nouvèl

Rezime

Induktè yo se eleman trè enpòtan nan konvètisè chanje, tankou depo enèji ak filtè pouvwa. Gen anpil kalite induktè, tankou pou aplikasyon pou diferan (soti nan frekans ba a frekans segondè), oswa diferan materyèl debaz ki afekte karakteristik sa yo nan induktè a, ak sou sa. Induktè yo itilize nan konvètisè chanje yo se konpozan mayetik wo-frekans. Sepandan, akòz plizyè faktè tankou materyèl, kondisyon fonksyònman (tankou vòltaj ak aktyèl), ak tanperati anbyen, karakteristik yo ak teyori prezante yo byen diferan. Se poutèt sa, nan konsepsyon sikwi a, nan adisyon a paramèt debaz la nan valè a enduktans, relasyon ki genyen ant enpedans nan induktè a ak rezistans nan AC ak frekans, pèt debaz la ak saturation karakteristik aktyèl yo, elatriye dwe toujou konsidere. Atik sa a pral prezante plizyè materyèl debaz enpòtan induktè ak karakteristik yo, epi tou gide enjenyè pouvwa yo chwazi induktè estanda ki disponib nan komès.

Prefas

Inductor se yon eleman endiksyon elektwomayetik, ki fòme pa likidasyon yon sèten kantite bobin (bobin) sou yon bobin oswa nwayo ak yon fil izole. Bobin sa a rele yon bobin inductance oswa Inductor. Dapre prensip endiksyon elektwomayetik la, lè bobin la ak jaden mayetik la deplase youn ak lòt, oswa bobin la jenere yon chan mayetik altène atravè yon kouran altène, yo pral pwodwi yon vòltaj pwovoke pou reziste chanjman nan jaden mayetik orijinal la, ak karakteristik sa a nan restriksyon chanjman aktyèl la rele inductance.

Fòmil la nan valè enduktans se kòm fòmil (1), ki se pwopòsyonèl ak pèmeyabilite a mayetik, kare a nan likidasyon an vire N, ak ekivalan sikwi mayetik zòn nan kwa-seksyonèl Ae, epi li se envers pwopòsyonèl ak ekivalan a longè sikwi mayetik le. . Gen anpil kalite enduktans, chak apwopriye pou aplikasyon diferan; enduktans la gen rapò ak fòm, gwosè, metòd likidasyon, kantite vire, ak kalite materyèl mayetik entèmedyè.

(1)

Tou depan de fòm nwayo a fè, enduktans la gen ladan toroidal, E nwayo ak tanbou; an tèm de materyèl nwayo fè, gen sitou nwayo seramik ak de kalite mou mayetik. Yo se ferit ak poud metalik. Tou depan de estrikti a oswa metòd anbalaj, gen blesi fil, milti-kouch, ak modle, ak blesi fil la gen ki pa pwoteje ak mwatye nan lakòl mayetik Shielded (semi-kouvèt) ak kouvwi (kouvèt), elatriye.

Inductor a aji tankou yon kous kout nan kouran dirèk, epi li prezante gwo enpedans nan kouran altènatif. Itilizasyon debaz yo nan sikui yo enkli toufe, filtraj, akor, ak depo enèji. Nan aplikasyon an nan konvètisè a oblije chanje, inductor a se eleman ki pi enpòtan nan depo enèji, epi li fòme yon filtè ki ba-pase ak kondansateur pwodiksyon an diminye rid vòltaj pwodiksyon an, kidonk li jwe tou yon wòl enpòtan nan fonksyon an filtraj.

Atik sa a pral prezante materyèl debaz divès kalite induktè ak karakteristik yo, osi byen ke kèk nan karakteristik elektrik induktè, kòm yon referans evalyasyon enpòtan pou chwazi induktè pandan konsepsyon sikwi. Nan egzanp aplikasyon an, ki jan yo kalkile valè a enduktans ak ki jan yo chwazi yon inductor estanda komèsyal ki disponib yo pral prezante nan egzanp pratik.

Kalite materyèl debaz

Induktè yo itilize nan konvètisè chanje yo se konpozan mayetik wo-frekans. Materyèl debaz nan sant la pi afekte karakteristik induktè a, tankou enpedans ak frekans, valè inductance ak frekans, oswa karakteristik saturation debaz. Sa ki annapre yo pral prezante konparezon plizyè materyèl nwayo fè komen ak karakteristik saturation yo kòm yon referans enpòtan pou chwazi induktè pouvwa:

1. Nwayo seramik

Nwayo seramik se youn nan materyèl enduktans komen yo. Li se sitou itilize bay estrikti sipò yo itilize lè likidasyon bobin la. Li rele tou "inductor nwayo lè". Paske nwayo fè a itilize se yon materyèl ki pa mayetik ak yon koyefisyan tanperati ki ba anpil, valè enduktans la trè estab nan seri a tanperati opere. Sepandan, akòz materyèl la ki pa mayetik kòm mwayen an, inductance a trè ba, ki pa trè apwopriye pou aplikasyon an nan konvètisè pouvwa.

