Jenis Induktor Dijelaskan: Panduan Lengkap

Induktor memiliki reputasi sebagai komponen yang besar dan lambat. Oleh karena itu, beberapa hobi mungkin menghindarinya—terutama saat memulai. Namun, mereka adalah komponen pasif yang krítico dan patut dipelajari. Selain itu, tidak semua induktor kaku dan rumit, dan mereka dapat menjadi salah satu komponen elektronik paling penting untuk papan sirkuit Anda. Namun pertama, Anda perlu mengetahui jenis induktor mana yang paling cocok untuk proyek Anda.

Jenis Induktor

Induktor hadir dalam berbagai bentuk dan ukuran. Dalam bagian panduan ini, kita akan menjelajahi semua jenis induktor yang tersedia bagi Anda, dan kita akan membahas fitur, aplikasi, dan konstruksi.

Induktor Terkait (Coupled Inductor)

Sumber: Wikimedia Commons

Induktor Terkait/Transformer Kecil

Konstruksi

Induktor terkait terdiri dari transformator ideal dan induktor dengan inductansi magnetisasi, dan kedua komponen ini digabungkan untuk membentuk induktor terkait. Seperti kebanyakan induktor, induktor terkait menggunakan komponen induktor ter magnetisasi untuk menyimpan energi sementara transformator mentransfernya. Namun, kedua gulungan induktor meningkatkan permeabilitas elektromagnetik secara keseluruhan melalui fenomena yang kita kenal sebagai induksi saling.

Penggunaan

Kami biasanya menggunakan induktor terkait dalam konverter DC-DC buck-boost seperti:

• Konverter induktor primer tunggal
• Konverter flyback
• Konverter Ćuk

Spesifikasi Contoh

• Volume Inti: 0,121 liter
• Panjang Celah:
  • Sisi: 0 mm
  • Pusat: 26,6 mm
• Berat Total: 910g

Diagram

Diagram Induktor Terkait

Sumber: Wikimedia Commons

Induktor Inti Udara

Induktor gulungan udara berwarna

Konstruksi

Induktor inti udara adalah salah satu jenis induktor yang paling umum. Ini sering menggunakan inti keramik, dan oleh karena itu, kami biasanya menyebutnya sebagai induktor inti keramik. Namun, induktor udara juga dapat tanpa inti.

Namun, induktor udara inti keramik non-magnetik lebih disarankan. Itu karena inti keramik memberikan bentuk pada induktor dan mendukungnya. Selain itu, keramik adalah bahan yang ideal karena koefisien ekspansi termal yang rendah, sehingga dapat memberikan stabilitas tinggi saat gulungan digunakan. Anda tidak akan heran bahwa keramik adalah salah satu bahan inti yang paling umum.

Selain itu, keramik bebas properti magnetik. Oleh karena itu, memiliki permeabilitas nol dan tidak akan menyimpan energi sisa atau mengganggu inductansi keseluruhan komponen. Selama proses produksi, produsen akan merendam induktor dalam laca atau warnis untuk menstabilkannya lebih lanjut. Proses ini penting untuk induktor udara tanpa inti.

Penggunaan

Kami dapat menggunakan induktor inti udara dalam aplikasi frekuensi tinggi seperti televisi. Aplikasi notable lainnya antara lain:

• Kopling antar tahap
• Aplikasi frekuensi rendah antara 20 Hz dan 1 MHz
• Gulungan pengaturan RF dan IF
• Rangkaian filter

Spesifikasi Contoh

• Suhu Operasi: -40°C hingga 125°C (+)
• Toleransi: ± 2%, 5% dan 10%
• Rentang: 1,65nH hingga 538nH
• Resistansi DC: 0,4 Ω
• Ukuran Kawat: 18 AWG

Diagram

Simbol Induktor Inti Udara

Sumber: Wikimedia Commons

Induktor Inti Laminasi

Rangkaian Intis ER

Sumber: Wikimedia Commons

Konstruksi

Produsen membuat inti induktor ini dengan mengorganisir tumpukan pelapis di atas satu sama lain. Bahan yang menyusun pelapis ini tergantung pada spesifikasi dan tujuan induktor. Oleh karena itu, ini dapat terdiri dari berbagai macam bahan, semuanya dengan ketebalan yang berbeda.

