompakte Chipkomponenten, z. B. für Smartphones. Dies wird als Ringspule bezeichnet und kann den magnetischen Fluss in einer geschlossenen Schleife einschließen (Rechtsgewindegesetz). Der Vorteil von Ringspulen besteht darin, dass durch die Ausnutzung dieses eingeschlossenen magnetischen Flusses eine größere Induktivität bei geringerer Größe erreicht werden kann.
Wichtige Faktoren für die Eigenschaften einer Induktivität sind der Q-Wert und der maximal zulässige Strom. Aufgrund der jüngsten Nachfrage nach kompakter, hochdichter Montage konkurrieren die Hersteller um die Verbesserung dieser Induktionseigenschaften bei gleichzeitiger Reduzierung der Größe.
2. Material des Magnetkerns
Für den Magnetkern von Drosselspulen werden verschiedene Materialien verwendet, darunter auch laminierte Stahlbleche. Eines der am häufigsten verwendeten Magnetkernmaterialien ist Ferritmaterial, das sich grob in Materialien auf Nickelbasis und auf Manganbasis einteilen lässt.
Ferritwerkstoffe auf Nickelbasis haben sehr gute Isolationseigenschaften und werden daher häufig bei hohen Frequenzen über 100 MHz eingesetzt. Ferritwerkstoffe auf Manganbasis sind kostengünstig, haben eine hohe magnetische Permeabilität und Sättigungsflussdichte und werden häufig in Gleichtaktdrosseln für niederfrequente Stromleitungen verwendet.