2. Ferit

Nwayo ferit yo itilize an jeneral induktè frekans segondè yo se yon konpoze ferit ki gen nikèl zenk (NiZn) oswa manganèz zenk (MnZn), ki se yon materyèl feromayetik mou mayetik ak ba coercivity. Figi 1 montre koub isterèz (bouk BH) yon nwayo mayetik jeneral. Fòs coercitive HC nan yon materyèl mayetik yo rele tou fòs coercitive, ki vle di ke lè materyèl la mayetik te magnetized nan saturation mayetik, magnetization li yo (magnetization) redwi a zewo Fòs nan jaden mayetik obligatwa nan moman an. Lower coercivity vle di pi ba rezistans nan demagnetization epi tou vle di pi ba pèt isterèz.

Manganèz-zenk ak nikèl-zenk ferit gen relativman wo pèmeyabilite relatif (μr), apeprè 1500-15000 ak 100-1000, respektivman. Gwo pèmeyabilite mayetik yo fè nwayo a fè pi wo nan yon sèten volim. Inductance a. Sepandan, dezavantaj la se ke aktyèl saturation tolerab li yo ba, epi yon fwa nwayo a fè satire, pèmeyabilite mayetik la pral tonbe sevè. Gade nan Figi 4 pou tandans diminye pèmeyabilite mayetik nan ferit ak nwayo fè poud lè nwayo a fè satire. Konparezon. Lè yo itilize nan induktè pouvwa, yo pral kite yon espas lè nan sikwi prensipal la mayetik, sa ki ka diminye pèmeyabilite, evite saturation ak magazen plis enèji; lè diferans nan lè a enkli, pèmeyabilite relatif ekivalan a ka apeprè 20- Ant 200. Depi gwo rezistivite nan materyèl la tèt li ka diminye pèt ki te koze pa aktyèl eddy, pèt la pi ba nan frekans segondè, epi li pi apwopriye pou transfòmatè segondè-frekans, induktè filtre EMI ak induktè depo enèji nan konvètisè pouvwa. An tèm de frekans fonksyònman, ferit nikèl-zenk apwopriye pou itilize (> 1 MHz), pandan y ap ferit Manganèz-zenk apwopriye pou gwoup frekans pi ba yo (<2 MHz).

1

Figi 1. Koub isterèz nwayo mayetik la (BR: remanans; BSAT: dansite flux mayetik saturation)

3. Powder nwayo fè

Nwayo fè poud yo tou materyèl feromayetik mou-mayetik. Yo te fè nan alyaj fè poud nan diferan materyèl oswa sèlman poud fè. Fòmil la gen materyèl ki pa mayetik ak diferan gwosè patikil, kidonk koub saturation a relativman dou. Nwayo an fè poud se sitou toroidal. Figi 2 montre nwayo an fè poud ak gade kwa li yo.

Nwayo fè an poud komen gen ladan alyaj fè-nikèl-molybdène (MPP), sendust (Sendust), alyaj fè-nikèl (gwo flux) ak nwayo poud fè (poud fè). Paske nan eleman yo diferan, karakteristik li yo ak pri yo tou diferan, ki afekte chwa pou yo induktè. Sa ki annapre yo pral prezante kalite debaz yo mansyone pi wo a epi konpare karakteristik yo:

A. Alyaj fè-nikèl-molybdène (MPP)

Fe-Ni-Mo alyaj abreje kòm MPP, ki se abrevyasyon nan molypermalloy poud. Pèmeyabilite relatif la se apeprè 14-500, ak saturation dansite flux mayetik se apeprè 7500 Gauss (Gauss), ki pi wo pase dansite saturation flux mayetik ferit (apeprè 4000-5000 Gauss). Anpil soti. MPP gen pi piti pèt fè epi li gen pi bon tanperati estabilite nan mitan nwayo fè poud. Lè ekstèn DC aktyèl la rive nan saturation aktyèl ISAT, valè enduktans la diminye tou dousman san diminisyon brid sou kou. MPP gen pi bon pèfòmans men pi wo pri, epi li anjeneral itilize kòm inductor pouvwa ak EMI filtraj pou konvètisè pouvwa.

