ахбор

Хулоса

Индукторҳо ҷузъҳои хеле муҳим дар ивазкунандаи табдилдиҳандаҳо, ба монанди нигоҳдории энергия ва филтрҳои барқ ​​​​мебошанд. Намудҳои зиёди индукторҳо мавҷуданд, масалан, барои барномаҳои гуногун (аз басомади паст то басомади баланд) ё маводи асосии аслӣ, ки ба хусусиятҳои индуктор таъсир мерасонанд ва ғайра. Индукторҳое, ки дар табдилдиҳандаҳои коммутатсионӣ истифода мешаванд, ҷузъҳои магнитии басомади баланд мебошанд. Бо вуҷуди ин, аз сабаби омилҳои гуногун, ба монанди мавод, шароити корӣ (ба монанди шиддат ва ҷараён) ва ҳарорати муҳити зист, хусусиятҳо ва назарияҳои пешниҳодшуда комилан фарқ мекунанд. Аз ин рӯ, дар тарҳрезии схема, ба ғайр аз параметри асосии қимати индуктивӣ, муносибати байни муқовимати индуктор ва муқовимат ва басомади AC, талафоти аслӣ ва хусусиятҳои ҷараёни сершавӣ ва ғайра бояд ба назар гирифта шавад. Ин мақола якчанд маводи муҳими асосии индуктор ва хусусиятҳои онҳоро муаррифӣ мекунад ва инчунин ба муҳандисони энергетикӣ барои интихоби индукторҳои стандартии дар тиҷорат дастрасшуда роҳнамоӣ мекунад.

Сарсухан

Индуктор як ҷузъи индуксияи электромагнитӣ мебошад, ки бо роҳи печонидани миқдори муайяни рагҳои (ғалтакҳо) ба бобин ё ядро ​​бо сими изолятсияшуда ба вуҷуд меояд. Ин ғалтаки индуктивӣ ё индуктор номида мешавад. Мувофиқи принсипи индуксияи электромагнитӣ, вақте ки чарх ва майдони магнитӣ нисбат ба ҳамдигар ҳаракат мекунанд ё ғалтаки магнитӣ тавассути ҷараёни тағйирёбанда майдони магнитии алтернативӣ тавлид мекунад, шиддати индуксионӣ барои муқовимат ба тағирёбии майдони магнитии аслӣ тавлид мешавад, ва ин хусусияти боздоштани тағирёбии ҷорӣ индуктивӣ номида мешавад.

Формулаи қимати индуктивӣ чунин аст формулаи (1), ки ба гузариши магнитӣ мутаносиб аст, квадрати гардиши гардиш N ва майдони буриши занҷири магнитии эквивалентӣ Ae ва ба дарозии эквиваленти занҷири магнитӣ le мутаносиб аст. . Намудҳои зиёди индуктивӣ мавҷуданд, ки ҳар кадоми онҳо барои барномаҳои гуногун мувофиқанд; индуктивӣ ба шакл, андоза, усули печондан, шумораи гардишҳо ва навъи маводи магнитии мобайнӣ алоқаманд аст.

(1)

Вобаста ба шакли ядрои оҳан индуктивӣ тороидалӣ, ядрои E ва барабанро дар бар мегирад; дар робита ба маводи ядроии оҳан, асосан ядрои сафолӣ ва ду намуди магнитии нарм мавҷуданд. Онҳо хокаи феррит ва металлӣ мебошанд. Вобаста аз сохтор ё усули бастабандӣ, сим печонидашуда, бисёрқабата ва қолабӣ вуҷуд дорад ва захми симҳо муҳофизатнашуда ва нисфи ширеши магнитӣ Сипардор (нимсипардор) ва муҳофизатшуда (сипардор) ва ғ.

Индуктор ҳамчун ноқилҳои кӯтоҳ дар ҷараёни мустақим амал мекунад ва ба ҷараёни тағйирёбанда муқовимати баланд медиҳад. Истифодаи асосӣ дар схемаҳо нафаскашӣ, филтр, танзим ва нигоҳдории энергияро дар бар мегирад. Дар татбиқи табдилдиҳандаи коммутатсионӣ, индуктор муҳимтарин ҷузъи нигоҳдории энергия мебошад ва бо конденсатори баромад як филтри паст-гузарро ташкил медиҳад, то шиддати шиддати баромадро коҳиш диҳад, аз ин рӯ он дар вазифаи филтр низ нақши муҳим мебозад.

Ин мақола маводҳои гуногуни асосии индукторҳо ва хусусиятҳои онҳо, инчунин баъзе хусусиятҳои электрикии индукторҳоро ҳамчун як истинод ба арзёбии муҳим барои интихоби индукторҳо ҳангоми тарҳрезии схема муаррифӣ мекунад. Дар мисоли татбиқ, чӣ гуна ҳисоб кардани арзиши индуктивӣ ва чӣ гуна интихоб кардани индуктори стандартии дар тиҷорат дастрас тавассути мисолҳои амалӣ муаррифӣ карда мешавад.

