Induktivnost je pomemben del napajanja DC/DC.Pri izbiri induktorja je treba upoštevati številne dejavnike, kot so vrednost induktivnosti, DCR, velikost in tok nasičenja.Značilnosti nasičenosti induktorjev so pogosto napačno razumljene in povzročajo težave.Ta dokument bo obravnaval, kako induktivnost doseže nasičenost, kako nasičenost vpliva na vezje in metodo zaznavanja nasičenosti induktivnosti.
Nasičenost induktivnosti povzroča
Najprej intuitivno razumejte, kaj je nasičenost induktivnosti, kot je prikazano na sliki 1:
Slika 1
Vemo, da ko tok teče skozi tuljavo na sliki 1, bo tuljava ustvarila magnetno polje;
Magnetno jedro bo magnetizirano pod delovanjem magnetnega polja, notranje magnetne domene pa se bodo počasi vrtele.
Ko je magnetno jedro popolnoma magnetizirano, je smer magnetne domene enaka kot magnetno polje, tudi če se zunanje magnetno polje poveča, magnetno jedro nima magnetne domene, ki bi se lahko vrtela, in induktivnost preide v nasičeno stanje .
Z drugega vidika se na krivulji magnetizacije, prikazani na sliki 2, razmerje med gostoto magnetnega pretoka B in jakostjo magnetnega polja H ujema s formulo na desni na sliki 2:
Ko gostota magnetnega pretoka doseže Bm, se gostota magnetnega pretoka ne poveča več bistveno s povečanjem jakosti magnetnega polja in induktivnost doseže nasičenost.
Iz razmerja med induktivnostjo in prepustnostjo µ lahko vidimo:
Ko je induktivnost nasičena, se bo µm močno zmanjšal, sčasoma pa se bo induktivnost močno zmanjšala in zmožnost dušenja toka bo izgubljena.
Slika 2
Nasveti za določanje nasičenosti induktivnosti
Ali obstajajo nasveti za ocenjevanje nasičenosti induktivnosti v praktičnih aplikacijah?
Povzamemo ga lahko v dve glavni kategoriji: teoretični izračun in eksperimentalno testiranje.
☆Teoretični izračun se lahko začne z največjo gostoto magnetnega pretoka in največjim induktivnim tokom.
☆Eksperimentalni preizkus se osredotoča predvsem na valovno obliko induktivnega toka in nekatere druge metode predhodne presoje.
Te metode so opisane spodaj.
Izračunajte gostoto magnetnega pretoka
Ta metoda je primerna za načrtovanje induktivnosti z uporabo magnetnega jedra.Glavni parametri vključujejo dolžino magnetnega kroga le, efektivno površino Ae in tako naprej.Vrsta magnetnega jedra določa tudi ustrezen razred magnetnega materiala, magnetni material pa daje ustrezne določbe o izgubi magnetnega jedra in gostoti magnetnega pretoka nasičenja.
S temi materiali lahko izračunamo največjo gostoto magnetnega pretoka glede na dejansko konstrukcijsko situacijo, kot sledi:
V praksi je izračun mogoče poenostaviti z uporabo ui namesto ur;Končno lahko v primerjavi z gostoto pretoka nasičenosti magnetnega materiala presodimo, ali obstaja tveganje nasičenja pri načrtovani induktivnosti.
Izračunajte največji induktivni tok
Ta metoda je primerna za načrtovanje vezja neposredno z uporabo končnih induktorjev.
Različne topologije vezja imajo različne formule za izračun induktivnega toka.
Za primer vzemimo Buckov čip MP2145, izračunamo ga lahko po naslednji formuli, izračunani rezultat pa lahko primerjamo z vrednostjo specifikacije induktivnosti, da ugotovimo, ali bo induktivnost nasičena.
Sodeč po valovni obliki induktivnega toka
Ta metoda je tudi najbolj pogosta in praktična metoda v inženirski praksi.
Če za primer vzamemo MP2145, se za simulacijo uporablja simulacijsko orodje MPSmart.Iz simulacijske valovne oblike je razvidno, da je tok induktorja, ko tuljava ni nasičena, trikoten val z določenim naklonom.Ko je induktor nasičen, bo imela valovna oblika toka induktorja očitno popačenje, ki ga povzroči zmanjšanje induktivnosti po nasičenju.
V inženirski praksi lahko na podlagi tega opazujemo, ali obstaja popačenje valovne oblike induktivnega toka, da presodimo, ali je induktivnost nasičena.
Spodaj je izmerjena valovna oblika na demo plošči MP2145.Vidimo lahko, da je po nasičenju očitno popačenje, kar je skladno z rezultati simulacije.
Izmerite, ali je induktivnost nenormalno segreta, in poslušajte nenormalno žvižganje
V inženirski praksi je veliko situacij, morda ne poznamo natančnega tipa jedra, težko je poznati velikost nasičenega toka induktivnosti in včasih ni priročno preizkusiti toka induktivnosti;V tem času lahko tudi predhodno ugotovimo, ali je prišlo do nasičenja, tako da izmerimo, ali ima induktivnost nenormalen dvig temperature, ali poslušamo, ali je prišlo do nenormalnega krika.
Tukaj je predstavljenih nekaj nasvetov za določanje nasičenosti induktivnosti.Upam, da je bilo koristno.
Čas objave: jul-07-2023