Namun, pelapis cenderung berbasis baja dan memiliki bahan isolasi di antaranya. Oleh karena itu, produsen harus menyusun pelapis ini sejajar dengan medan magnet untuk mencegah kerugian arus eddy. Selain itu, komponen krítico lainnya dari induktor inti laminasi termasuk gulungan yang dililit di sekitar bobin.

Penggunaan

Kami biasanya menggunakan induktor laminasi dalam transformator. Namun, Anda juga dapat menggunakannya dalam berbagai aplikasi seperti:

• Filter garis
• Filter kebisingan
• Choke filter
• Charger/k konverter untuk kendaraan listrik

Spesifikasi Contoh

• Rentang Arus DC: 1,0 ADC hingga 200 ADC
• Rentang Induktansi: 0,12 mHy hingga 100 mH
• Suhu Operasi: hingga 130°C

Diagram

Induktor inti laminasi

Sumber: Wikimedia Commons

Induktor Inti Ferrit

Manik ferrit tanpa cangkang

Sumber: Wikimedia Commons

Konstruksi

Dari penampilan, ferrit mirip dengan bahan keramik. Namun, berbeda dengan keramik, ini adalah bahan ferrous (feromagnetik). Ini berarti bahwa magnetisasi ketika berada dalam medan magnet, dan tetap mempertahankan magnetisme ini saat daerahnya dihilangkan.

Akibatnya, memiliki permeabilitas elektromagnetik tinggi dan jalur reluctansi rendah untuk fluks magnetik. Karena bahan inti terdiri dari oksida besi, kita juga dapat menyebutnya induktor inti besi.

Ada dua jenis inti ferrit:

• Ferrit Lunak: Hanya membawa elektromagnetisme secara sementara. Akibatnya, ketika medan magnet mengecil, ferrit kehilangan magnetismenya. Dengan demikian, dapat membalik polaritas magnet. Sesuai dengan itu, inilah mengapa kita sering menyebutnya sebagai magnet sementara atau transien.
• Ferrit Keras: Bahan yang padat dan kuat yang dapat beroperasi pada suhu hingga 180°C. Namun, berbeda dengan ferrit lunak, tetap mempertahankan magnetismenya setelah medan magnet dihilangkan. Oleh karena itu, kita menyebutnya sebagai magnet permanen.

Penggunaan

Kami dapat menggunakan induktor inti ferrit dalam aplikasi berikut:

• Filter Pi
• Rangkaian switching
• Berbagai rentang frekuensi

Spesifikasi Contoh

• Induktansi: 1400±25% nH
• Rentang Frekuensi Operasi: ≥ 150 kHz
• Suhu Operasi: -25°C hingga ±180°C
•  Berat: 1,4g hingga 27,6g

Diagram

Diagram induktor ferrit magnetik

Sumber: Wikimedia Commons

Jenis Induktor—Induktor Inti Toroidal

Induktor inti toroidal menggunakan toroidal sebagai intinya. Akibatnya, Anda akan memperhatikan bahwa sebagian besar jenis induktor dalam daftar ini mencetak nama mereka berdasarkan bahan yang digunakan oleh badan. Namun, toroidal merujuk pada bentuk inti lebih dari pada bahan.

Toroidal adalah struktur berbentuk donat—lingkaran dengan lubang di tengah. Sesuai dengan itu, toroidal induktor hadir dalam berbagai ukuran dan bahan. Akibatnya, Anda dapat menemukan induktor berbasis toroidal dengan bahan ferrit atau produk inti bubuk seperti Kool Mµ.

Alasan kami memiliki bahan yang berbeda adalah karena mereka berperilaku berbeda dengan frekuensi dan nilai induktansi yang berbeda. Meskipun demikian, terlepas dari bahan, keuntungan terbesar induktor inti toroidal dibandingkan jenis induktor lain adalah interferensi elektromagnetik (EMI) yang lebih rendah.