Навъи маводи асосӣ

Индукторҳое, ки дар табдилдиҳандаҳои коммутатсионӣ истифода мешаванд, ҷузъҳои магнитии басомади баланд мебошанд. Маводи аслӣ дар марказ бештар ба хусусиятҳои индуктор, ба монанди импеданс ва басомад, арзиши индуктивӣ ва басомад ё хусусиятҳои сершавии аслӣ таъсир мерасонад. Дар зер муқоисаи якчанд маводҳои асосии оҳании маъмул ва хусусиятҳои сершавии онҳо ҳамчун як истинод барои интихоби индукторҳои барқ ​​​​муқаррар карда мешавад:

1. Корти сафолї

Ядрои сафолӣ яке аз маводҳои маъмули индуктивӣ мебошад. Он асосан барои таъмини сохтори дастгирие, ки ҳангоми печонидани кат истифода мешавад, истифода мешавад. Онро инчунин "индуктори асосии ҳаво" меноманд. Азбаски ядрои оҳании истифодашаванда маводи ғайримагнитӣ бо коэффисиенти ҳарорати хеле паст аст, арзиши индуктивӣ дар доираи ҳарорати корӣ хеле устувор аст. Аммо, аз сабаби маводи ғайримагнитӣ ҳамчун миёна, индуктивӣ хеле паст аст, ки барои татбиқи табдилдиҳандаҳои барқ ​​чандон мувофиқ нест.

2. Феррит

Ядрои феррите, ки дар индукторҳои умумии басомади баланд истифода мешавад, як пайвастагии ферритӣ мебошад, ки дорои руҳи никел (NiZn) ё руҳи манганӣ (MnZn) мебошад, ки маводи ферромагнитии магнитии мулоим бо коэрсивияти паст мебошад. Дар расми 1 каҷи гистерезис (халқаи BH) як ядрои умумии магнитӣ нишон дода шудааст. Қувваи коэрсивии HC-и маводи магнитиро қувваи коэрсивӣ низ меноманд, ки ин маънои онро дорад, ки вақте ки маводи магнитӣ то дараҷаи сершавии магнитӣ магнитизатсия карда мешавад, магнитизатсия (магнитизатсия) он ба сифр кам мешавад. Маҷбуркунии паст маънои муқовимати пасти демагнетизатсияро дорад ва инчунин маънои кам шудани талафоти гистерезиро дорад.

Ферритҳои марганецӣ-синк ва никелӣ-синк гузариши нисбии нисбатан баланд (мкр) доранд, мутаносибан тақрибан 1500-15000 ва 100-1000 мебошанд. Гузаришнокии баланди магнитии онҳо ядрои оҳанро дар ҳаҷми муайян баландтар мекунад. Индуктивӣ. Аммо, камбудӣ дар он аст, ки ҷараёни тоқатшавандаи он паст аст ва вақте ки ядрои оҳан сер мешавад, гузариши магнитӣ якбора паст мешавад. Барои тамоюли коҳиши гузариши магнитии ядроҳои оҳании феррит ва хокаи оҳан ҳангоми сер шудани ядрои оҳан ба расми 4 муроҷиат кунед. Муқоиса. Ҳангоми истифода дар индукторҳои барқ, дар схемаи асосии магнитӣ як холигии ҳаво боқӣ мемонад, ки метавонад гузариши онро коҳиш диҳад, сершавиро пешгирӣ кунад ва энергияи бештарро захира кунад; вақте ки холигии ҳаво дохил карда мешавад, гузариши нисбии эквивалентӣ метавонад тақрибан 20- Байни 200 бошад. Азбаски муқовимати баланди мавод худ метавонад талафоти ҷараёнро коҳиш диҳад, талафот дар басомадҳои баланд камтар аст ва он барои трансформаторҳои басомади баланд, индукторҳои филтри EMI ва индукторҳои захиракунандаи энергияи конвертерҳои барқ. Аз нуқтаи назари басомади корӣ, феррити никел-синк барои истифода мувофиқ аст (>1 МГс), дар ҳоле ки феррити манган-синк барои басомадҳои пасттар (<2 МГс) мувофиқ аст.

1

Расми 1. Каҷи гистерезиси ядрои магнитӣ (BR: реманентӣ; BSAT: зичии ҷараёни магнитии сершавӣ)

3. Мағзи оҳани хокаи

Мағозаҳои оҳани хокаи инчунин маводи ферромагнитии нарм-магнитӣ мебошанд. Онҳо аз хӯлаҳои хокаи оҳани маводи гуногун ё танҳо хокаи оҳан сохта шудаанд. Формула дорои маводи ғайримагнитӣ бо андозаҳои зарраҳои гуногун мебошад, бинобар ин, каҷи сершавӣ нисбатан мулоим аст. Маѓзи оњани хока асосан тороидист. Дар расми 2 ядрои охани хока ва намуди буриши он нишон дода шудааст.

Ба ядроҳои маъмулии оҳании хокаи оҳан хӯлаи никел-молибден (MPP), сендуст (Сендуст), хӯлаи оҳану никел (флюси баланд) ва ядрои хокаи оҳан (хокаи оҳан) дохил мешаванд. Азбаски ҷузъҳои гуногун, хусусиятҳо ва нархҳои он низ гуногунанд, ки ин ба интихоби индукторҳо таъсир мерасонад. Инҳо навъҳои асосии дар боло зикршударо муаррифӣ мекунанд ва хусусиятҳои онҳоро муқоиса мекунанд:

A. Хӯлаи оҳан-никел-молибден (MPP)

Хӯлаи Fe-Ni-Mo ҳамчун MPP ихтисор карда шудааст, ки ихтисораи хокаи молипермаллой мебошад. Гузариши нисбӣ тақрибан 14-500 ва зичии ҷараёнҳои магнитии сершавӣ тақрибан 7500 Гаусс (Гаусс) мебошад, ки аз зичии ҷараёнҳои магнитии феррит (тақрибан 4000-5000 Гаусс) баландтар аст. Бисёр берун. MPP камтарин талафоти оҳан дорад ва дар байни ядроҳои оҳани хокаи беҳтарин устувории ҳарорат дорад. Вақте ки ҷараёни доимии беруна ба ҷараёни сершавии ISAT мерасад, арзиши индуктивӣ бе камшавии якбора кам мешавад. MPP дорои иҷрои беҳтар аст, аммо арзиши баландтар ва одатан ҳамчун индуктори барқ ​​​​ва филтри EMI барои табдилдиҳандаҳои барқ ​​​​ истифода мешавад.

