インダクタの種類:究極のガイド

インダクタは、大きくて動きが遅いという評判があります。したがって、一部の愛好家はそれらを避ける場合があります-特に開始時.ただし、これらは重要な受動部品であり、学ぶ価値があります。さらに、すべてのインダクタが柔軟性がなく扱いにくいわけではなく、回路基板にとって最も重要な電子部品の 1 つになる可能性があります。ただし、最初に、プロジェクトに最適なインダクタのタイプを知る必要があります。

インダクタの種類

インダクタにはさまざまな形状とサイズがあります。ガイドのこのセクションでは、利用可能なインダクタのすべてのタイプを調べ、機能、アプリケーション、および構造について説明します。

結合インダクタ

出典:ウィキメディア・コモンズ

結合インダクタ/小型トランス

建設

結合インダクタは、理想的なトランスと励磁インダクタンスを持つインダクタで構成され、これら 2 つのコンポーネントが結合して結合インダクタを形成します。ほとんどのインダクタと同様に、結合インダクタは磁化されたインダクタ コンポーネントを使用してエネルギーを蓄え、トランスがエネルギーを転送します。ただし、インダクタの両方のコイルは、相互インダクタンス/誘導として知られている現象を通じて全体的な電磁透過性を高めます。

用途

通常、次のようなバックブースト DC-DC コンバーターでは結合インダクターを使用します。

• シングルエンドの一次インダクタ コンバータ
• フライバック コンバーター
• Ćuk コンバーター

仕様例

• コア ボリューム: 0.121 リットル
• ギャップの長さ:
  • サイド: 0ミリ
  • 中央: 26.6ミリ
• 総重量: 910g

ダイアグラム

結合インダクタの図

出典:ウィキメディア・コモンズ

空芯インダクタ

カラーエアコイルインダクタ

建設

空芯インダクタは、最も一般的なタイプのインダクタの 1 つです。セラミックコアを使用することが多いため、通常はセラミックコアインダクタと呼んでいます。ただし、エアインダクタはコアレスの場合もあります。

それにもかかわらず、セラミック非磁性コアのエアインダクタが望ましいです。これは、セラミックコアがインダクタに形状を与え、それを支えているためです。さらに、セラミックは熱膨張係数が小さいため理想的な材料であり、コイルの使用時に高いレベルの安定性を提供できます。セラミックが最も遍在するコア材料の 1 つであることは驚くに値しません。

さらに、セラミックには磁気特性がありません。したがって、透磁率がゼロで、残留エネルギーを蓄積したり、コンポーネントの全体的なインダクタンスに干渉したりしません。製造プロセス中、メーカーはインダクタをワックスまたはワニスに浸してさらに安定させます。コアレスエアインダクターには欠かせない工程です。

用途

テレビなどの高周波アプリケーションでは、空芯インダクタを使用できます。その他の注目すべきアプリケーションは次のとおりです。

• 段間カップリング
• 20 Hz ～ 1 MHz の低周波アプリケーション
• RF および IF チューニング コイル
• フィルター回路

仕様例

• 動作温度: -40°C ～ 125°C (+)
• 寛容: ± 2%、5%、10%
• 範囲: 1.65nH～538nH
• 直流抵抗: 0.4Ω
• ワイヤ ゲージ: 18 AWG

ダイアグラム

空芯インダクタ シンボル

出典:ウィキメディア・コモンズ

積層コア インダクタ

ER コア アセンブリ

出典:ウィキメディア・コモンズ

建設

製造業者は、互いの上にラミネーションのスタックを編成することによって、これらのインダクタのコアを構築します。これらの積層を構成する材料は、インダクタの仕様と目的によって異なります。したがって、すべて異なる厚さの多数の材料で構成されている可能性があります。

ただし、ラミネーションはスチールベースである傾向があり、それらの間に断熱材を備えています。したがって、製造業者は渦電流損失を防ぐために、これらの薄板を磁場に平行に配置する必要があります。さらに、積層コア インダクタのその他の重要なコンポーネントには、ボビンに巻かれたコイルが含まれます。

用途

通常、トランスでは積層インダクタを使用します。ただし、次のような幅広いアプリケーションで使用することもできます:

• ラインフィルター
• ノイズ フィルター
• フィルターチョーク
• 電気自動車用充電器/コンバーター

仕様例

• DC 電流範囲: 1.0 ADC ～ 200 ADC
• インダクタンス範囲 :0.12 mHy ～ 100 mH
• 動作温度: 130°Cまで

ダイアグラム

積層コア インダクタ

出典:ウィキメディア・コモンズ

フェライト コア インダクタ

フェライト ビーズ番号 シェル

出典:ウィキメディア・コモンズ

建設

外観上、フェライトはセラミック材料に似ています。ただし、セラミックとは異なり、鉄の材料（強磁性体）です。これは、磁場内にあるときに磁化し、その領域が取り除かれてもこの磁気を保持することを意味します.

