انتخاب سلف مناسب در طراحی مدارات الکترونیکی

سلف

سلف در کنار دو عنصر مقاومت و خازن جزء پرکاربردترین المان‌های مدارهای الکترونیکی می‌باشد. کاربرد سلف بسیار گسترده است. از مدارات منابع تغذیه سوییچینگ و مبدل‌های توان گرفته تا مدارات مخابراتی، در همه‌ی آنها از نوعی از سلف که مناسب آن کاربرد می‌باشد استفاده می‌شود. یک سلف واقعی از نظر پاسخ فرکانسی رفتاری به مانند یک مدار رزونانس خواهد داشت که علت آن وجود مقاومت و خازن‌های پراکنده در مدار معادل آن می‌باشد. سلف‌ها دارای هسته مغناطیسی علاوه بر اتلاف انرژی در مقاومت اهمی سیم، ممکن است مقداری تلفات نیز در هسته خود نیز داشته باشند که آن را تلفات هیسترزیس می‌نامند. همچنین در جریان‌های زیاد به دلیل غیر خطی بودن، ممکن است تفاوت‌های دیگری را نیز در مقایسه با رفتار یک سلف ایده ایده آل از خود نشان دهد.

با توجه به این موارد، برای استفاده از سلف در هر کاربرد باید نوع مناسب را با توجه به ویژگی‌های سلف انتخاب کنیم. در این مطلب به برخی از پرکاربرد ترین انواع سلف، مشخصات و کاربردهای آن می‌پردازیم.

نماد سلف :

در  شکل زیر انواع نماد‌های پرکاربرد برای سلف نمایش داده شده است.

شکل بالا سمت چپ : سلف با هسته هوا

شکل بالا سمت راست : سلف با هسته آهنی

شکل پایین سمت چپ : سلف با هسته فریتی

شکل پایین سمت راست : سلف با هسته متغیر (قابل تغییر)

دسته بندی سلف‌ها :

مشابه مقاومت‌ها، سلف‌ها را می‌توان براساس ویژگی‌ها و مشخصات آنها دسته بندی نمود. از جمله مشخصات پرکاربرد سلف‌ها عبارت‌اند از:

• ضریب خودالقایی
• حداکثر جریان
• تلرانس
• ضریب حرارتی
• مقاومت اهمی سیم پیچ ها
• ضریب کیفیت
• پاسخ فرکانسی

انواع سلف بر اساس بسته بندی:

یکی از روش‌های دسته بندی سلف‌ها بر اساس بسته‌بندی آنها می‌باشد. انواع بسته‌بندی سلف‌ها عبارت است از:

• سلف‌های با بسته‌بندی مقاومتی:

• سلف‌های با بسته‌بندی بشکه‌ای:

• سلف‌های با بسته بندی چنبره‌ای:

انوع سلف‌ها ی پرکاربرد:

در این بخش در مورد دو نمونه از رایج ترین سلف‌ها بر اساس کاربرد آنها توضیح می‌دهیم.

• سلف‌های مخابراتی:

همان‌طور که از نام این دسته بندی مشخص است از این سلف‌ها در طراحی و ساخت مدارات مخابراتی مانند فرستنده‌ها، گیرنده‌ها، مدارات مدولاتور و… استفاده می‌شود. از جمله مخشصات این سلف‌ها عبارت است از:

• ضریب کیفیت بالا
• بسته‌بندی SMD
• قابلیت تحمل جریان بالا
• پاسخ فرکانسی دقیق

به دلیل استفاده از این سلف‌ها در مدارات فرکانس بالا، لازم است که ابعاد بسته‌بندی این سلف‌ها تا حد امکان کوچک باشد. لذا این سلف‌ها معمولا در بسته بندی‌های SMD مانند شکل زیر ارائه می‌شوند.

• سلف‌های منابع تغذیه:

این سلف‌ها در کاربردهایی مانند طراحی و ساخت منابع تغذیه سوییچینگ، مبدل‌‌های توان، مدارات UPS و… کابرد دارند. در مشخصات سلف‌ها معمولا در نوع جریان مشخص می‌شود:

• جریان Irms
• جریان Isat

جریان Irms میزان جریانی است که باعث بالا رفتن درجه حرارت سلف به میزان 40 درجه سانتی گراد می‌شود. جریان Isat میزان جریانی است که باعث کاهش ضریب خودالقایی به مقداری مشخصی می‌شود. در طراحی مدارات تغذیه دقت به این دو مشخصه اهمیت زیادی دارد. شکل زیر یک نمونه استفاده از سلف‌های چنبره‌ای را در یک منبع تغذیه سوییچینگ نشان می‌دهد:

امیدوارم این مطلب برای شما مفید بوده باشد و به شما در انتخاب سلف مناسب کمک کند. با توجه به اهمیت این مبحث، در مطالبی آتی نیز در این مورد صحبت خواهیم کرد.

موفق باشید.