Les inductances toroïdales, bien que avantageuses à bien des égards, ont certains inconvénients. Un inconvénient majeur est leur complexité manufacturière, ce qui peut entraîner des coûts de production plus élevés par rapport aux autres types d’inductances. Le processus d’enroulement pour les inductances toroïdaux est plus complexe et prend du temps en raison de la nécessité de serrer le fil à plusieurs reprises au centre du noyau.
De plus, les inductances toroïdales peuvent être difficiles à monter sur des circuits imprimés (PCB) en raison de leur forme, nécessitant souvent des solutions personnalisées qui ajoutent au coût global et à la complexité de la conception. Leur taille peut également être un facteur limitant dans les applications où l’espace est à une prime.
Les inconvénients des transformateurs toroïdaux découlent largement de problèmes similaires liés à la fabrication et au coût.
Le processus d’enroulement des bobines de transformateur à travers le noyau en forme de noix est à forte intensité de main-d’œuvre, entraînant souvent des coûts de fabrication plus élevés par rapport aux autres types de transformateurs. Cette complexité peut également se traduire par des temps de production plus longs. De plus, les transformateurs toroïdaux peuvent être difficiles à réparer s’ils sont endommagés, car leur conception rend l’accès aux enroulements internes difficiles.
Cela peut entraîner des coûts de maintenance plus élevés et des temps d’arrêt potentiels dans les applications où la fiabilité est critique.
La fonction principale d’une inductance toroïde est de stocker l’énergie sous la forme d’un champ magnétique et de fournir une inductance dans les circuits électriques. La forme toroïdale du noyau aide à contenir le champ magnétique dans le matériau du noyau, réduisant l’interférence électromagnétique (EMI) avec les composants à proximité et l’amélioration de l’efficacité.
Les inductances toroïdes sont couramment utilisées dans les applications nécessitant une inductance élevée avec un EMI minimal, tel que les alimentations, l’équipement audio et les circuits de la radiofréquence (RF). Ils offrent également de faibles pertes de noyau et peuvent gérer des niveaux de courant plus élevés par rapport aux autres types d’inductance.
Les pertes dans un transformateur toroïdal peuvent être classées en pertes de base et pertes de cuivre.
Les pertes de base, également connues sous le nom de pertes de fer, sont constituées de pertes d’hystérésis et de pertes de courant de Foucault dans le matériau central. Les pertes d’hystérésis se produisent en raison de la magnétisation répétée et de la démagnétisation du noyau, tandis que les pertes de courant de Foucault résultent de courants circulants induits dans le noyau lui-même. Les pertes de cuivre, en revanche, sont dues à la résistance des enroulements du fil et sont proportionnelles au carré du courant qui coule à travers les enroulements.
Ces pertes génèrent de la chaleur et peuvent réduire l’efficacité globale du transformateur.
Les transformateurs toroïdaux offrent plusieurs avantages qui les rendent adaptés à diverses applications. Un avantage significatif est leur efficacité, car la conception toroïdale minimise la fuite de flux magnétique et les pertes de noyau, conduisant à une dissipation d’énergie plus faible. Cette efficacité entraîne une réduction de la production de chaleur et une amélioration des performances.
De plus, les transformateurs toroïdaux sont compacts et légers, ce qui les rend idéaux pour une utilisation dans des environnements limités dans l’espace. Ils produisent également moins d’interférence électromagnétique (EMI) par rapport aux autres types de transformateurs, ce qui est bénéfique dans les applications électroniques sensibles. Leur fonctionnement silencieux et leur construction robuste améliorent encore leur attrait pour une utilisation dans des équipements audio haute performance, des dispositifs médicaux et une instrumentation de précision.