Б. Сендуст

Оҳан-кремний-алюминийи хӯлаи оҳан як ядрои оҳани хӯлаи иборат аз оҳан, кремний ва алюминий аст, ки бо гузариши магнитии нисбии тақрибан 26 то 125. Талафоти оҳан байни ядрои хокаи оҳан ва MPP ва хӯлаи оҳан-никел аст. . Зичии ҷараёнҳои магнитии сершавӣ аз MPP зиёдтар аст, тақрибан 10500 Гаусс. Хусусиятҳои устувории ҳарорат ва сершавӣ аз хӯлаи MPP ва оҳан-никел каме пасттаранд, аммо аз хокаи оҳан ва ядрои феррит беҳтар аст ва арзиши нисбӣ нисбат ба MPP ва хӯлаи оҳану никел арзонтар аст. Он асосан дар филтри EMI, ислоҳи омилҳои барқ ​​​​(PFC) схемаҳо ва индукторҳои барқии табдилдиҳандаи барқ ​​​​истифода мешавад.

C. Хӯлаи оҳану никел (флюси баланд)

Асоси хӯлаи оҳану никел аз оҳан ва никел сохта шудааст. Гузариши магнитии нисбӣ тақрибан 14-200 аст. Талафоти оҳан ва устувории ҳарорат дар байни MPP ва хӯлаи оҳан-силикон-алюминий мебошанд. Ядрои хӯлаи оҳану никел дорои зичии баландтарини ҷараёнҳои магнитӣ мебошад, тақрибан 15,000 Гаусс ва метавонад ба ҷараёнҳои баландтари ғаразноки DC тоб оварад ва хусусиятҳои ғаразнокии DC низ беҳтар аст. Доираи татбиқ: Ислоҳи омили фаъоли барқ, индуктивии нигоҳдории энергия, индуктивии филтр, трансформатори басомади баланди конвертери парвоз ва ғайра.

D. Хокаи оҳан

Мағозаи хокаи оҳан аз зарраҳои хокаи оҳани тозаи баланд бо зарраҳои хеле хурд, ки аз ҳамдигар изолятсия шудаанд, сохта шудааст. Раванди истеҳсолӣ онро як фосилаи тақсимшудаи ҳаво медиҳад. Илова ба шакли ҳалқа, шаклҳои асосии хокаи оҳании умумӣ инчунин намудҳои E- ва штампкунӣ доранд. Гузариши нисбии магнитии ядрои хокаи оҳан тақрибан аз 10 то 75 аст ва зичии баланди ҷараёнҳои магнитӣ тақрибан 15000 Гаусс аст. Дар байни ядроҳои оҳани хока, ядрои хокаи оҳан талафоти оҳани баландтарин дорад, аммо арзиши пасттарин дорад.

Дар расми 3 каҷҳои BH аз феррити марганец-синки PC47, ки аз ҷониби TDK истеҳсол шудааст ва ядроҳои оҳании хокаи -52 ва -2, ки аз ҷониби MICROMETALS истеҳсол шудаанд, нишон дода шудаанд; гузариши нисбии магнитии феррити марганец-рух нисбат ба ядрои охани хока хеле баландтар аст ва сер аст Зичии чараёни магнит низ хеле гуногун аст, феррит такрибан 5000 Гаус ва ядрои хокаи охан зиёда аз 10000 Гаус мебошад.

3

Расми 3. Каҷи BH феррити марганец-синк ва хокаи оҳани маводи гуногун

Хулоса, характеристикаҳои сершавии ядрои оҳан гуногунанд; вақте ки ҷараёни сершавӣ зиёд мешавад, гузариши магнитии ядрои феррит якбора паст мешавад, дар ҳоле ки ядрои хокаи оҳан метавонад оҳиста кам шавад. Дар расми 4 хусусияти тарки гузариши магнитии ядрои оҳани хокаи дорои ҳамон гузариши магнитӣ ва феррит бо холигии ҳаво дар зери қувваҳои гуногуни майдони магнитӣ оварда шудааст. Ин инчунин индуктивии ядрои ферритро шарњ медињад, зеро њангоми сер шудани ядро ​​гузариши ядро ​​якбора паст мешавад, чуноне ки аз муодилаи (1) дида мешавад, он инчунин боиси якбора паст шудани индуктивї мегардад; дар ҳоле ки ядрои хока бо холигии ҳавои тақсимшуда, гузариши магнитӣ Суръат оҳиста коҳиш меёбад, вақте ки ядрои оҳан тофта аст, аз ин рӯ индуктсия нармтар кам мешавад, яъне он дорои хусусиятҳои ғаразноки DC беҳтар аст. Дар истифодаи конвертерҳои барқ ​​ин хусусият хеле муҳим аст; агар хусусияти сершавии сусти индуктор хуб набошад, ҷараёни индукторӣ то ҷараёни сершавӣ боло меравад ва якбора паст шудани индуктсия боиси якбора боло рафтани фишори ҷории кристалли коммутатсионӣ мегардад, ки осеб расонидан осон аст.

4

Тасвири 4. Хусусиятҳои тарки гузариши магнитии ядрои оҳани хокаи оҳан ва ядрои оҳани феррит бо холигии ҳаво дар зери қувваи гуногуни майдони магнитӣ.