B. Sendust

Nwayo fè-silikon-aliminyòm alyaj fè a se yon nwayo alyaj fè ki konpoze de fè, Silisyòm, ak aliminyòm, ak yon pèmeyabilite relatif mayetik apeprè 26 a 125. Pèt fè a se ant nwayo a poud fè ak MPP ak alyaj fè-nikèl. . Dansite flux mayetik saturation pi wo pase MPP, anviwon 10500 Gauss. Estabilite tanperati ak saturation karakteristik aktyèl yo se yon ti kras enferyè a MPP ak alyaj fè-nikèl, men pi bon pase nwayo poud fè ak nwayo ferit, ak pri relatif la pi bon mache pase MPP ak alyaj fè-nikèl. Li se sitou itilize nan EMI filtraj, sikwi koreksyon faktè pouvwa (PFC) ak induktè pouvwa nan konvètisè pouvwa chanje.

C. Alyaj fè-nikèl (wo flux)

Nwayo alyaj fè-nikèl la fèt an fè ak nikèl. Pèmeyabilite relatif mayetik la se sou 14-200. Pèt la fè ak estabilite tanperati yo ant MPP ak alyaj fè-silikon-aliminyòm. Nwayo alyaj fè-nikèl la gen pi wo saturation dansite flux mayetik, apeprè 15,000 Gauss, epi li ka kenbe tèt ak pi wo kouran DC patipri, ak karakteristik DC patipri li yo pi bon tou. Dimansyon aplikasyon: koreksyon faktè aktif pouvwa, enduktans depo enèji, enduktans filtre, transfòmatè frekans segondè nan konvètisè flyback, elatriye.

D. Iron poud

Nwayo poud fè a fèt ak patikil poud fè ki gen anpil pite ak ti patikil ki izole youn ak lòt. Pwosesis fabrikasyon an fè li gen yon espas lè distribiye. Anplis de fòm bag la, fòm nwayo komen an fè poud tou gen E-kalite ak kalite Stamping. Pèmeyabilite relatif mayetik nwayo a poud fè se apeprè 10 a 75, ak saturation segondè dansite flux mayetik se sou 15000 Gauss. Pami nwayo fè poud yo, nwayo poud fè a gen pi gwo pèt fè men pri ki pi ba a.

Figi 3 montre koub BH PC47 manganèz-zenk ferit ki fabrike pa TDK ak nwayo fè an poud -52 ak -2 ki fabrike pa MICROMETALS; Pèmeyabilite relatif la mayetik nan manganèz-zenk ferit se pi wo pase sa yo ki an poud nwayo fè epi li se satire dansite nan flux mayetik tou trè diferan, ferit la se sou 5000 Gauss ak nwayo a poud fè se plis pase 10000 Gauss.

3

Figi 3. Koub BH nan ferit Manganèz-zenk ak nwayo poud fè nan diferan materyèl

An rezime, karakteristik sa yo saturation nan nwayo a fè yo diferan; yon fwa yo depase aktyèl la saturation, pèmeyabilite mayetik nwayo ferit la pral tonbe sevè, pandan y ap nwayo a poud fè ka tou dousman diminye. Figi 4 montre karakteristik gout pèmeyabilite mayetik yon nwayo fè poud ki gen menm pèmeyabilite mayetik ak yon ferit ki gen yon espas lè anba diferan fòs chan mayetik. Sa a tou eksplike enduktans nwayo ferit la, paske pèmeyabilite a desann sevè lè nwayo a satire, jan yo ka wè nan ekwasyon (1), li lakòz tou enduktans la tonbe sevè; pandan y ap nwayo a poud ak espas lè distribiye, pèmeyabilite mayetik la To a diminye tou dousman lè nwayo a fè satire, kidonk enduktans la diminye pi dousman, se sa ki, li gen pi bon karakteristik DC patipri. Nan aplikasyon an nan konvètisè pouvwa, karakteristik sa a trè enpòtan; si karakteristik nan saturation dousman nan induktè a pa bon, aktyèl la inductor monte nan aktyèl la saturation, ak gout nan toudenkou nan inductance pral lakòz estrès aktyèl la nan kristal la chanje monte sevè, ki se fasil lakòz domaj.

4

Figi 4. Karakteristik gout pèmeyabilite mayetik nan nwayo fè poud ak nwayo ferit fè ak espas lè anba diferan fòs jaden mayetik.

Inductor karakteristik elektrik ak estrikti pake

Lè w ap desine yon konvètisè chanje epi w ap chwazi yon induktè, valè enduktans L, enpedans Z, rezistans AC ACR ak valè Q (faktè bon jan kalite), IDC aktyèl ak ISAT, ak pèt nwayo (pèt nwayo) ak lòt karakteristik elektrik enpòtan yo tout dwe. dwe konsidere. Anplis de sa, estrikti nan anbalaj nan induktè a pral afekte mayitid la nan flit la mayetik, ki an vire afekte EMI. Sa ki anba la yo pral diskite sou karakteristik sa yo mansyone anwo a separeman kòm konsiderasyon pou chwazi induktè.

