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Conversor de unidades de indutância

Converte indutância entre henries, milihenries, microhenries, nanohenries e picohenries.

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Fórmula

1H=103mH=106muH=109nH=1012pH1 H = 10³ mH = 10⁶ mu H = 10⁹ nH = 10¹² pH

Como Funciona

Essa calculadora converte entre henries, millihenries, microhenries, nanohenries e picohenries para engenheiros de eletrônica de potência, projetistas de RF e especialistas em EMC. De acordo com o folheto SI (BIPM), o henry é definido como Wb/A = V·s/a = kg·m^2/ (A^2·s^2), representando indutância que produz 1 V EMF quando a corrente muda a 1 A/s. A indutância abrange 12 ordens de magnitude: picohenries para indutância de fio de ligação (~ 1 pH/mm de acordo com as diretrizes de embalagem do IEEE), nanohenries para RF correspondência (1-100 nH), microhenries para conversores DC-DC (1-1000 uH) e milihenries para filtros AC e acionamentos de motor (1-100 mH). A indutância de rastreamento de PCB é de aproximadamente 1 nH por mm de comprimento por IPC-2141, essencial para a integridade do sinal de alta velocidade acima de 100 MHz.

Exemplo Resolvido

Problema: Um conversor buck de 500 kHz requer um indutor de 10 uH com 30% de corrente de ondulação a 3 A DC. Calcule a corrente de pico, o armazenamento de energia e verifique a margem de saturação.

Solução:

  1. Indutância: 10 uH = 0,01 mH = 10.000 nH = 10^-5 H
  2. Corrente de ondulação: 30% de 3 A = 0,9 A pico a pico
  3. Corrente de pico: I_pk = I_DC + dI/2 = 3 + 0,45 = 3,45 A
  4. Energia armazenada no pico: E = 0,5 × L × I^2 = 0,5 × 10e-6 × 3,45^2 = 59,5 uJ
  5. V = L × dI/dt, então dI/dt = V/L = (12-5)/(10e-6) = 700.000 A/s durante o horário
  6. Margem de saturação: selecione indutor classificado para I_sat > 4 A (margem de 15% acima do pico de 3,45 A)
  7. Perda do núcleo: a 500 kHz, o núcleo de ferrite fornece ~ 100 mW/cm ^ 3 de acordo com a equação de Steinmetz

Dicas Práticas

  • ✓Indutância de rastreamento de PCB de acordo com IPC-2141: ~ 1 NH/mm para traços no plano do solo. Um traço de energia de 50 mm adiciona 50 nH, causando uma queda de 3 V a uma taxa de variação de 100 A/us (típica para lógica rápida). Minimize o comprimento do traço nos pinos de alimentação do IC
  • ✓Seleção de indutores de acordo com as diretrizes da Coilcraft/Wurth: conversores DC-DC usam 1-100 uH com alto I_SAT; filtros EMI usam bobinas de modo comum de 100 uH a 10 mH; a correspondência de RF usa 1-100 nH com alto Q (>50 na frequência)
  • ✓Marcação do código do indutor: 4 dígitos semelhante aos capacitores, onde os primeiros 3 dígitos são o valor e o último é o multiplicador em nH. Exemplo: 101 = 10 × 10^1 nH = 100 nH; R47 = 0,47 uH (R é ponto decimal por EIA-198)

Erros Comuns

  • ✗Confundindo uH (10^-6 H) com mH (10^-3 H) - eles diferem em 1000x. Um indutor de 10 mH tem 1000x mais indutância do que 10 uH. Os conversores DC-DC usam uH; os filtros de linha usam mH
  • ✗Ignorando a indutância de chumbo parasita (~ 1 nH/mm por IEEE) - a 1 GHz, 10 nH de indutância de chumbo = reatância de 63 ohms, potencialmente dominando um circuito de 100 ohms. Use componentes de montagem em superfície para RF
  • ✗Sem levar em conta a saturação - as folhas de dados do indutor especificam L_nominal e I_sat. Quando I > I_sat, a indutância cai de 20 a 50%, causando aumento da ondulação e potencial instabilidade. Verifique i_SAT > i_Peak

Perguntas Frequentes

De acordo com a lei de Faraday: V = L × dI/dt, então 1 H produz 1 V quando a corrente muda a 1 A/s. Na prática: um indutor de 10 uH com variação de corrente de 1 A/us produz 10 V. É por isso que o fornecimento rápido de energia (100 A/us para CPUs modernas) requer uma indutância muito baixa (< 1 nH total) entre VRM e carga.
Por frequência de aplicação: nH para RF/micro-ondas (> 100 MHz), onde a reatância X = 2* pi* f* l é importante (10 nH a 1 GHz = 63 ohm). uH para eletrônica de potência (conversores DC-DC de 10 kHz a 10 MHz). mH para aplicações de frequência de linha (filtros EMI de 50/60 Hz, acionamentos de motor). Combine a indutância com a frequência de operação.
De acordo com os modelos de embalagem IEEE: um fio reto tem autoindutância L = 0,2 × comprimento_mm × (ln (2 × comprimento/raio) - 0,75) nH, aproximadamente 1 nH/mm para diâmetros de fio de ligação típicos. A 5 GHz, 2 nH = 63 ohm de reatância, e é por isso que o empacotamento flip-chip (indutância 10x menor) é necessário para ICs de > 1 GHz.
Divida por 1000:470 nH = 0,47 uH = 0,00047 mH. Multiplique por 1000 para inverter: 4,7 uH = 4700 nH. Valores padrão de acordo com a série E da IEC 60063: E24 (tolerância de 5%) fornecem 47, 51, 56... em qualquer década. Indutores DC-DC típicos: 1 uH, 2,2 uH, 4,7 uH, 10 uH, 22 uH, 47 uH.

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