Хусусиятҳои электрикии индуктор ва сохтори бастаҳо

Ҳангоми тарҳрезии табдилдиҳандаи коммутатсионӣ ва интихоби индуктор, арзиши индуктивӣ L, импеданс Z, муқовимати AC ACR ва Q (омили сифат), ҷорӣ номиналии IDC ва ISAT, талафоти аслӣ (талафоти аслӣ) ва дигар хусусиятҳои муҳими электрикӣ ҳама бояд бошанд. ба назар гирифта шаванд. Илова бар ин, сохтори бастабандии индуктор ба бузургии ихроҷи магнитӣ таъсир мерасонад, ки дар навбати худ ба EMI таъсир мерасонад. Дар зер хусусиятҳои дар боло зикршуда ҳамчун мулоҳизаҳо барои интихоби индукторҳо алоҳида баррасӣ карда мешаванд.

1. Қимати индуктивӣ (L)

Қимати индуктивии индуктор муҳимтарин параметри асосӣ дар тарҳрезии схема мебошад, аммо бояд тафтиш карда шавад, ки оё арзиши индуктивӣ дар басомади корӣ устувор аст ё не. Қимати номиналии индуктивӣ одатан дар 100 кГц ё 1 МГс бидуни ғарази берунии DC чен карда мешавад. Ва барои таъмини имконияти истеҳсоли оммавии автоматикунонидашуда, таҳаммулпазирии индуктор одатан ± 20% (M) ва ± 30% (N) мебошад. Тасвири 5 графики характеристикии индуктивӣ-басомади индуктори Taiyo Yuden NR4018T220M мебошад, ки бо метри LCR Уэйн Керр чен карда шудааст. Тавре ки дар расм нишон дода шудааст, хати каҷи арзиши индуктивӣ пеш аз 5 МГс нисбатан ҳамвор аст ва арзиши индуктивиро тақрибан ҳамчун доимӣ метавон ҳисоб кард. Дар банди басомади баланд аз сабаби резонанс, ки аз иқтидори паразитӣ ва индуктивӣ тавлид мешавад, арзиши индуктивӣ зиёд мешавад. Ин басомади резонанси басомади худ-резонансӣ (SRF) номида мешавад, ки одатан бояд аз басомади корӣ хеле баландтар бошад.

5

Тасвири 5, Taiyo Yuden NR4018T220M диаграммаи ченкунии хусусияти индуктивӣ-басомад

2. Муқовимат (Z)

Тавре ки дар расми 6 нишон дода шудааст, диаграммаи импедансро аз иҷрои индуктивӣ дар басомадҳои гуногун низ дидан мумкин аст. Импеданси индуктор тақрибан ба басомад мутаносиб аст (Z = 2πfL), бинобар ин, басомади баландтар, реактивӣ аз муқовимати AC хеле калонтар хоҳад буд, бинобар ин импеданс мисли индуктивии холис амал мекунад (фаза 90˚). Дар басомадҳои баланд, бинобар таъсири иқтидори паразитӣ, нуқтаи басомади резонанси импедансро дидан мумкин аст. Пас аз ин нуқта муқовимат паст шуда, иқтидор мешавад ва фаза тадриҷан ба -90 ˚ тағйир меёбад.

6

3. Қимати Q ва муқовимати AC (ACR)

Қимати Q дар таърифи индуктивӣ таносуби реаксия ба муқовимат аст, яъне таносуби қисми хаёлӣ ба қисми воқеии муқовимат, чунон ки дар формулаи (2) омадааст.

(2)

Дар куҷо XL реактивии индуктор ва RL муқовимати AC индуктор мебошад.

Дар диапазони басомади паст муқовимати AC аз реаксияе, ки аз индуктсия ба вуҷуд омадааст, калонтар аст, бинобар ин арзиши Q он хеле паст аст; бо афзоиши басомад, реаксия (тақрибан 2πfL) калонтар ва калонтар мешавад, ҳатто агар муқовимат аз таъсири пӯст (таъсири пӯст) ва наздикӣ (наздикӣ) бошад) Таъсир калонтар ва калонтар мешавад ва арзиши Q бо басомад меафзояд ; хангоми наздик шудан ба СРФ реаксияи индуктиви тадричан бо реаксияи иктишофи кобил мешавад ва арзиши Q тадричан хурдтар мешавад; вақте ки SRF ба сифр табдил меёбад, зеро реактивии индуктивӣ ва реактивии иқтидор комилан якхела аст Нопадид мешавад. Дар расми 7 муносибати байни арзиши Q ва басомади NR4018T220M нишон дода шудааст ва муносибат дар шакли занги баръакс аст.

7

Расми 7. Муносибати байни арзиши Q ва басомади индуктори Taiyo Yuden NR4018T220M

Дар банди басомади татбиқи индуктсия, арзиши Q баландтар бошад, ҳамон қадар беҳтар аст; ин маънои онро дорад, ки реаксияи он аз муқовимати AC хеле зиёдтар аст. Умуман, арзиши беҳтарини Q болотар аз 40 аст, ки ин маънои онро дорад, ки сифати индуктор хуб аст. Аммо, одатан, вақте ки ғарази DC зиёд мешавад, арзиши индуктивӣ коҳиш меёбад ва арзиши Q низ коҳиш меёбад. Агар сими сирдори ҳамвор ё сими сирдори бисёрқатор истифода шавад, таъсири пӯст, яъне муқовимати AC-ро кам карда, арзиши Q-и индукторро низ зиёд кардан мумкин аст.