Sementara Anda dapat membuat induktor inti toroidal Anda sendiri di rumah, Anda akan memerlukan pengaturan gulungan yang unik selama proses manufaktur.

Penggunaan

Aplikasi induktor inti toroidal dapat mencakup:

• Sumber daya
• Rangkaian elektronik
• Rangkaian analog
• Sistem komunikasi
• Perangkat medis

Spesifikasi Contoh

• Jenis Bahan:
  • Bubuk Molypermalloy
  • High Flux (bubuk alloy nikel-besi)
  • Kool Mµ (bubuk alloy besi, aluminium, silikon)
  • XFlux (bubuk alloy silikon-besi)
  • Kool Mµ Max (alloy besi, silikon, dan aluminium)
• Permeabilitas: 14 – 300 H/m
• Saturasi: 0,7 hingga 1,6T

Kerugian Inti AC: Rendah hingga tinggi

Diagram

Induktor Inti Toroidal Dengan Medan Magnet Seutuhnya Dicoin

Sumber: Wikimedia Commons

Jenis Induktor—Induktor Bobin

Koleksi induktor bobin

Sumber: Wikimedia Commons

Bobin adalah potongan bahan silinder yang memungkinkan Anda melilit benang, pita, atau kawat tembaga di sekitarnya. Lagi, nama ini menggambarkan bentuk bahan daripada bahan itu sendiri. Akibatnya, kita juga dapat menyebut jenis induktor ini sebagai induktor inti tabung karena bentuknya.

Setelah kita melilit gulungan di sekitar tabung, kita mengamankannya menggunakan tabung penutup pada badan. Bobin dapat hadir dalam berbagai bentuk dan jenis bahan. Sebagai contoh, ini dapat terdiri dari bahan feromagnetik, besi bubuk, atau alloy nikel-besi.

Penggunaan

Kami terutama menggunakan induktor berbasis bobin pada papan sirkuit cetak yang dipasang. Aplikasi induktansi lainnya mencakup:

• Adapter daya
• Filter Pi
• Rangkaian filter
• Rangkaian sumber daya mode switch

Spesifikasi Contoh

• Jenis Bahan:
  • Alloy nikel-besi
  • Alloy kobalt
  • Besi bubuk dan nikel
  • Ferrit

Induktansi Standar: +/- 10%

Bentuk Faktor: Vertikal dan horizontal

Diagram

Sebuah transformator yang menunjukkan konstruksi dasar induktor berbasis bobin

Sumber: Wikimedia Commons

Jenis Induktor—Induktor Tetap Aksial

Koleksi induktor tetap aksial

Konstruksi

Induktor aksial terlihat seperti resistor, dan oleh karena itu, kita juga dapat menyebutnya sebagai induktor cincin warna. Meskipun demikian, ini sering memiliki gulungan tipis di sekitar material ferrit mini berbentuk bobin. Setelah kita melilit loop di sekitar inti, kita menghubungkan kawat sambungan di kedua ujung struktur. Selanjutnya, kita mencetaknya dengan insulasi keramik atau plastik hijau. Terakhir, kita menandainya dengan cincin/piring sesuai spesifikasi dan standar Electronic Industries Association (EIA).

Cincin ini memungkinkan kita untuk membedakan nilai induktor atau Induktansinya. Biasanya, Anda dapat menemukannya sebagai induktor 4-cincin atau 5-cincin. Meskipun demikian, untuk menghitung pentingnya induktor, Anda harus merujuk pada lembar warna EIA.