1. Valè inductance (L)

Valè enduktans yon induktè se paramèt debaz ki pi enpòtan nan konsepsyon sikwi, men li dwe tcheke si valè enduktans la estab nan frekans fonksyònman an. Valè nominal enduktans la anjeneral mezire nan 100 kHz oswa 1 MHz san yon patipri DC ekstèn. Epi asire posiblite pou pwodiksyon an mas otomatik, tolerans induktè a anjeneral ± 20% (M) ak ± 30% (N). Figi 5 se graf karakteristik enduktans-frekans Taiyo Yuden inductor NR4018T220M mezire ak mèt LCR Wayne Kerr. Jan yo montre nan figi a, koub la valè enduktans relativman plat anvan 5 MHz, ak valè enduktans la ka prèske konsidere kòm yon konstan. Nan gwoup la segondè frekans akòz sonorite a ki te pwodwi pa kapasite a parazit ak enduktans, valè a enduktans ap ogmante. Yo rele frekans sonans sa a frekans pwòp tèt ou (SRF), ki anjeneral bezwen pi wo pase frekans fonksyònman an.

5

Figi 5, Taiyo Yuden NR4018T220M dyagram mezi karakteristik inductance-frekans

2. Enpedans (Z)

Jan yo montre nan Figi 6, dyagram enpedans la ka wè tou nan pèfòmans enduktans la nan diferan frekans. Enpedans induktè a se apeprè pwopòsyonèl ak frekans lan (Z = 2πfL), kidonk pi wo frekans lan, reaktans la pral pi gwo pase rezistans AC, kidonk enpedans la konpòte li tankou yon enduktans pi (faz se 90˚). Nan frekans segondè, akòz efè a kapasite parazit, ka pwen an frekans pwòp tèt ou-sonan nan enpedans la ka wè. Apre pwen sa a, enpedans la desann epi li vin kapasitif, ak faz la piti piti chanje a -90 ˚.

6

3. Q valè ak AC rezistans (ACR)

Valè Q nan definisyon enduktans se rapò reaktans ak rezistans, se sa ki rapò pati imajinè a ak pati reyèl enpedans la, tankou nan fòmil (2).

(2)

Ki kote XL se reaktans induktè a, ak RL se rezistans AC induktè a.

Nan ranje frekans ki ba, rezistans AC a pi gwo pase reaktans ki te koze pa inductance a, kidonk valè Q li yo trè ba; kòm ogmante frekans lan, reaktans la (apeprè 2πfL) vin pi gwo ak pi gwo, menm si rezistans nan akòz efè po (efè po) ak pwoksimite (pwoksimite) efè) Efè a vin pi gwo ak pi gwo, ak valè Q a toujou ogmante ak frekans. ; lè apwoche SRF, reaktans endiktif la piti piti konpanse pa reaktans kapasitif la, ak valè Q a piti piti vin pi piti; lè SRF a vin zewo, paske reaktans endiktif la ak reaktans kapasitif la se konplètman menm disparèt. Figi 7 montre relasyon ki genyen ant valè Q ak frekans nan NR4018T220M, ak relasyon an se nan fòm yon klòch Envèse.

7

Figi 7. Relasyon ki genyen ant valè Q ak frekans Taiyo Yuden induktè NR4018T220M

Nan gwoup frekans aplikasyon an nan enduktans, pi wo valè Q a, pi bon an; sa vle di ke reaktans li pi gran pase rezistans AC a. Anjeneral pale, pi bon valè Q a pi wo pase 40, ki vle di ke bon jan kalite a nan induktè a se yon bon bagay. Sepandan, jeneralman kòm patipri DC ogmante, valè inductance a ap diminye ak valè Q a ap diminye tou. Si yo itilize fil emaye plat oswa fil emaye milti-strand, efè po a, se sa ki, rezistans AC, ka redwi, ak valè Q nan induktè a ka ogmante tou.

DCR rezistans DC a jeneralman konsidere kòm rezistans DC fil kwiv la, epi yo ka kalkile rezistans selon dyamèt ak longè fil. Sepandan, pi fò nan enduktè SMD ki ba aktyèl yo pral sèvi ak soude ultrasons pou fè fèy kòb kwiv mete nan SMD nan tèminal la likidasyon. Sepandan, paske fil kwiv la pa long nan longè ak valè rezistans a pa wo, rezistans nan soude souvan konte pou yon pwopòsyon konsiderab nan rezistans jeneral DC a. Lè w pran fil-blese SMD induktè TDK a CLF6045NIT-1R5N kòm yon egzanp, rezistans DC mezire se 14.6mΩ, ak rezistans DC kalkile ki baze sou dyamèt fil ak longè se 12.1mΩ. Rezilta yo montre ke rezistans soude sa a reprezante apeprè 17% nan rezistans DC an jeneral.

