Menu
Sepet
PCB SİPARİŞİ

PCB Spiral Bobin Hesaplama

Hesaplama araçları · PCB tasarımı

PCB Spiral Bobin Hesaplama

Elektromall teknik ekibi

tur
mm
mm
mm
Hz
Kaba Q tahmini için.
Endüktans (değiştirilmiş Wheeler)—
Akım tabakası yöntemi
—
İç çap
—
Yol uzunluğu
—
DC direnç
—
Q (kaba)
—
Kullanılan formüller

dort = (dout + din)/2, ρ = (dout − din)/(dout + din)

L = K1·µ0·n²·dort / (1 + K2·ρ) (kare: K1 = 2,34, K2 = 2,75)

Kısa cevap PCB spiral bobin endüktansı nasıl hesaplanır?

PCB spiral bobinin endüktansı değiştirilmiş Wheeler formülüyle hesaplanır: L = K1·µ₀·n²·d_ort / (1 + K2·ρ). n sarım sayısı, d_ort ortalama çap, ρ doluluk oranıdır; kare spiral için K1 = 2,34 ve K2 = 2,75'tir. Bobinin altındaki bakır düzlem endüktansı düşürdüğü için kaldırılmalıdır.

PCB üzerine spiral şeklinde çizilen bir yol, ek parça gerektirmeyen bir bobin olur. NFC ve RFID antenleri, kablosuz şarj bobinleri, endüktif yakınlık sensörleri ve planar trafo sargıları bu şekilde yapılır. Araç kare, altıgen, sekizgen ve daire spiraller için endüktansı iki yöntemle (değiştirilmiş Wheeler ve akım tabakası) hesaplar; iç çapı, toplam yol uzunluğunu ve bakır kalınlığına göre DC direnci verir.

Geometri

Spiral dört parametreyle tanımlanır: sarım sayısı (n), yol genişliği (w), yollar arası boşluk (s) ve dış çap (dout). İç çap bunlardan bulunur: din = dout − 2·(n·w + (n − 1)·s). Endüktans formüllerinde ortalama çap dort = (dout + din)/2 ve doluluk oranı ρ = (dout − din)/(dout + din) kullanılır. İçi boş (ρ küçük) spiraller aynı sarım sayısıyla daha yüksek endüktans ve Q verir; iç sarımlar manyetik alana az katkı yapıp direnci artırır.

Formüller

Değiştirilmiş Wheeler: L = K1·µ0·n²·dort / (1 + K2·ρ). Kare spiral için K1 = 2,34, K2 = 2,75; altıgen için 2,33 / 3,82; sekizgen için 2,25 / 3,55. Akım tabakası yaklaşımı ise L = µ0·n²·dort·c1/2·(ln(c2/ρ) + c3·ρ + c4·ρ²) şeklindedir. Mohan ve arkadaşlarının (Stanford, 1999) çalışmasından alınan bu iki yöntem tipik geometrilerde birbirine %2 – 3 yakın sonuç verir; araç ikisini de gösterir.

Tasarımda dikkat edilecekler

  • Alt katmandaki bakır: Bobinin altındaki toprak düzlemi girdap akımları nedeniyle endüktansı düşürür ve Q'yu bozar. Anten ve sensör bobinlerinin altında bakır dolgu bırakmayın.
  • Çok katmanlı spiral: İki katmandaki spiraller seri bağlanır ve aynı yönde dönerse endüktans kabaca 4 katına yaklaşır (kuplaja bağlı olarak 2 – 4 kat).
  • Ferrit levha: Kablosuz şarj ve NFC'de bobinin arkasına konan ferrit levha endüktansı artırır ve metal yüzeylerin etkisini azaltır.
  • Yüksek frekans: Deri etkisi ve yakınlık etkisi nedeniyle AC direnç, DC dirençten belirgin şekilde yüksektir; araçtaki Q tahmini bu yüzden bir üst sınırdır.

Sıkça sorulan sorular

13,56 MHz NFC anteni için kaç µH gerekir?

Tipik NFC okuyucu entegreleri 1 – 3 µH arası anten endüktansı ister; rezonans, anten ile paralel kondansatörlerle 13,56 MHz'e ayarlanır. LC rezonans aracı gereken kondansatörü hesaplar.

Hesap ne kadar doğru?

Boşlukta tek katlı spiral için birkaç yüzde. Gerçek kartta çevredeki bakır, bağlantı yolları ve kılıf etkisi nedeniyle son değer ölçümle doğrulanmalıdır.

PCB bobini üretirken nelere dikkat etmeliyim?

İnce yollar ve dar boşluklar üreticinin sınırları içinde olmalıdır. Yüksek akımlı sargılarda 2 oz veya daha kalın bakır tercih edilir; bkz. kalın bakır PCB.

Gerber dosyanız hazırsa yükleyin, anında fiyat alın.

Gerber Yükle, Anında Fiyat Al