¿Puede integrar una bobina electromagnética (barra de torsión) a un diseño de PCB en EAGLE?

Aug 18 2020

Soy nuevo en el uso de EAGLE y actualmente estoy tratando de diseñar una placa magnetorquer. Me gustaría preguntar si es posible crear de alguna manera una bobina electromagnética de núcleo sólido (barra de torsión) que tenga valores eléctricos y físicos conocidos: núcleo (material, tamaño-diámetro y longitud-) y características del cable (número de devanados, tamaño , capacidades de carga de corriente máxima, etc.) de tal manera que se integre en el diseño de mi PCB.

Además, me gustaría crear un núcleo electromagnético de bobina de aire en un cuadrado redondeado para la parte posterior de la misma PCB.

Para una mejor comprensión, vincularé la placa ISIS Magnetorquer  con imágenes de sus   vistas superior e inferior . Por lo tanto, sucintamente, mi pregunta es que de alguna manera puedo integrar las bobinas electromagnéticas al diseño de PCB o, en el peor de los casos, si existe una biblioteca que incluya bobinas electromagnéticas personalizables o prefabricadas.

Si no es así, ¿hay algún otro programa que pueda hacer esto y que pueda ser accesible para un novato? (Se me está acabando el tiempo, así que tomaría casi cualquier cosa ahora)

EDITAR: Como la pregunta es un poco abstracta (lo lamento mucho), intentaré hacerla más específica con la ayuda de sus comentarios.

EDIT4: En los enlaces de arriba, las bobinas electromagnéticas (barras de torsión) se montan en la PCB utilizando un soporte de plástico (u otro material) como se ve en los enlaces de arriba, por lo que son componentes separados. La pregunta anterior debería haber sido cómo tomo en consideración estas bobinas al diseñar la PCB en EAGLE. Creí que hay una biblioteca de bobinas electromagnéticas o que puedo diseñarla yo mismo como parte de alguna manera y este es el razonamiento de la pregunta formulada de manera extraña.

EDIT2:

Respuestas

4 VoltageSpike Aug 18 2020 at 18:57

Puede integrar bobinas en la PCB, sí. ¿Es eficiente? No.

El factor Q de los inductores de PCB generalmente se reduce que el factor Q de los inductores que tienen una bobina de alambre y menos que el de las bobinas de microbanda cilíndricas. La autocapacidad de los inductores impresos depende del ancho de las vueltas en espiral, el espacio entre ellos y el material de la PCB y puede alcanzar de 3 a 5 pF, que es bastante alto en tales frecuencias.

Fuente: https://coil32.net/pcb-coil.html

El momento magnético es un factor del número de vueltas, la corriente y el área. Tantas bobinas de torsión son simplemente rectángulos integrados en una o más capas de la PCB.

m = n A yo

Más vueltas son más fáciles de crear con alambre, que tiene un factor de empaquetamiento mucho más alto para los cables que transportan corriente que una PCB (o flexión plana), porque el esmalte es mucho más pequeño que las capas de una PCB o flexión plana. Realmente depende del momento magnético necesario, si necesita un momento magnético alto, es posible que tenga que recurrir a un cable fuera de la PCB, porque la mayoría de las PCB se fabrican con 4 capas (puede hacer más, pero tiene un costo ).

Si desea crear un magnetorquer en una PCB, Eagle (o cualquier software de PCB), simplemente dibuje el patrón a mano en el software.

En el diseño que usé para un magnetorquer (que voló), personalmente enrolle un marco rectangular de delrin con aproximadamente 400 vueltas, que luego se sujetó a 4 postes en la PCB. El cable estaba soldado en vías. Recuerdo que las otras 2 bobinas de torsión se integraron en los paneles solares.

Aquí hay un documento que describe un satélite con bobinas integradas en la PCB con trazas de cobre que forman la bobina:

Fuente: ADCS de gestión de energía innovadora