AC rezistans ACR gen efè po ak efè pwoksimite, ki pral lakòz ACR ogmante ak frekans; nan aplikasyon an nan inductance jeneral, paske eleman nan AC se pi ba anpil pase eleman DC a, enfliyans ki te koze pa ACR se pa evidan; men nan chaj limyè, Paske eleman DC a redwi, pèt la ki te koze pa ACR pa ka inyore. Efè po a vle di ke nan kondisyon AC, distribisyon aktyèl la andedan kondiktè a se inegal ak konsantre sou sifas la nan fil la, sa ki lakòz yon rediksyon nan zòn nan kwa-seksyonèl fil ekivalan, ki an vire ogmante rezistans ekivalan nan fil la ak frekans. Anplis de sa, nan yon likidasyon fil, fil adjasan yo pral lakòz adisyon a ak soustraksyon nan jaden mayetik akòz aktyèl la, se konsa ke aktyèl la konsantre sou sifas la adjasan a fil la (oswa sifas ki pi lwen, tou depann de direksyon aktyèl la. ), ki lakòz tou entèsepsyon fil ekivalan. Fenomèn nan zòn nan diminye ak rezistans nan ekivalan ogmante se efè a pwoksimite sa yo rele; nan aplikasyon an enduktans nan yon likidasyon milti-kouch, efè a pwoksimite se menm plis evidan.

8

Figi 8 montre relasyon ki genyen ant rezistans AC ak frekans fil-blese SMD induktè NR4018T220M la. Nan yon frekans nan 1kHz, rezistans a se sou 360mΩ; nan 100kHz, rezistans a leve a 775mΩ; nan 10MHz, valè rezistans lan se tou pre 160Ω. Lè w estime pèt kwiv la, kalkil la dwe konsidere ACR ki te koze pa efè po ak pwoksimite, epi modifye li nan fòmil (3).

4. Saturation aktyèl (ISAT)

Saturation aktyèl ISAT se jeneralman patipri aktyèl la make lè valè inductance a atténué tankou 10%, 30%, oswa 40%. Pou ferit lè-gap, paske karakteristik aktyèl saturation li yo trè rapid, pa gen anpil diferans ant 10% ak 40%. Gade nan figi 4. Sepandan, si se yon nwayo poud fè (tankou yon induktè so), koub saturation a relativman dou, jan yo montre nan Figi 9, aktyèl patipri nan 10% oswa 40% nan atenuasyon inductance se anpil. diferan, kidonk valè aktyèl saturation yo pral diskite separeman pou de kalite nwayo fè jan sa a.

Pou yon ferit lè-gap, li rezonab pou itilize ISAT kòm limit siperyè aktyèl inductor maksimòm pou aplikasyon sikwi. Sepandan, si li se yon nwayo poud fè, paske nan karakteristik nan saturation dousman, pa pral gen okenn pwoblèm menm si aktyèl la maksimòm nan kous aplikasyon an depase ISAT. Se poutèt sa, karakteristik nwayo fè sa a pi apwopriye pou chanje aplikasyon konvètisè. Anba chaj lou, byenke valè enduktans induktè a ba, jan yo montre nan Figi 9, faktè rid aktyèl la wo, men tolerans aktyèl kondansateur aktyèl la wo, kidonk li pa pral yon pwoblèm. Anba chaj limyè, valè enduktans induktè a pi gwo, sa ki ede diminye aktyèl rid nan induktè a, kidonk diminye pèt fè a. Figi 9 konpare koub saturation aktyèl la nan ferit blesi TDK a SLF7055T1R5N ak so an fè poud nwayo inductor SPM6530T1R5M anba menm valè nominal inductance.

9

Figi 9. Koub aktyèl saturation nan ferit blesi ak nwayo poud fè so anba menm valè nominal enduktans.