Муқовимати DC DCR одатан ҳамчун муқовимати доимии сими мис ҳисобида мешавад ва муқовиматро аз рӯи диаметр ва дарозии сим ҳисоб кардан мумкин аст. Бо вуҷуди ин, аксари индукторҳои пасти SMD барои сохтани варақи миси SMD дар терминали печанда кафшери ултрасадоро истифода мебаранд. Аммо, азбаски сими мис дарозӣ надорад ва арзиши муқовимат баланд нест, муқовимати кафшер аксар вақт як қисми зиёди муқовимати умумии доимиро ташкил медиҳад. Гирифтани индуктори сими SMD-и TDK CLF6045NIT-1R5N, муқовимати доимии ченшуда 14,6 мОм ва муқовимати DC аз рӯи диаметр ва дарозии сим ҳисобшуда 12,1 мОм аст. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки ин муқовимати кафшер тақрибан 17% муқовимати умумии DCро ташкил медиҳад.

Муқовимати AC ACR дорои таъсири пӯст ва таъсири наздик мебошад, ки боиси афзоиши басомади ACR мегардад; дар татбиќи индуктивии умумї, азбаски ќисми AC аз љузъи доимии доимї хеле паст аст, таъсири АКР аён нест; аммо дар сарбории сабук, Азбаски ҷузъи DC кам карда мешавад, талафоти аз ҷониби ACR овардашударо нодида гирифтан мумкин нест. Таъсири пӯст маънои онро дорад, ки дар шароити AC тақсимоти ҷараён дар дохили ноқил нобаробар аст ва дар рӯи сим мутамарказ мешавад, ки дар натиҷа майдони буриши сими эквивалентӣ кам мешавад, ки дар навбати худ муқовимати эквивалентии симро бо басомад. Илова бар ин, дар печи сим, ноқилҳои ҳамсоя аз ҳисоби ҷараён илова ва тарҳ кардани майдонҳои магнитиро ба вуҷуд меоранд, то ки ҷараён дар сатҳи ҳамшафати сим (ё сатҳи дуртарин, вобаста ба самти ҷараёни ҷараён) мутамарказ шавад. ), ки ин ҳам боиси боздоштани сими баробар мегардад. Ҳодисае, ки масоҳат кам мешавад ва муқовимати эквивалентӣ зиёд мешавад, эффекти наздикӣ номида мешавад; дар истифодаи индуктивии печи бисёрқабатӣ, таъсири наздикӣ боз ҳам равшантар аст.

8

Дар расми 8 муносибати байни муқовимати AC ва басомади индуктори сими SMD NR4018T220M нишон дода шудааст. Дар басомади 1kHz, муқовимат тақрибан 360mΩ аст; дар 100 кГц муқовимат ба 775 мОм мерасад; дар 10MHz, арзиши муқовимат ба 160Ω наздик аст. Ҳангоми ҳисоб кардани талафоти мис, ҳисоб бояд ACR-ро, ки аз таъсири пӯст ва наздикӣ ба вуҷуд омадааст, ба назар гирифта, онро ба формулаи (3) тағир диҳад.

4. Ҷараёни сершавӣ (ISAT)

Ҷараёни сершавии ISAT одатан ҷараёни ғаразнокест, ки ҳангоми паст шудани арзиши индуктивӣ ба монанди 10%, 30% ё 40% қайд карда мешавад. Барои феррити холигии ҳаво, азбаски хусусияти ҷараёни сершавии он хеле зуд аст, байни 10% ва 40% фарқияти зиёд вуҷуд надорад. Ба расми 4 мурољиат кунед. Аммо, агар он ядрои хокаи оњанин бошад (масалан, индуктори штампшуда), каљи ќайгиршавї нисбатан мулоим аст, чуноне ки дар расми 9 нишон дода шудааст, љараёни ѓаразнок дар 10% ё 40% пастшавии индуктсия хеле зиёд аст. гуногун, аз ин рӯ арзиши ҷории сершавӣ барои ду намуди ядроҳои оҳанӣ ба таври зерин баррасӣ карда мешавад.

Барои феррити фосилаи ҳаво, истифодаи ISAT ҳамчун маҳдудияти болоии ҷараёни максималии индуктор барои барномаҳои схема мувофиқ аст. Аммо, агар он як ядрои хокаи оҳан бошад, аз сабаби хусусияти сустшавии сустшавӣ, ҳеҷ мушкиле ба миён намеояд, ҳатто агар ҷараёни максималии схемаи барнома аз ISAT зиёд бошад. Аз ин рӯ, ин хусусияти асосии оҳан барои иваз кардани замимаҳои конвертер мувофиқтар аст. Дар зери бори вазнин, гарчанде ки арзиши индуктивии индуктор паст аст, тавре ки дар расми 9 нишон дода шудааст, омили мавҷи ҷорӣ баланд аст, аммо таҳаммулпазирии ҷараёни конденсатори ҷорӣ баланд аст, бинобар ин мушкилот нахоҳад дошт. Дар зери бори сабук, арзиши индуктсияи индуктор калонтар аст, ки барои кам шудани ҷараёни мавҷи индуктор кӯмак мекунад ва ба ин васила талафоти оҳанро кам мекунад. Тасвири 9 каҷи ҷараёни сершавии феррити захми TDK SLF7055T1R5N ва индуктори ядрои хокаи оҳани штампшудаи SPM6530T1R5M-ро бо ҳамон арзиши номиналии индуктсия муқоиса мекунад.