その結果、それは高い透磁率と磁束への低い抵抗経路を持っています。コア材料は酸化鉄で構成されているため、鉄心インダクタとも呼ばれます。

フェライト コアには次の 2 種類があります。

• ソフト フェライト: 一時的に電磁気を運ぶだけです。その結果、磁場が後退すると、フェライトはその磁性を失います。したがって、磁極を反転させることができます。したがって、これが私たちがしばしばそれを一時的または一時的な磁石と呼ぶ理由です.
• ハードフェライト :180°Cまでの温度で動作できる高密度で堅牢な素材です。ただし、ソフトフェライトとは異なり、磁場が取り除かれた後も磁性を保持します。そのため、永久磁石と呼んでいます。

用途

次のアプリケーションでフェライト コア インダクタを使用できます。

• 円周率フィルター
• 回路の切り替え
• 異なる範囲の周波数

仕様例

• インダクタンス: 1400±25% nH
• 動作周波数範囲: ≥ 150kHz
• 動作温度: -25°C ～ ±180°C
• 体重: 1.4g～27.6g

ダイアグラム

磁気フェライト インダクタの図

出典:ウィキメディア・コモンズ

インダクタの種類– トロイダル コア インダクタ

トロイダル コア インダクタは、トロイドをコアとして使用します。したがって、このリストにあるほとんどのインダクタ タイプは、ボディに使用されている材料に基づいて名前が付けられていることに気付くでしょう。ただし、トロイダルは、材料よりもコアの形状を指します。

トロイドはドーナツ型の構造で、円形で真ん中に穴があります。したがって、インダクタトロイドにはさまざまなサイズと材料があります。そのため、フェライト材料を使用したトロイダル ベースのインダクタや、Kool Mµ などの粉末コア製品を見つけることができます。

異なる材料を使用する理由は、異なる周波数とインダクタンス値で異なる動作をするためです。それにもかかわらず、材料に関係なく、トロイダル コア インダクタの他のタイプのインダクタに対する最も重要な利点は、電磁干渉 (EMI) が低いことです。

自宅でトロイダル コア インダクタを作成できますが、製造プロセス中に独自の巻線マッチングが必要になります。

用途

トロイダル コア インダクタのアプリケーションには、次のようなものがあります。

• 電源
• 電子回路
• アナログ回路
• 通信システム
• 医療機器

仕様例

• 資料の種類:
  • モリパーマロイパウダー
  • High Flux (ニッケル鉄合金粉末)
  • Kool Mµ (鉄、アルミニウム、シリコン合金粉末)
  • XFlux (ケイ素鉄合金粉末)
  • Kool Mµ Max (鉄、シリコン、アルミニウム合金)
• 透過性: 14 ～ 300 時間/月
• 彩度: 0.7～1.6T

AC コア損失: 浅いから高い

ダイアグラム

完全に形成された磁場を備えたトロイダル コア インダクタ

出典:ウィキメディア・コモンズ

インダクタの種類– ボビン インダクタ

ボビン インダクタのコレクション

出典:ウィキメディア・コモンズ

ボビンは、糸、テープ、または銅コイルを巻き付けることができる円筒形の素材です。繰り返しになりますが、名前は素材そのものではなく、素材の形状を表しています。したがって、このタイプのインダクタは、その形状からドラム コア インダクタと呼ばれることもあります。

コイルをドラムに巻き付けたら、収縮チューブを使用してボディに固定します。ボビンには、さまざまな形状と素材の種類があります。たとえば、強磁性体、鉄粉、またはニッケル鉄合金で構成されている場合があります。

用途

主に、実装されたプリント回路基板にボビンベースのインダクタを使用しています。その他のインダクタンスの用途には次のものがあります。

• 電源アダプター
• 円周率フィルター
• フィルター回路
• スイッチモード電源回路

仕様例

• 資料の種類:
  • ニッケル鉄合金
  • コバルト合金
  • 鉄粉とニッケル
  • フェライト

標準インダクタンス: +/- 10%

フォーム ファクター: 縦と横

ダイアグラム

ボビンベースのインダクタの基本構造を紹介するトランス

出典:ウィキメディア・コモンズ

インダクタの種類– アキシャル固定インダクタ

アキシャル固定インダクタのコレクション

建設

アキシャル インダクタは抵抗器によく似ているため、カラー リング インダクタと呼ぶこともあります。それにもかかわらず、それらは多くの場合、小型の湾曲したボビンのようなフェライト材料の周りに薄いコイルを備えています.コアにループを巻き付けたら、構造の両端にリードを接続します。次に、緑色のセラミックまたはプラスチックの断熱材で成形します。最後に、米国電子工業会 (EIA) の仕様と標準に従って、リング/バンドでマークします。