5. Rated aktyèl (IDC)

Valè IDC a se patipri DC lè tanperati induktè a monte a Tr˚C. Espesifikasyon yo tou endike valè DC rezistans li RDC nan 20˚C. Dapre koyefisyan tanperati a nan fil kwiv la se sou 3,930 ppm, lè tanperati a nan Tr leve, valè rezistans li se RDC_Tr = RDC (1 + 0.00393Tr), ak konsomasyon pouvwa li se PCU = I2DCxRDC. Pèt kwiv sa a gaye sou sifas induktè a, epi yo ka kalkile rezistans tèmik ΘTH nan induktè a:

(2)

Tablo 2 refere a fèy done seri TDK VLS6045EX (6.0 × 6.0 × 4.5mm), epi kalkile rezistans tèmik nan yon ogmantasyon tanperati a 40˚C. Li evidan, pou induktè nan seri a menm ak gwosè, rezistans nan tèmik kalkile se prèske menm bagay la akòz zòn nan menm sifas chalè dissipation; nan lòt mo, yo ka estime IDC aktyèl la nan diferan induktè. Diferan seri (pake) nan induktè gen diferan rezistans tèmik. Tablo 3 konpare rezistans tèmik induktè nan seri TDK VLS6045EX (semi-kouvwi) ak seri SPM6530 (moule). Pi gwo rezistans tèmik la, se pi wo ogmantasyon nan tanperati ki pwodui lè enduktans la ap koule nan chaj aktyèl la; otreman, pi ba a.

(2)

Tablo 2. Rezistans tèmik induktè seri VLS6045EX nan yon ogmantasyon tanperati 40˚C

Li ka wè nan Tablo 3 ke menm si gwosè a nan induktè yo sanble, rezistans nan tèmik nan induktè yo tenm sou li ba, se sa ki, dissipation nan chalè se pi bon.

(3)

Tablo 3. Konparezon rezistans tèmik diferan pakè induktè.

6. Pèt nwayo

Pèt nwayo, refere yo kòm pèt fè, se sitou ki te koze pa pèt aktyèl eddy ak pèt isterèz. Gwosè pèt aktyèl eddy la sitou depann de si materyèl debaz la fasil pou "kondwi"; si konduktiviti a wo, se sa ki, rezistivite a ba, pèt aktyèl eddy a wo, epi si rezistivite nan ferit la wo, pèt aktyèl la eddy se relativman ba. Pèt aktyèl Eddy tou gen rapò ak frekans. Pi wo frekans lan, se pi gwo pèt aktyèl eddy la. Se poutèt sa, materyèl debaz la pral detèmine frekans fonksyone apwopriye nan nwayo a. Anjeneral pale, frekans k ap travay nan nwayo poud fè ka rive nan 1MHz, ak frekans k ap travay nan ferit ka rive nan 10MHz. Si frekans fonksyònman an depase frekans sa a, pèt eddy aktyèl la ap ogmante rapidman ak tanperati nwayo fè a ap ogmante tou. Sepandan, ak devlopman rapid nan materyèl nwayo fè, nwayo fè ak pi wo frekans opere yo ta dwe jis alantou kwen an.

Yon lòt pèt fè se pèt isterèz la, ki se pwopòsyonèl ak zòn ki fèmen nan koub hystérésis la, ki gen rapò ak anplitid balanse nan eleman AC nan aktyèl la; pi gwo balanse AC a, se pi gwo pèt isterèz la.

Nan kous la ekivalan nan yon induktè, se yon rezistans ki konekte nan paralèl ak induktè a souvan itilize eksprime pèt la fè. Lè frekans lan egal a SRF, reaktans endiktif ak reaktans kapasitif anile, ak reaktans ekivalan a se zewo. Nan moman sa a, enpedans nan induktè a ekivalan a rezistans nan pèt fè nan seri ak rezistans nan likidasyon, ak rezistans nan pèt fè se pi gwo pase rezistans nan likidasyon, kidonk enpedans nan SRF se apeprè egal a rezistans nan pèt fè. Lè w pran yon inductor ba-vòltaj kòm yon egzanp, rezistans pèt fè li yo se sou 20kΩ. Si vòltaj la efikas valè nan tou de bout nan induktè a estime yo dwe 5V, pèt fè li yo se sou 1.25mW, ki montre tou ke pi gwo a rezistans pèt fè, pi bon an.

7. Shield estrikti

Estrikti anbalaj nan ferit induktè gen ladann ki pa pwoteje, semi-kouvwi ak lakòl mayetik, ak kouvwi, epi gen yon espas lè konsiderab nan youn nan yo. Li evidan, diferans lè a pral gen flit mayetik, ak nan ka ki pi mal la, li pral entèfere ak sikui yo ki antoure ti siyal, oswa si gen yon materyèl mayetik ki tou pre, enduktans li yo pral tou chanje. Yon lòt estrikti anbalaj se yon so inductor poud fè. Depi pa gen okenn espas andedan induktè a ak estrikti likidasyon an solid, pwoblèm nan dissipation jaden mayetik relativman ti. Figi 10 se itilizasyon fonksyon FFT osiloskop RTO 1004 la pou mezire mayitid chan mayetik flit la nan 3mm pi wo a ak sou bò induktè a tenm. Tablo 4 bay lis konparezon an nan jaden an flit mayetik nan induktè estrikti pake diferan. Li ka wè ke induktè ki pa pwoteje gen flit ki pi grav mayetik; induktè so yo gen pi piti flit mayetik, ki montre pi bon efè mayetik pwoteksyon. . Diferans nan grandè a nan jaden an flit mayetik nan induktè yo nan de estrikti sa yo se sou 14dB, ki se prèske 5 fwa.

