124

ахбор

Хулоса

Индукторҳо ҷузъҳои муҳими тағирдиҳандаи гузариш мебошанд, ба монанди нигоҳдории энергия ва филтрҳои барқ. Навъҳои зиёди индукторҳо мавҷуданд, масалан барои барномаҳои гуногун (аз басомади паст ба басомади баланд), ё маводи гуногуни аслӣ, ки ба хусусиятҳои индуктор таъсир мерасонанд ва ғайра. Индукторҳо, ки дар табдилдиҳандаи коммутатсионӣ истифода мешаванд, ҷузъҳои магнитии басомади баланд мебошанд. Аммо, бо сабаби омилҳои гуногун, ба монанди мавод, шароити кор (ба монанди шиддат ва ҷараён) ва ҳарорати атроф, хусусиятҳо ва назарияҳои пешниҳодшуда ба куллӣ фарқ мекунанд. Аз ин рӯ, дар тарҳрезии схема, илова ба параметрҳои асосии арзиши индуктивӣ, бояд муносибати байни импеданси индуктор ва муқовимат ва басомади тағирёбанда, талафоти аслӣ ва хусусиятҳои ҷараёни saturation ва ғ. Ин мақола якчанд маводи муҳими аслии индукторӣ ва хусусиятҳои онҳоро муаррифӣ мекунад ва инчунин муҳандисони энергетикаро барои интихоби индукторҳои стандартии аз ҷиҳати тиҷорӣ дастрас роҳнамоӣ мекунад.

Муқаддима

Индуктор ин ҷузъи электромагнитӣ аст, ки тавассути печонидани миқдори муайяни ғалтакҳо (ғалтак) ба ғалтак ё ядро ​​бо сими изолятсия ба вуҷуд меояд. Ин ғилдиракро индуктивӣ ё Индуктор меноманд. Мувофиқи принсипи индуксияи электромагнитӣ, вақте ки ғалтак ва майдони магнитӣ нисбат ба якдигар ҳаракат мекунанд ё ғилдиракча майдони магнитии тағирёбандаро тавассути ҷараёни тағирёбанда тавлид мекунад, шиддати индуктшуда тавлид мешавад, то ба тағирёбии майдони аслии магнитӣ муқовимат кунад, ва ин хусусияти маҳдуд кардани тағирёбии ҷараёнро индуктсия меноманд.

Формулаи арзиши индуктивӣ ҳамчун формулаи (1) мебошад, ки ба сатҳи қобилияти магнитӣ мутаносиб аст, квадрати печ печида N ва майдони буриши қитъаи эквиваленти Ae мутаносиб аст ва ба дарозии эквиваленти магнитии мутаносиб баръакс аст . Навъҳои зиёди индуктсия мавҷуданд, ки ҳар кадоме барои барномаҳои гуногун мувофиқанд; индуктивӣ ба шакл, андоза, усули печдор, шумораи гардишҳо ва навъи маводи магнитии мобайнӣ алоқаманд аст.

图片1

(1)

Вобаста аз шакли ядрои оҳан, ба индуктивият тороид, Е ва барабан дохил мешавад; аз ҷиҳати маводи аслии оҳан, асосан керамикаи сафолӣ ва ду намуди магнитии мулоим мавҷуданд. Онҳо феррит ва хокаи металлӣ мебошанд. Вобаста аз структура ё усули бастабандӣ, печи симдор, бисёрқабатӣ ва қолабшакл мавҷуд аст ва риштаи сим муҳофизатнашуда ва нисфи ширеши магнитӣ Сипаршуда (ниммӯҳофизатшуда) ва муҳофизатшуда (ҳимояшуда) ва ғ.

Индуктор ба монанди занҷири кӯтоҳ дар ҷараёни мустақим амал мекунад ва ба ҷараёни тағирёбанда муқовимати баланд нишон медиҳад. Истифодаи асосӣ дар схемаҳо иборатанд аз гулӯгиркунӣ, филтркунӣ, ҷӯрсозӣ ва захираи энергия. Дар татбиқи конвертери коммутатсионӣ, индуктор муҳимтарин ҷузъи нигаҳдории энергия мебошад ва бо конденсатори баромад филтрҳои пастро ташкил медиҳад, то коҳиши шиддати барқро паст кунад, аз ин рӯ он дар функсияи филтр низ нақши муҳим мебозад.

Ин мақола маводи гуногуни асосии индукторҳо ва хусусиятҳои онҳо, инчунин баъзе хусусиятҳои электрикии индукторҳоро ҳамчун истиноди муҳими арзёбӣ барои интихоби индукторҳо ҳангоми тарроҳии занҷир муаррифӣ мекунад. Дар намунаи татбиқ, чӣ гуна ҳисоб кардани арзиши индуктивӣ ва чӣ гуна интихоби индуктории стандартии ба савдо дастрас тавассути мисолҳои амалӣ ҷорӣ карда мешавад.