Penggunaan

Induktor aksial umumnya adalah induktor frekuensi tinggi. Karena ukuran dan ketahanan umum, kami dapat menggunakannya dalam beberapa aplikasi seperti:

• Papan sirkuit
• Aplikasi RF
• Rangkaian resonansi
• Konverter buck-boost
• Mengalirkan arus dalam rangkaian listrik
• Rangkaian filter dan desain lainnya

Spesifikasi Contoh

• Suhu Operasi: -55°C hingga ± 105°C
• Jenis Produk Induktor:
  • Induktor Tujuan Umum
  • Induktor RF
  • Induktor Daya
• Jenis Gulungan dan Bahan:
  • Choke (Daya, RF, Hash, dan HF)
  • Molded
  • Wirewound
  • Coil RFI
• Rentang Induktansi: 1 nH hingga 680 mH
• Toleransi: 1% hingga 20%
• Rentang DC Maksimum: 2 mA hingga 188 A
• Rentang Resistansi DC: 35 uΩ hingga 1,2KΩ

Jenis Induktor—Diagram

Simbol induktor RSA umum

Sumber: Free SVGs

Jenis Induktor—Induktor Chip Multilayer

Penampang Silang Induktor Multilayer Surface Mount

Sumber: Wikimedia commons

Jenis Induktor—Konstruksi

Seperti yang namanya implikasikan, induktor chip multilayer terdiri dari beberapa lapisan. Sebagai akibatnya, lapisan ini biasanya terdiri dari bahan feromagnetik di atas bahan dielektrik keramik. Selain itu, produsen akan mencetak gulungan induksi pada lembar feromagnetik ini menggunakan pasta logam.

Setelah produsen menempatkan lapisan ini dengan benar, pola membentuk satu gulungan. Produsen kemudian akan mencetak dan melapisi total paket. Di setiap sisi paket MLCI, ada terminal koneksi. Meskipun demikian, kita juga dapat menyebut jenis induktor ini sebagai induktor multilayer.

Penggunaan

Kepadatannya memungkinkan kami menggunakan induktor chip multilayer dalam berbagai aplikasi seperti:

• Wearables
• Perangkat Bluetooth
• Perangkat seluler
• Session border controller (SBC)
• Motherboard komputer
• Adapter jaringan
• Peralatan komunikasi

Spesifikasi Contoh

• Rentang Induktansi: 0,3 nH hingga 470 nH
• Rentang Suhu Operasi: -55°C hingga 125°C+
•  Rentang Frekuensi: 12 MHz hingga +65 MHz

Diagram

Konstruksi induktor chip keramik multilayer

Sumber: Wikimedia commons

Jenis Induktor Lain yang Notable

• Gulungan pengisian nirkabel: Mereka terdiri dari serangkaian kawat tembaga yang dililit di sekitar inti ferrit. Umumnya, kami menggunakannya untuk pengisian daya nirkabel perangkat seluler.
• Induktor inti besi bubuk: Mereka adalah induktor inti feromagnetik yang dipisahkan oleh celah udara. Dengan demikian, bahan magnetik di inti mendorong tingkat permeabilitas elektromagnetik yang tinggi.
• Induktor Film: Mereka menggunakan material tipis film sebagai gulungan. Selain itu, mereka sangat kecil dan ringan. Oleh karena itu, kami dapat menggunakannya dalam aplikasi seperti konverter DC ke DC di ponsel seluler dan perangkat portable lainnya. Selain itu, kami dapat menggunakan jenis induktor ini untuk membuat rangkaian resonansi.
• Induktor Variabel: Induktor dapat disesuaikan yang memiliki inti magnetik bergerak. Sesuai dengan itu, inti magnetik bergerak masuk dan keluar dari gulungan induktor. Dengan demikian, ini memungkinkan perangkat untuk mengubah tingkat induktansi. Selain itu, kami juga dapat menyebutnya sebagai induktor inti ferrit variabel. Biasanya, induktansi variabel dapat bervariasi dari 10 μH hingga 100 mH.

Kesimpulan

Dalam panduan ini, kita telah menjelajahi beberapa jenis induktor yang paling umum. Anda mungkin telah memperhatikan bahwa penentu krítico dari jenis induktor adalah intinya. Jika Anda telah mencapai bagian panduan ini, Anda harus memiliki pemahaman dasar tentang semua jenis induktor dan bagaimana mereka dapat menyesuaikan dengan proyek berikutnya Anda. Bagaimanapun, kami berharap Anda telah menemukan panduan ini bermanfaat. Terima kasih telah membaca.