10

Figi 10. Gwosè a nan jaden an flit mayetik mezire nan 3mm pi wo a ak sou bò a nan induktè a tenm sou li.

(4)

Tablo 4. Konparezon nan jaden an mayetik flit nan induktè estrikti pake diferan

8. couplage

Nan kèk aplikasyon, pafwa gen plizyè seri konvètisè DC sou PCB a, ki anjeneral ranje youn ak lòt, ak induktè korespondan yo tou ranje youn ak lòt. Si ou itilize yon kalite ki pa pwoteje oswa yon semi-kouvwi ak lakòl mayetik Inductors ka makonnen youn ak lòt yo fòme EMI entèferans. Se poutèt sa, lè w ap mete induktè a, li rekòmande pou make polarite nan induktè a an premye, epi konekte pwen an kòmanse ak likidasyon nan kouch ki pi entèn nan induktè a nan vòltaj la chanje nan konvètisè a, tankou VSW a nan yon konvètisè Buck, ki se pwen k ap deplase. Tèminal priz la konekte ak kondansateur pwodiksyon an, ki se pwen estatik la; likidasyon an fil kwiv Se poutèt sa fòme yon sèten degre nan pwoteksyon jaden elektrik. Nan aranjman fil elektrik la nan multiplexeur a, fikse polarite a nan inductance a ede ranje grandè a nan inductance mityèl la epi evite kèk pwoblèm EMI inatandi.

Aplikasyon:

Chapit anvan an te diskite sou materyèl debaz la, estrikti pake a, ak karakteristik elektrik enpòtan nan induktè a. Chapit sa a pral eksplike kijan pou chwazi valè enduktans ki apwopriye konvètisè Buck la ak konsiderasyon pou w chwazi yon induktè ki disponib nan komès.

Jan yo montre nan ekwasyon (5), valè a induktè ak frekans nan chanje nan konvètisè a pral afekte aktyèl la rid induktè (ΔiL). Kouran rid induktè a pral koule nan kondansateur pwodiksyon an epi afekte aktyèl rid nan kondansateur pwodiksyon an. Se poutèt sa, li pral afekte seleksyon an nan kondansateur pwodiksyon an ak plis afekte gwosè a rid nan vòltaj pwodiksyon an. Anplis de sa, valè enduktans la ak valè kapasite pwodiksyon an pral afekte konsepsyon fidbak sistèm lan ak repons dinamik chaj la. Chwazi yon pi gwo valè enduktans gen mwens estrès aktyèl sou kondansateur a, epi li benefisye tou pou diminye rid vòltaj pwodiksyon epi li ka estoke plis enèji. Sepandan, yon pi gwo valè enduktans endike yon pi gwo volim, se sa ki, yon pri ki pi wo. Se poutèt sa, lè konsepsyon konvètisè a, konsepsyon valè enduktans la trè enpòtan.

(5)

Li ka wè nan fòmil (5) ke lè diferans ki genyen ant vòltaj la opinyon ak vòltaj pwodiksyon an pi gwo, aktyèl la rid induktè a pral pi gwo, ki se kondisyon ki pi mal la nan konsepsyon inductor a. Makonnen ak lòt analiz endiktif, pwen an konsepsyon inductance nan konvètisè etap-desann a ta dwe anjeneral dwe chwazi anba kondisyon yo nan vòltaj opinyon maksimòm ak chaj plen.

Lè w ap desine valè enduktans la, li nesesè pou fè yon komès ant kouran rid induktè a ak gwosè induktè a, ak faktè rid aktyèl la (faktè aktyèl rid; γ) defini isit la, tankou nan fòmil (6).

(6)

Ranplase fòmil (6) nan fòmil (5), valè enduktans la ka eksprime kòm fòmil (7).

(7)

Dapre fòmil (7), lè diferans ki genyen ant vòltaj la antre ak pwodiksyon an pi gwo, yo ka chwazi valè γ pi gwo; okontrè, si vòltaj la antre ak pwodiksyon pi pre, konsepsyon valè γ la dwe pi piti. Yo nan lòd yo chwazi ant aktyèl la rid induktè ak gwosè a, dapre valè a eksperyans konsepsyon tradisyonèl, γ se nòmalman 0.2 a 0.5. Sa ki anba la a ap pran RT7276 kòm yon egzanp pou ilistre kalkil la nan enduktans ak seleksyon an nan enduktè ki disponib komèsyalman.

