Az induktivitás fontos része a DC/DC tápegységnek. Számos tényezőt kell figyelembe venni egy induktor kiválasztásakor, például az induktivitás értékét, a DCR-t, a méretet és a telítési áramot. Az induktorok telítési jellemzőit gyakran félreértik, és ez problémákat okoz. Ez a cikk azt tárgyalja, hogyan éri el az induktivitás a telítést, hogyan befolyásolja a telítés az áramkört, és hogyan lehet érzékelni az induktivitás telítettségét.
Az induktivitás telítettségének okai
Először is, intuitív módon értsük meg, mi az induktivitás telítettsége, ahogy az az 1. ábrán látható:
1. ábra
Tudjuk, hogy amikor az 1. ábrán látható tekercsen áram halad át, a tekercs mágneses mezőt generál;
A mágneses mag mágneses tér hatására mágneseződik, és a belső mágneses domének lassan forogni fognak.
Amikor a mágneses mag teljesen mágnesezett, a mágneses domén iránya megegyezik a mágneses mező irányával, még akkor is, ha a külső mágneses mező megnő, a mágneses magnak nincs olyan mágneses doménje, amely elforgatható lenne, és az induktivitás telített állapotba kerül.
Más nézőpontból, a 2. ábrán látható mágnesezettségi görbén a mágneses fluxussűrűség (B) és a mágneses térerősség (H) közötti összefüggés a 2. ábrán jobbra látható képletnek felel meg:
Amikor a mágneses fluxussűrűség eléri a Bm értéket, a mágneses fluxussűrűség már nem növekszik jelentősen a mágneses térerősség növekedésével, és az induktivitás eléri a telítési szintet.
Az induktivitás és a permeabilitás (µ) közötti összefüggésből láthatjuk:
Amikor az induktivitás telítetté válik, a µm jelentősen csökken, és végül az induktivitás is jelentősen csökken, és az áram elnyomásának képessége elvész.
2. ábra
Tippek az induktivitás telítettségének meghatározásához
Vannak tippek az induktivitás telítettségének megítélésére a gyakorlati alkalmazásokban?
Két fő kategóriába sorolható: elméleti számítás és kísérleti tesztelés.
☆Az elméleti számítás a maximális mágneses fluxussűrűségből és a maximális induktivitásáramból indulhat ki.
☆A kísérleti teszt főként az induktivitás áramhullámformájára és néhány más előzetes megítélési módszerre összpontosít.
Ezeket a módszereket az alábbiakban ismertetjük.
Számítsa ki a mágneses fluxussűrűséget
Ez a módszer alkalmas mágneses maggal történő induktivitás tervezésére. A mag paraméterei közé tartozik a mágneses áramkör hossza (le), az effektív terület (Ae) stb. A mágneses mag típusa meghatározza a megfelelő mágneses anyag minőségét is, és a mágneses anyag ennek megfelelően gondoskodik a mágneses mag veszteségéről és a telítési mágneses fluxussűrűségről.
Ezekkel az anyagokkal a tényleges tervezési helyzetnek megfelelően kiszámíthatjuk a maximális mágneses fluxussűrűséget az alábbiak szerint:
A gyakorlatban a számítás egyszerűsíthető az uri helyett az ui használatával; Végül, a mágneses anyag telítési fluxussűrűségével összehasonlítva megítélhetjük, hogy a tervezett induktivitás fennáll-e a telítés veszélye.
Számítsa ki a maximális induktivitási áramot
Ez a módszer alkalmas áramkörök közvetlen tervezésére kész induktorok felhasználásával.
A különböző áramköri topológiák eltérő képletekkel számítják ki az induktivitási áramot.
Vegyük például a Buck chip MP2145-öt, amely a következő képlettel számítható ki, és a kiszámított eredmény összehasonlítható az induktivitás specifikációs értékével annak megállapítására, hogy az induktivitás telített lesz-e.
Az induktív áram hullámformája alapján ítélve
Ez a módszer a mérnöki gyakorlatban is a legelterjedtebb és legpraktikusabb.
Az MP2145 példáját tekintve az MPSmart szimulációs eszközt használják a szimulációhoz. A szimulációs hullámformából látható, hogy amikor az induktor nincs telítve, az induktoráram egy bizonyos meredekségű háromszöghullám. Amikor az induktor telített, az induktoráram hullámformája egyértelmű torzulást mutat, amelyet az induktivitás telítés utáni csökkenése okoz.
A mérnöki gyakorlatban megfigyelhetjük, hogy van-e torzulás az induktivitás áramhullámalakjában, és ennek alapján megítélhetjük, hogy az induktivitás telített-e.
Az alábbiakban az MP2145 demópanelen mért hullámforma látható. Látható, hogy a telítés után egyértelmű torzítás figyelhető meg, ami összhangban van a szimulációs eredményekkel.
Mérje meg, hogy az induktivitás rendellenesen melegszik-e fel, és figyeljen a rendellenes sípolásra.
A mérnöki gyakorlatban számos olyan helyzet adódhat, hogy nem ismerjük pontosan a mag típusát, nehéz ismerni az induktivitás telítési áramának nagyságát, és néha nem kényelmes az induktivitás áramának tesztelése; Ekkor előzetesen megállapíthatjuk, hogy telítés történt-e az induktivitás rendellenes hőmérséklet-emelkedésének mérésével, vagy annak meghallgatásával, hogy van-e rendellenes sikítás.
Néhány tippet mutatok be az induktivitás telítettségének meghatározásához. Remélem, hasznosnak találtam.
Közzététel ideje: 2023. július 7.