9

Расми 9. Каҷи ҷараёни сершавии феррити захмӣ ва ядрои хокаи оҳани штампшуда дар зери ҳамон арзиши номиналии индуктивӣ

5. Ҷараёни номиналӣ (IDC)

Қимати IDC ғарази DC аст, вақте ки ҳарорати индуктор ба Tr˚C боло меравад. Хусусиятҳо инчунин арзиши муқовимати DC-и онро дар 20˚C нишон медиҳанд. Мувофиқи коэффисиенти ҳарорати сими мис тақрибан 3,930 ppm аст, вақте ки ҳарорати Tr баланд мешавад, арзиши муқовимати он RDC_Tr = RDC (1+0,00393Tr) ва масрафи қувваи он PCU = I2DCxRDC мебошад. Ин талафоти мис дар рӯи индуктор паҳн мешавад ва муқовимати гармии ΘTH-и индукторро ҳисоб кардан мумкин аст:

(2)

Ҷадвали 2 ба варақаи маълумотии силсилаи TDK VLS6045EX (6,0×6,0×4,5мм) ишора мекунад ва муқовимати гармиро ҳангоми болоравии ҳарорат аз 40˚C ҳисоб мекунад. Равшан аст, ки барои индукторҳои якхела ва андоза муқовимати гармии ҳисобшуда аз ҳисоби як майдони паҳншавии гармии рӯи замин тақрибан якхела аст; ба ибораи дигар, IDC-и номиналии индукторҳои гуногунро метавон ҳисоб кард. Силсилаҳои (бастаҳои) гуногуни индукторҳо муқовимати гармии гуногун доранд. Ҷадвали 3 муқовимати гармии индукторҳои силсилаи TDK VLS6045EX (нимсипардор) ва силсилаи SPM6530 (қалбдор) муқоиса мекунад. Чӣ қадаре ки муқовимати гармидиҳӣ калон бошад, ҳамон қадар баландшавии ҳарорат ҳангоми аз ҷараёни сарборӣ гузаштани индуктсия ҳосил мешавад; дар акси ҳол, пасттар.

(2)

Ҷадвали 2. Муқовимати гармии индукторҳои VLS6045EX дар баландшавии ҳарорат аз 40˚C

Аз љадвали 3 дида мешавад, ки њаљми индукторњо ба њам монанд бошад њам, муќовимати њароратии индукторњои штампшуда паст аст, яъне гармшавии гармї бењтар аст.

(3)

Ҷадвали 3. Муқоисаи муқовимати гармии индукторҳои бастаҳои гуногун.

6. Талафоти аслӣ

Талафоти аслӣ, ки ҳамчун талафоти оҳан номида мешавад, асосан аз талафоти ҷараёнҳои гирдобӣ ва талафоти гистерезис ба амал меояд. Андозаи талафоти ҷараёнҳои гирдобӣ асосан аз он вобаста аст, ки оё масолеҳи аслӣ барои "гузаронидани" осон аст; агар гузаронанда баланд бошад, яъне муковимат паст бошад, талафоти чараёни гирдоб зиёд ва агар муковимати феррит зиёд бошад, талафоти чараёни гирдоби нисбатан кам аст. Талафоти ҷорӣ низ ба басомад алоқаманд аст. Чӣ қадаре ки басомад баланд бошад, ҳамон қадар талафоти ҷараёни гирдобӣ зиёдтар мешавад. Аз ин рӯ, маводи аслӣ басомади дурусти кори ядроро муайян мекунад. Умуман, басомади кории ядрои хокаи оҳан метавонад ба 1 МГс ва басомади кории феррит ба 10 МГс расад. Агар басомади корӣ аз ин басомад зиёд бошад, талафоти ҷараёнҳои гирдобӣ босуръат меафзояд ва ҳарорати аслии оҳан низ баланд мешавад. Бо вуҷуди ин, бо рушди босуръати маводи ядроии оҳан, ядроҳои оҳанӣ бо басомадҳои баландтари корӣ бояд дар атрофи кунҷ бошанд.

Дигар талафоти оҳанӣ талафоти гистерезист, ки ба майдони бо хатти гистерезис иҳоташуда мутаносиб аст, ки бо амплитудаи гардиши ҷузъи AC-и ҷараён алоқаманд аст; ҳарчи бештар гардиши AC, талафоти гистерезис ҳамон қадар зиёд мешавад.

Дар занҷири эквивалентии индуктор аксар вақт барои ифода кардани талафоти оҳан муқовимати бо индуктор параллел пайвастшуда истифода мешавад. Вақте ки басомад ба SRF баробар аст, реактивии индуктивӣ ва реактивии зарфиятӣ бекор мешавад ва реактивии эквивалентӣ сифр аст. Дар айни замон, импеданси индуктор ба муқовимати талафоти оҳан дар силсила бо муқовимати печ баробар аст ва муқовимати талафоти оҳан аз муқовимати печон хеле калонтар аст, бинобар ин импеданс дар SRF тақрибан ба муқовимати талафоти оҳан баробар аст. Барои мисол як индуктори пастшиддат, муқовимати талафоти оҳани он тақрибан 20 кОм аст. Агар шиддати арзиши самаранок дар ҳар ду канори индуктор 5V ҳисоб карда шавад, талафоти оҳани он тақрибан 1,25 мВт аст, ки ин ҳам нишон медиҳад, ки муқовимати талафоти оҳан ҳар қадар зиёдтар бошад, ҳамон қадар беҳтар аст.

7. Сохтори сипар

Сохтори бастабандии индукторҳои ферритӣ аз муҳофизатнашуда, нимҳифзонидашуда бо ширеше магнитӣ ва муҳофизатшуда иборат аст ва дар ҳардуи онҳо фосилаи назарраси ҳаво вуҷуд дорад. Аён аст, ки холигии ҳаво ихроҷи магнитӣ хоҳад дошт ва дар бадтарин ҳолат, он ба занҷирҳои хурди сигнали атроф халал мерасонад ё агар дар наздикӣ маводи магнитӣ мавҷуд бошад, индуктивии он низ тағир меёбад. Сохтори дигари бастабандӣ индуктори хокаи оҳании мӯҳршуда мебошад. Азбаски дар дохили индуктор холӣ вуҷуд надорад ва сохтори печдор сахт аст, мушкилоти паҳншавии майдони магнитӣ нисбатан хурд аст. Расми 10 истифодаи функсияи FFT-и осциллографи RTO 1004 барои чен кардани бузургии майдони магнитии ихроҷ дар 3 мм болотар ва дар паҳлӯи индуктори штампшуда мебошад. Дар ҷадвали 4 муқоисаи майдони магнитии ихроҷи индукторҳои сохтори бастаҳои гуногун оварда шудааст. Мумкин аст, ки индукторҳои муҳофизатнашуда ҷиддитарин ихроҷи магнитӣ доранд; индукторҳои штампшуда хурдтарин ихроҷи магнитӣ доранд, ки беҳтарин эффекти муҳофизаткунандаи магнитиро нишон медиҳанд. . Фарқи бузургии майдони магнитии ихроҷи индукторҳои ин ду сохтор тақрибан 14 дБ аст, ки тақрибан 5 маротиба аст.