Egzanp konsepsyon: Ki fèt ak RT7276 avanse konstan on-time (Advanced Constant On-Time; ACOTTM) synchrone redresman etap-desann konvètisè, frekans chanje li yo se 700 kHz, vòltaj la opinyon se 4.5V a 18V, ak vòltaj pwodiksyon an se 1.05V . Aktyèl chaj plen se 3A. Kòm mansyone pi wo a, valè a enduktans yo dwe fèt anba kondisyon yo nan vòltaj la opinyon maksimòm 18V ak chaj la plen nan 3A, se valè a nan γ pran kòm 0.35, ak valè ki pi wo a ranplase nan ekwasyon (7), enduktans la. valè se

Sèvi ak yon induktè ki gen yon valè enduktans nominal konvansyonèl 1.5 µH. Ranplase fòmil (5) pou kalkile kouran rid induktè a jan sa a.

Se poutèt sa, aktyèl la pik nan induktè a se

Ak valè efikas aktyèl inductor (IRMS) se

Paske eleman rid induktè a piti, valè efikas aktyèl la se sitou eleman DC li yo, epi yo itilize valè efikas sa a kòm baz pou chwazi IDC aktyèl la inductor. Avèk konsepsyon 80% derating, kondisyon enduktans yo se:

L = 1.5 µH (100 kHz), IDC = 3.77 A, ISAT = 4.34 A

Tablo 5 bay lis induktè ki disponib nan diferan seri TDK, menm jan an gwosè men diferan nan estrikti pake. Li ka wè nan tablo a ke aktyèl saturation ak aktyèl rated nan induktè a tenm (SPM6530T-1R5M) yo gwo, ak rezistans nan tèmik se ti ak dissipation nan chalè se yon bon bagay. Anplis de sa, dapre diskisyon an nan chapit anvan an, materyèl debaz la nan induktè a tenm sou se nwayo poud fè, kidonk li se konpare ak nwayo a ferit nan semi-kouvwi (VLS6045EX-1R5N) ak kouvwi (SLF7055T-1R5N) induktè. ak lakòl mayetik. , Gen bon DC patipri karakteristik. Figi 11 montre konparezon efikasite diferan induktè aplike nan konvètisè etap-desann RT7276 avanse konstan redresman synchrone alè. Rezilta yo montre ke diferans efikasite ant twa a pa enpòtan. Si ou konsidere dissipation chalè, karakteristik DC patipri ak pwoblèm dissipation jaden mayetik, li rekòmande pou itilize SPM6530T-1R5M induktè.

(5)

Tablo 5. Konparezon enduktans diferan seri TDK

11

Figi 11. Konparezon efikasite konvètisè ak diferan induktè

Si w chwazi menm estrikti pake a ak valè enduktans, men pi piti induktè gwosè, tankou SPM4015T-1R5M (4.4 × 4.1 × 1.5mm), byenke gwosè li yo piti, men DC rezistans RDC a (44.5mΩ) ak rezistans tèmik ΘTH ( 51˚C) /W) Pi gwo. Pou konvètisè nan menm espesifikasyon yo, valè efikas aktyèl la tolere pa induktè a se menm bagay la tou. Li evidan, rezistans DC a ap diminye efikasite anba chay lou. Anplis de sa, yon gwo rezistans tèmik vle di pòv dissipation chalè. Se poutèt sa, lè w ap chwazi yon induktè, li pa sèlman nesesè yo konsidere benefis ki genyen nan gwosè redwi, men tou, evalye enpèfeksyon ki akonpaye li yo.

An konklizyon

Inductance se youn nan eleman pasif yo souvan itilize nan konvètisè pouvwa chanje, ki ka itilize pou depo enèji ak filtraj. Sepandan, nan konsepsyon sikwi, se pa sèlman valè enduktans ki bezwen peye atansyon a, men lòt paramèt ki gen ladan rezistans AC ak valè Q, tolerans aktyèl, saturation nwayo fè, ak estrikti pake, elatriye, se tout paramèt ki dwe. dwe konsidere lè w ap chwazi yon induktè. . Paramèt sa yo anjeneral ki gen rapò ak materyèl debaz la, pwosesis fabrikasyon an, ak gwosè a ak pri. Se poutèt sa, atik sa a prezante karakteristik diferan materyèl nwayo fè ak ki jan yo chwazi yon inductance apwopriye kòm yon referans pou konsepsyon ekipman pou pouvwa.