Choke (eletrônicos) - Choke (electronics)

Um afogador com dois enrolamentos de 20 mH e classificado para lidar com 2 amperes

Na eletrônica , um bloqueador é um indutor usado para bloquear correntes alternadas de alta frequência enquanto passa corrente contínua (CC) e corrente alternada de baixa frequência (CA) em um circuito elétrico . Um estrangulamento geralmente consiste em uma bobina de fio isolado freqüentemente enrolado em um núcleo magnético , embora alguns consistam em um "cordão" em forma de donut de material de ferrite amarrado em um fio. A impedância do choke aumenta com a frequência. Sua baixa resistência elétrica passa tanto AC quanto DC com pouca perda de energia, mas sua reatância limita a quantidade de AC passada.

O nome vem do bloqueio - "asfixia" - frequências altas enquanto passa frequências baixas. É um nome funcional; o nome "choke" é usado se um indutor é usado para bloquear ou desacoplar frequências mais altas, mas o componente é simplesmente chamado de "indutor" se usado em filtros eletrônicos ou circuitos sintonizados . Indutores projetados para uso como indutâncias geralmente são diferenciados por não possuírem construção de baixa perda (alto fator Q ) necessária em indutores usados ​​em circuitos sintonizados e aplicações de filtragem.

Tipos e construção

Um bloqueador de rádio MF ou HF para décimos de ampere e um bloqueador de ferrite VHF para vários amperes.
Um bloqueador de ferrite "talão" , que consiste em um cilindro de ferrite circundando um cabo de alimentação do computador para bloquear o ruído eletrônico.

Os bloqueadores são divididos em duas classes amplas:

  • Bobinas de frequência de áudio (AFC) - projetadas para bloquear as frequências de áudio e linha de energia, permitindo a passagem de DC
  • Reatores de radiofrequência (RFC) - projetados para bloquear as frequências de rádio enquanto permite a passagem de áudio e CC.

Choke de frequência de áudio

Os reatores de frequência de áudio (AFC) geralmente têm núcleos ferromagnéticos para aumentar sua indutância. Eles são freqüentemente construídos de forma semelhante aos transformadores, com núcleos de ferro laminado e um entreferro. O núcleo de ferro aumenta a indutância para um determinado volume do núcleo. Os chokes eram freqüentemente usados ​​no projeto de fontes de alimentação de retificadores para equipamentos de válvula a vácuo , como receptores de rádio ou amplificadores. Eles são comumente encontrados em controladores de motor de corrente contínua para produzir corrente contínua (DC), onde foram usados ​​em conjunto com grandes capacitores eletrolíticos para remover a ondulação de tensão (AC) na saída DC. Um circuito retificador projetado para um filtro de saída de choke pode produzir muita tensão de saída CC e sujeitar o retificador e os capacitores do filtro a correntes excessivas de pico e ondulação se o indutor for removido. No entanto, os capacitores eletrolíticos modernos com altas classificações de corrente de ondulação e reguladores de tensão que removem mais ondulação da fonte de alimentação do que as bobinas poderiam ter eliminado as bobinas pesadas e volumosas das fontes de alimentação de frequência da rede elétrica. Bobinas menores são usadas na comutação de fontes de alimentação para remover os transientes de comutação de alta frequência da saída e, às vezes, da realimentação na entrada da rede elétrica. Eles geralmente têm núcleos de ferrita toroidal.

Alguns amadores de áudio automotivo usam bobinas de estrangulamento com sistemas de áudio automotivos (especificamente na fiação de um subwoofer , para remover altas frequências do sinal amplificado).

Choque de radiofrequência

As bobinas de radiofrequência (RFC) geralmente têm pó de ferro ou núcleos de ferrite que aumentam a indutância e a operação geral. Eles são freqüentemente enrolados em padrões complexos ( enrolamento em cesta ) para reduzir a autocapacitância e as perdas por efeito de proximidade . Chokes para frequências ainda mais altas têm núcleos não magnéticos e baixa indutância.

Uma forma moderna de estrangulamento usada para eliminar o ruído digital de RF das linhas é o cordão de ferrite , um núcleo cilíndrico ou em forma de toro de ferrite que desliza sobre um fio. Eles costumam ser vistos em cabos de computador. Um valor de estrangulamento de RF típico pode ser 2 mili henries .

Choke de modo comum

Uma configuração típica de choke de modo comum. As correntes de modo comum, I1 e I2, fluindo na mesma direção através de cada um dos enrolamentos de estrangulamento, cria campos magnéticos iguais e em fase que se somam. Isso faz com que o estrangulamento apresente uma alta impedância para o sinal de modo comum.
Bloqueio de modo comum com corrente diferencial
O protótipo do estrangulamento CM com enrolamento torcido equilibrado

O choke de modo comum (CM), onde duas bobinas são enroladas em um único núcleo, é útil para supressão de interferência eletromagnética (EMI) e interferência de radiofrequência (RFI) de linhas de alimentação e para prevenção de mau funcionamento de dispositivos eletrônicos de potência. Ele passa correntes diferenciais (iguais, mas opostas), enquanto bloqueia as correntes de modo comum . O fluxo magnético produzido por correntes de modo diferencial (DM) no núcleo tende a se cancelar, uma vez que os enrolamentos são acoplados de forma negativa. Assim, o choke apresenta pouca indutância ou impedância para as correntes DM. Normalmente, isso também significa que o núcleo não saturará para grandes correntes DM e a classificação de corrente máxima é determinada pelo efeito de aquecimento da resistência do enrolamento. As correntes CM, no entanto, vêem uma alta impedância por causa da indutância combinada dos enrolamentos acoplados positivos.

As reatâncias CM são comumente usadas em aplicações industriais, elétricas e de telecomunicações para remover ou diminuir o ruído e a interferência eletromagnética relacionada.

Quando o choke CM está conduzindo a corrente CM, a maior parte do fluxo magnético gerado pelos enrolamentos fica confinado ao núcleo do indutor devido à sua alta permeabilidade. Nesse caso, o fluxo de vazamento, que também é a emissão do campo magnético próximo do choke CM, é baixo. No entanto, a corrente DM que flui através dos enrolamentos irá gerar alta emitida perto do campo magnético, uma vez que os enrolamentos são acoplados de forma negativa neste caso. Para reduzir a emissão do campo magnético próximo, uma estrutura de enrolamento torcido pode ser aplicada ao choke CM.

Um estrangulamento CM de enrolamentos torcidos equilibrados
Os loops de corrente equivalentes e os campos magnéticos gerados
Experiência de medição configurada

A diferença entre o choke CM de enrolamentos torcidos balanceados e o choke CM de dois enrolamentos balanceados convencionais é que os enrolamentos interagem no centro da janela aberta do núcleo. Quando está conduzindo corrente CM, o indutor CM de enrolamento torcido balanceado pode fornecer indutância CM idêntica ao indutor CM convencional. Quando está conduzindo corrente DM, os loops de corrente equivalentes irão gerar campos magnéticos de direção inversa no espaço, de modo que tendem a se cancelar.

Uma corrente passa pelo indutor e uma sonda mede a emissão de campo próximo. Um gerador de sinal, servindo como fonte de tensão, é conectado a um amplificador. A saída do amplificador é então conectada ao indutor sob medição. Para monitorar e controlar a corrente que flui através do indutor, um grampo de corrente é preso ao redor do fio condutor. Um osciloscópio conectado ao grampo de corrente para medir a forma de onda atual. Uma sonda mede o fluxo no ar. Um analisador de espectro conectado à sonda coleta dados.

Veja também

Referências

Leitura adicional

links externos