10

Расми 10. Андозаи майдони магнитии ихроҷ дар 3 мм болотар ва дар паҳлӯи индуктори штампшуда чен карда шудааст.

(4)

Љадвали 4. Муќоисаи майдони магнитии ихрољи индукторњои сохтори бастаи гуногун

8. пайвастшавӣ

Дар баъзе замимаҳо, баъзан маҷмӯи сершумори табдилдиҳандаҳои DC дар PCB мавҷуданд, ки одатан дар паҳлӯи ҳамдигар ҷойгиранд ва индукторҳои мувофиқи онҳо низ дар паҳлӯи ҳамдигар ҷойгиранд. Агар шумо як намуди муҳофизатнашаванда ё нимҳифздорро бо ширеше магнитӣ истифода баред, Индукторҳо метавонанд бо ҳамдигар пайваст карда шаванд, то дахолати EMI эҷод кунанд. Аз ин рӯ, ҳангоми ҷойгир кардани индуктор тавсия дода мешавад, ки аввал қутбияти индукторро қайд кунед ва нуқтаи оғоз ва печонидани қабати ботинии индукторро ба шиддати ивазкунандаи конвертер пайваст кунед, масалан, VSW-и конвертери бак, ки нуктаи харакаткунанда мебошад. Терминали баромад ба конденсатори баромад, ки нуқтаи статикӣ мебошад, пайваст карда шудааст; аз ин рӯ, печи сими мисӣ дараҷаи муайяни муҳофизати майдони электрикиро ташкил медиҳад. Дар ташкили ноқилҳои мултиплексор, муқаррар кардани қутбияти индуктивӣ барои ислоҳ кардани бузургии индуктивии мутақобила ва пешгирӣ кардани баъзе мушкилоти ғайричашмдошти EMI кӯмак мекунад.

Барномаҳо:

Дар боби қаблӣ маводи асосӣ, сохтори баста ва хусусиятҳои муҳими электрикии индуктор баррасӣ карда шуд. Дар ин боб шарҳ дода мешавад, ки чӣ тавр интихоб кардани арзиши мувофиқи индуктивии конвертер бак ва мулоҳизаҳо барои интихоби индуктори дар тиҷорат дастрас.

Тавре ки дар муодилаи (5) нишон дода шудааст, арзиши индуктор ва басомади ивазкунандаи конвертер ба ҷараёни мавҷи индуктор (ΔiL) таъсир мерасонанд. Ҷараёни мавҷи индуктор аз конденсатори баромад мегузарад ва ба ҷараёни мавҷи конденсатори баромад таъсир мерасонад. Аз ин рӯ, он ба интихоби конденсатори баромад таъсир мерасонад ва минбаъд ба андозаи мавҷи шиддати баромад таъсир мерасонад. Ғайр аз он, арзиши индуктивӣ ва арзиши иқтидори баромад инчунин ба тарҳрезии бозгашти система ва аксуламали динамикии сарборӣ таъсир мерасонанд. Интихоби арзиши калонтари индуктивӣ ба конденсатор фишори ҷорӣ камтар дорад ва инчунин барои коҳиш додани шиддати шиддати баромад муфид аст ва метавонад энергияи бештарро захира кунад. Аммо, арзиши калонтари индуктивӣ ҳаҷми калонтар, яъне арзиши баландро нишон медиҳад. Аз ин рӯ, ҳангоми тарҳрезии конвертер тарҳи арзиши индуктивӣ хеле муҳим аст.

(5)

Аз формулаи (5) дидан мумкин аст, ки дар сурати зиёд будани фосилаи байни шиддати даромад ва шиддати баромад, чараёни мавчи индуктор зиёд мешавад, ки ин бадтарин холати конструксияи индуктор мебошад. Дар якҷоягӣ бо дигар таҳлили индуктивӣ, нуқтаи тарҳрезии индуктивии табдилдиҳандаи поин бояд одатан дар шароити шиддати максималии вуруд ва сарбории пурра интихоб карда шавад.

Ҳангоми тарҳрезии қимати индуктивӣ байни ҷараёнҳои мавҷи индуктор ва андозаи индуктор муомила кардан лозим аст ва дар ин ҷо омили ҷараёнҳои мавҷгир (омили ҷараён; γ) ҳамчун формулаи (6) муайян карда мешавад.

(6)

Формулаи (6)-ро ба формулаи (5) иваз намуда, арзиши индуктивиро бо формулаи (7) ифода кардан мумкин аст.

(7)

Мувофики формулаи (7) хангоми калонтар будани фарки байни шиддати даромад ва баромад, арзиши γ -ро калонтар интихоб кардан мумкин аст; баръакс, агар шиддати даромад ва баромад наздиктар бошад, тарҳи арзиши γ бояд хурдтар бошад. Барои интихоби ҷараёнҳои мавҷи индуктор ва андоза, мувофиқи арзиши таҷрибаи тарроҳии анъанавӣ, γ одатан аз 0,2 то 0,5 аст. Дар зер RT7276 мисол оварда шудааст, то ҳисобкунии индуктсия ва интихоби индукторҳои дар тиҷорат дастрасро нишон диҳад.