Намуди маводи аслӣ

Индукторҳо, ки дар табдилдиҳандаи коммутатсионӣ истифода мешаванд, ҷузъҳои магнитии басомади баланд мебошанд. Маводи аслӣ дар марказ бештар ба хусусиятҳои индуктор таъсир мерасонад, ба монанди импеданс ва басомад, арзиши индуктивӣ ва басомад ё хусусиятҳои пуркунии ядро. Дар зер муқоисаи якчанд маводи умдаи маъмули оҳан ва хусусиятҳои пуркунии онҳо ҳамчун истиноди муҳим барои интихоби индукторҳои қудрат ҷорӣ карда мешавад:

1. ядрои сафолӣ

Ядрои сафолӣ яке аз маводи индуктивии маъмул аст. Он асосан барои таъмин намудани сохтори дастгирикунанда истифода мешавад, ки ҳангоми печондани печ истифода мешаванд. Онро "индуктиви ядрои ҳавоӣ" низ меноманд. Азбаски ядрои оҳании истифодашуда маводи ғайримагнитӣ буда, коэффисиенти ҳарораташ хеле паст аст, арзиши индуктивӣ дар доираи ҳарорати корӣ хеле устувор аст. Аммо, аз сабаби маводи ғайримагнитӣ ҳамчун миёнаравӣ, индуктивӣ хеле паст аст, ки барои истифодаи конверторҳои қудратӣ чандон мувофиқ нест.

2. Феррит

Ядрои ферритӣ, ки дар индукторҳои умумии басомади баланд истифода мешавад, як пайвастагии ферритӣ мебошад, ки дорои никели руҳ (NiZn) ё руҳи марганец (MnZn) мебошад, ки маводи ферромагнитии мулоими магнитии дорои коэффитсиенти паст мебошад. Дар расми 1 каҷи histeresis (ҳалқаи BH) як ядрои магнитии умумӣ нишон дода шудааст. Қувваи маҷбурии НС маводи магнитиро қувваи маҷбуркунӣ низ меноманд, яъне вақте ки маводи магнитӣ то сатри магнитӣ magnitized карда шуд, магнити он (магнитӣ) ба сифр кам карда мешавад Шиддати майдони магнитии дар он замон зарурӣ. Коэффитсиенти паст маънои муқовимати паст ба демагнетизатсия ва инчунин талафоти пасти гистерезисро дорад.

Ферритҳои марганец-руҳ ва никел-руҳ қобилияти нисбатан баланд доранд (мкр), мутаносибан тақрибан 1500-15000 ва 100-1000. Таҳвили баланди магнитии онҳо ядрои оҳанро дар ҳаҷми муайян баландтар мекунад. Индуктсия. Аммо, нуқс дар он аст, ки ҷараёни пуркунии тобоварии он кам аст ва пас аз он ки ядрои оҳанӣ сер шавад, қобилияти магнитӣ якбора паст мешавад. Барои тамоюли коҳишёбии қобилияти магнитии зарраҳои феррит ва оҳани хока ҳангоми сер шудани оҳан ба Расми 4 муроҷиат кунед. Муқоиса. Ҳангоми истифода дар индукторҳои қудрат, дар занҷири асосии магнитӣ фосилаи ҳаво боқӣ хоҳад монд, ки метавонад қобилияти гузаронандагиро коҳиш диҳад, аз пурӣ пур нашавад ва бештар энергия захира кунад; вақте ки холигии ҳаво дохил карда мешавад, қобилияти нисбии эквивалентии онҳо тақрибан аз 20 то байни 200 бошад. Азбаски муқовимати баланди худи мавод метавонад зарари дар натиҷаи ҷараёни гирду атроф бударо коҳиш диҳад, талафот дар басомадҳои баланд камтар аст ва барои он мувофиқтар аст трансформаторҳои басомади баланд, индукторҳои филтрии EMI ва индукторҳои нигаҳдории энергияи табдилдиҳандаҳои қудрат. Дар робита ба басомади корӣ, феррит никел-руҳ барои истифода (> 1 МГц) мувофиқ аст, дар ҳоле ки феррит марганец-руҳ барои басомадҳои поёнӣ (<2 МГц) мувофиқ аст.

图片2         1

Тасвири 1. Хатти гистерезиси ядрои магнитӣ (BR: remanence; BSAT: зичии ҷараёни магнитии сатурӣ)

3. Яди оҳанини хока

Рагҳои оҳанини хока инчунин маводи ферромагнитии мулоим-магнитӣ мебошанд. Онҳо аз хӯлаҳои хокаи оҳании маводҳои гуногун ё танҳо аз хокаи оҳанин сохта шудаанд. Дар формула маводҳои ғайримагнитӣ бо андозаи зарраҳои гуногун мавҷуданд, аз ин рӯ каҷии серӣ нисбатан мулоим аст. Ядрои хокаи оҳанин асосан тороид аст. Дар расми 2 ядрои оҳанини хока ва намуди марҳилавии он нишон дода шудааст.