これらのリングにより、インダクタまたはそのインダクタンスの値を識別することができます。通常、それらは 4 リングまたは 5 リングのインダクタとして見つけることができます。それでも、インダクタの重要性を計算するには、EIA カラー シートを参照する必要があります。

用途

アキシャルインダクタは一般的に高周波インダクタです。そのサイズと一般的な堅牢性により、次のようないくつかのアプリケーションで使用できます:

• 回路基板
• RF アプリケーション
• 共振回路
• 昇降圧コンバーター
• 電気回路の電流の流れを正常化する
• 回路およびその他の設計のフィルタリング

仕様例

• 動作温度: -55°C ～ ± 105°C
• インダクタ製品タイプ:
  • 汎用インダクタ
  • RF インダクタ
  • パワーインダクタ
• コイルと素材の種類:
  • チョーク (パワー、RF、ハッシュ、HF)
  • 成型
  • 巻線
  • RFI コイル
• インダクタンス範囲: 1 nH ～ 680 mH
• 寛容: 1% から 20%
• 最大 DC の範囲: 2mA～188A
• DC 抵抗範囲: 35uΩ～1.2KΩ

インダクタの種類– 図

一般的な RSA インダクタ シンボル

ソース:無料の SVG

インダクタの種類– 積層チップインダクタ

表面実装多層インダクタの断面

出典:ウィキメディア コモンズ

インダクタの種類– 建設

積層チップインダクタはその名の通り、複数の層で構成されています。そのため、これらの層は通常、セラミック誘電体材料の上に強磁性材料を重ねたもので構成されています。さらに、メーカーは金属ペーストを使用して、これらの強磁性シートに誘導コイルを印刷します。

メーカーがこれらのレイヤーを正しく配置すると、パターンは特異なコイルを形成します。その後、メーカーはパッケージ全体を成形およびコーティングします。 MLCI パッケージの各側面には、接続端子があります。それにもかかわらず、これらのタイプのインダクタを単に多層インダクタと呼ぶこともあります。

用途

そのコンパクトさにより、次のようなさまざまなアプリケーションで積層チップ インダクタを使用できます。

• ウェアラブル
• Bluetooth デバイス
• 携帯端末
• セッション ボーダー コントローラー (SBC)
• コンピューターのマザーボード
• ネットワーク アダプタ
• 通信機器

仕様例

• インダクタンスの範囲: 0.3 nH ～ 470 nH
• 動作温度範囲: -55°C ～ 125°C+
• 周波数範囲: 12 MHz ～ +65 MHz

ダイアグラム

積層セラミック チップ インダクタ構造

出典:ウィキメディア コモンズ

その他の注目すべきインダクタのタイプ

• ワイヤレス充電コイル :フェライト コアの周りに巻かれた銅線のより線で構成されています。通常、モバイル デバイスのワイヤレス充電に使用します。
• 粉末鉄心インダクタ: これらは、エア ギャップで分離された強磁性コア インダクタです。したがって、コア内の磁性材料は、高レベルの電磁透過性を促進します。
• フィルム インダクタ: それらは、コイルとして薄膜ベースの材料を使用します。さらに、それらは信じられないほど小さく軽量です。したがって、携帯電話やその他の携帯機器の DC-DC コンバータなどのアプリケーションで使用できます。さらに、これらのタイプのインダクタを使用して共振回路を作成することもできます。
• 可変インダクタ: モバイル磁気コアが特徴の調整可能なインダクタです。これにより、磁気コアがインダクタコイルに出入りする。したがって、これにより、デバイスはインダクタンスのレベルを変更できます。さらに、可変フェライトコアインダクタと呼ぶこともあります。通常、可変インダクタンスの範囲は 10 μH ～ 100 mH です。

結論

このガイドでは、最も一般的なタイプのインダクタのいくつかを調べました。インダクタのタイプの重要な決定要因はそのコアであることに気付いたかもしれません。ガイドのこの部分に到達した場合は、すべてのインダクタの種類と、それらが次のプロジェクトにどのように適合するかについての基本的な理解が必要です。いずれにせよ、このガイドがお役に立てば幸いです。読んでくれてありがとう。