Намунаи тарроҳӣ: Бо RT7276 пешрафтаи доимии доимӣ тарҳрезӣ шудааст (Advanced Constant On-Time; ACOTTM) конвертери синхронии ислоҳи поин, басомади гузариш 700 кГц, шиддати вуруд аз 4,5 В то 18 В ва шиддати баромад 1,05 В аст. . Ҷараёни пурраи сарборӣ 3А аст. Тавре ки дар боло зикр гардид, арзиши индуктивӣ бояд дар шароити шиддати максималии вуруди 18V ва сарбории пурраи 3А тарҳрезӣ карда шавад, арзиши γ ҳамчун 0,35 гирифта мешавад ва арзиши дар боло зикршуда ба муодилаи (7) иваз карда мешавад, индуктивӣ арзиш аст

Индукторро бо арзиши муқаррарии индуктивии номиналии 1,5 μH истифода баред. Формулаи (5)-ро барои ҳисоб кардани ҷараёни мавҷи индуктор ба таври зерин иваз кунед.

Аз ин рӯ, ҷараёни авҷи индуктор аст

Ва арзиши самараноки ҷараёни индуктор (IRMS) аст

Азбаски ҷузъи мавҷи индуктор хурд аст, арзиши самараноки ҷараёни индуктор асосан ҷузъи доимии он мебошад ва ин арзиши муассир ҳамчун асос барои интихоби ҷараёнҳои номиналии индуктор IDC истифода мешавад. Бо тарҳи 80% коҳишёбанда (дератинг) талаботи индуктивӣ инҳоянд:

L = 1,5 мкН (100 кГц), IDC = 3,77 А, ISAT = 4,34 А

Дар ҷадвали 5 индукторҳои мавҷудаи силсилаҳои гуногуни TDK номбар шудаанд, ки андозаашон ба ҳам монанд, вале сохтори бастаҳо гуногун аст. Аз љадвал дида мешавад, ки љараёни сершавї ва љараёни номиналии индуктори штампшуда (SPM6530T-1R5M) калон буда, муќовимати гармидињї хурд аст ва гармии гармї хуб аст. Илова бар ин, тибқи муҳокима дар боби қаблӣ, маводи асосии индуктори штампшуда ядрои хокаи оҳан аст, бинобар ин он бо ядрои феррити индукторҳои нимҳифзшуда (VLS6045EX-1R5N) ва муҳофизатшаванда (SLF7055T-1R5N) муқоиса карда мешавад. бо ширеши магнитӣ. , Хусусиятҳои ғаразноки DC-ро дорад. Тасвири 11 муқоисаи самаранокии индукторҳои гуногунро нишон медиҳад, ки ба конвертери пешрафтаи доимии синхронии синхронӣ дар вақташ истифода мешаванд. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки фарқияти самаранокии байни ин се чандон назаррас нест. Агар шумо паҳншавии гармӣ, хусусиятҳои ғарази DC ва масъалаҳои паҳншавии майдони магнитиро баррасӣ кунед, тавсия дода мешавад, ки индукторҳои SPM6530T-1R5M истифода шаванд.

(5)

Љадвали 5. Муќоисаи индуктсияњои силсилањои гуногуни ТДК

11

Расми 11. Муқоисаи самаранокии конвертер бо индукторҳои гуногун

Агар шумо сохтори бастаи якхела ва арзиши inductance -ро интихоб кунед, аммо индукторҳои андозаи хурдтар, ба монанди SPM4015T-1R5M (4,4 × 4,1 × 1,5 мм), гарчанде ки андозаи он хурд аст, аммо муқовимати DC RDC (44,5 мΩ) ва муқовимати гармии ΘTH ( 51˚C) /W) Калонтар. Барои конвертерҳои якхела, арзиши самараноки ҷараёне, ки индуктор таҳаммул мекунад, низ якхела аст. Аён аст, ки муқовимати DC самаранокиро дар зери бори вазнин коҳиш медиҳад. Илова бар ин, муқовимати калони гармӣ маънои паҳншавии ками гармиро дорад. Аз ин рӯ, ҳангоми интихоби индуктор, на танҳо манфиатҳои андозаи хурдро ба назар гирифтан лозим аст, балки инчунин ба камбудиҳои ҳамроҳи он баҳо додан лозим аст.

Хулоса

Индуктивӣ яке аз ҷузъҳои ғайрифаъол дар ивазкунандаи табдилдиҳандаи барқ ​​​​мебошад, ки онро барои нигоҳдорӣ ва филтр кардани энергия истифода бурдан мумкин аст. Аммо, дар тарҳрезии схема, на танҳо ба арзиши индуктивӣ, ки бояд ба он таваҷҷӯҳ кард, балки параметрҳои дигар, аз ҷумла муқовимати AC ва арзиши Q, таҳаммулпазирии ҷорӣ, сершавии ядрои оҳан ва сохтори баста ва ғайра, ҳама параметрҳое мебошанд, ки бояд ҳангоми интихоби индуктор ба назар гирифта шавад. . Ин параметрҳо одатан ба маводи асосӣ, раванди истеҳсолот, андоза ва арзиш алоқаманданд. Аз ин рӯ, ин мақола хусусиятҳои маводи асосии оҳанин ва чӣ гуна интихоб кардани индуктивии мувофиқро ҳамчун истинод барои тарҳрезии таъминоти барқ ​​муаррифӣ мекунад.