Induktyvumas yra svarbi nuolatinės srovės/nuolatinės srovės maitinimo šaltinio dalis. Renkantis induktorių reikia atsižvelgti į daugelį veiksnių, tokių kaip induktyvumo vertė, DCR, dydis ir soties srovė. Induktorių soties charakteristikos dažnai yra neteisingai suprantamos ir sukelia problemų. Šiame straipsnyje bus aptarta, kaip induktyvumas pasiekia soties būseną, kaip soties būsena veikia grandinę ir kaip aptinkamas induktyvumo soties būsena.
Induktyvumo prisotinimo priežastys
Pirma, intuityviai supraskite, kas yra induktyvumo prisotinimas, kaip parodyta 1 paveiksle:
1 pav.
Žinome, kad kai srovė praeina per ritę 1 paveiksle, ritė sukurs magnetinį lauką;
Magnetinis šerdis bus įmagnetinta veikiant magnetiniam laukui, o vidiniai magnetiniai domenai lėtai suksis.
Kai magnetinė šerdis yra visiškai įmagnetinta, magnetinės srities kryptis yra tokia pati kaip magnetinio lauko, net jei padidėja išorinis magnetinis laukas, magnetinė šerdis neturi magnetinės srities, kuri galėtų suktis, o induktyvumas patenka į prisotintą būseną.
Kita vertus, 2 paveiksle parodytoje įmagnetėjimo kreivėje magnetinio srauto tankio B ir magnetinio lauko stiprumo H santykis atitinka 2 paveiksle dešinėje pateiktą formulę:
Kai magnetinio srauto tankis pasiekia Bm, magnetinio srauto tankis reikšmingai nebedidėja didėjant magnetinio lauko intensyvumui, o induktyvumas pasiekia soties lygį.
Iš induktyvumo ir pralaidumo µ santykio matome:
Kai induktyvumas prisotinamas, µm labai sumažėja, ir galiausiai induktyvumas labai sumažėja, o srovės slopinimo galimybė prarandama.
2 pav.
Induktyvumo prisotinimo nustatymo patarimai
Ar yra kokių nors patarimų, kaip praktiškai įvertinti induktyvumo prisotinimą?
Jį galima suskirstyti į dvi pagrindines kategorijas: teorinius skaičiavimus ir eksperimentinius bandymus.
☆Teorinį skaičiavimą galima pradėti nuo didžiausio magnetinio srauto tankio ir didžiausios induktyvumo srovės.
☆Eksperimentinis bandymas daugiausia dėmesio skiria induktyvumo srovės bangos formai ir kai kuriems kitiems preliminariam vertinimo metodams.
Šie metodai aprašyti toliau.
Apskaičiuokite magnetinio srauto tankį
Šis metodas tinka induktyvumo projektavimui naudojant magnetinę šerdį. Šerdies parametrai apima magnetinės grandinės ilgį le, efektyvų plotą Ae ir kt. Magnetinės šerdies tipas taip pat lemia atitinkamą magnetinės medžiagos rūšį, o magnetinė medžiaga atitinkamai atsižvelgia į magnetinės šerdies nuostolius ir soties magnetinio srauto tankį.
Su šiomis medžiagomis galime apskaičiuoti maksimalų magnetinio srauto tankį pagal faktinę projektavimo situaciją taip:
Praktiškai skaičiavimą galima supaprastinti, naudojant ui vietoj ur; Galiausiai, palyginus su magnetinės medžiagos soties srauto tankiu, galime spręsti, ar projektuotas induktyvumas yra soties rizikos objektas.
Apskaičiuokite maksimalią induktyvumo srovę
Šis metodas tinka tiesiogiai projektuoti grandinę naudojant gatavus induktorius.
Skirtingos grandinės topologijos turi skirtingas formules induktyvumo srovei apskaičiuoti.
Pavyzdžiui, „Buck“ lustą MP2145 galima apskaičiuoti pagal šią formulę, o apskaičiuotą rezultatą galima palyginti su induktyvumo specifikacijos verte, siekiant nustatyti, ar induktyvumas bus prisotintas.
Sprendžiant pagal indukcinės srovės bangos formą
Šis metodas taip pat yra labiausiai paplitęs ir praktiškiausias inžinerijos praktikoje.
Imant kaip pavyzdį MP2145, modeliavimui naudojamas MPSmart modeliavimo įrankis. Iš modeliavimo bangos formos matyti, kad kai induktorius nėra prisotintas, induktoriaus srovė yra trikampio formos banga su tam tikru nuolydžiu. Kai induktorius yra prisotintas, induktoriaus srovės bangos forma turi akivaizdų iškraipymą, kurį sukelia induktyvumo sumažėjimas po prisotinimo.
Inžinerijos praktikoje galime stebėti, ar induktyvumo srovės bangos forma yra iškraipyta, ir pagal tai spręsti, ar induktyvumas yra prisotintas.
Žemiau pateikta išmatuota MP2145 demonstracinės plokštės bangos forma. Matyti, kad po prisotinimo yra akivaizdus iškraipymas, kuris atitinka modeliavimo rezultatus.
Išmatuokite, ar induktyvumas nėra neįprastai įkaitęs, ir klausykite, ar nėra neįprasto švilpimo.
Inžinerijos praktikoje pasitaiko daug situacijų, kai galime nežinoti tikslaus šerdies tipo, sunku žinoti induktyvumo soties srovės dydį, o kartais nėra patogu patikrinti induktyvumo srovę; Šiuo metu taip pat galime preliminariai nustatyti, ar įvyko soties atsiradimas, išmatuodami, ar induktyvumas nenormaliai įkaista, arba klausydamiesi, ar girdimas nenormalus garsas.
Čia pateikta keletas patarimų, kaip nustatyti induktyvumo sodrumą. Tikiuosi, kad tai buvo naudinga.
Įrašo laikas: 2023 m. liepos 7 d.