Равғанҳои оҳании маъмул аз хӯлаи оҳан-никел-молибден (МПТ), сендуст (Сендуст), хӯлаи оҳан-никел (ҷараёни баланд) ва ядрои хокаи оҳан (хокаи оҳан) иборатанд. Азбаски ҷузъҳои мухталиф, хусусиятҳо ва нархҳои он низ гуногунанд, ки ба интихоби индукторҳо таъсир мерасонад. Дар зер намудҳои асосии зикршуда ҷорӣ карда мешаванд ва хусусиятҳои онҳо муқоиса карда мешаванд:

A. хӯлаи оҳан-никел-молибден (MPP)

Хӯлаи Фе-Ни-Мо бо номи ихтисоршудаи МП, ки ихтисораи хокаи молипермаллой аст. Таҳвили нисбии он тақрибан 14-500 ва зичии ҷараёни магнитии серӣ тақрибан 7500 Гаусс (Гаусс) -ро ташкил медиҳад, ки ин аз зичии ҷараёни магнитии феррит (тақрибан 4000-5000 Гаусс) баландтар аст. Бисёриҳо аз. МТМ хурдтарин талафоти оҳанро дорад ва дар байни ядрои оҳанин беҳтарин устувории ҳарорат дорад. Вақте ки ҷараёни доимии доимӣ ба ҷараёни сершавии ISAT мерасад, арзиши индуктивӣ бидуни сустшавии ногаҳонӣ кам мешавад. MPP нишондиҳандаҳои беҳтар, аммо арзиши баландтар дорад ва одатан ҳамчун индукторҳои қудрат ва филтркунии EMI барои табдилдиҳандаҳои барқ ​​истифода мешаванд.

 

B. Сендуст

Ҷавҳари оҳании кремний-алюминийи хӯлаи он як оҳани хӯлаи иборат аз оҳан, кремний ва алюминий мебошад, ки қобилияти нисбии магнитии он тақрибан аз 26 то 125 мебошад. Зарари оҳан дар байни ядрои хокаи оҳан ва MPP ва хӯлаи оҳан-никел мебошад . Зичии ҷараёни магнитии серӣ нисбат ба MPP баландтар аст, тақрибан 10500 Гаусс. Устувории ҳарорат ва хусусиятҳои ҷории тофтаӣ аз МП ва хӯлаи оҳан-никел каме пасттар аст, аммо нисбат ба ядрои хокаи оҳан ва магзи феррит беҳтар аст ва арзиши нисбӣ нисбат ба МП ва хӯлаи оҳан-никел арзонтар аст. Он бештар дар филтркунии EMI, занҷирҳои ислоҳи омили барқ ​​(PFC) ва индукторҳои қувваи табдилдиҳандаи қувваи барқ ​​истифода мешавад.

 

C. Хӯлаи оҳан-никел (ҷараёни баланд)

Магзи хӯлаи оҳан-никел аз оҳан ва никел сохта шудааст. Таҳвили нисбии магнитӣ тақрибан 14-200 мебошад. Талафоти оҳан ва устувории ҳарорат дар байни MP ва хӯлаи силикон-алюминийи алюминий мебошанд. Ядрои хӯлаи оҳанӣ-никелӣ дорои баландтарин зичии ҷараёни магнитӣ мебошад, ки тақрибан 15.000 Гаусс мебошад ва метавонад ба ҷараёнҳои баландтари ҷараёни доимӣ тоб орад ва хусусиятҳои ғайримустақими он низ беҳтаранд. Миқёси татбиқ: Ислоҳи омили фаъоли барқ, индуктсияи нигаҳдории энергия, индуктсияи филтр, трансформатори басомади баланди табдилдиҳандаи flyback ва ғ.

 

D. Хокаи оҳанин

Магзи хокаи оҳан аз зарраҳои хокаи оҳании тозашуда бо зарраҳои хеле хурд сохта шудааст, ки аз ҳамдигар изолятсия шудаанд. Раванди истеҳсолот онро ба фосилаи тақсимшудаи ҳаво табдил медиҳад. Илова бар шакли ҳалқа, шаклҳои маъмули хокаи оҳанин низ намудҳои E ва штампкунӣ доранд. Таҳвили нисбии магнитии ядрои хокаи оҳан тақрибан аз 10 то 75 ва зичии ҷараёни магнитии сершумор тақрибан 15000 Гауссро ташкил медиҳад. Дар байни зарфҳои оҳании хока, ядрои хокаи оҳан талафоти аз ҳама баландтар дорад, аммо арзиши камтарини он.

Дар расми 3 каҷҳои BH -и ферритҳои марганец-руҳии PC47, ки TDK истеҳсол кардаанд ва зарфҳои оҳанини хокаи -52 ва -2, ки MICROMETALS истеҳсол кардаанд, нишон дода шудааст; қобилияти магнитии нисбии магнитии ферритҳои марганец-руҳ нисбат ба зарфҳои оҳани хока хеле баланд аст ва сер шудааст Зичии ҷараёни магнитӣ низ хеле фарқ мекунад, феррит тақрибан 5000 Гаусс ва ядрои хокаи оҳан аз 10000 Гаусс зиёд аст.

图片3   3

Тасвири 3. Хатти BH аз ферритҳои марганец-руҳ ва зарфҳои хокаи оҳании маводи гуногун

 

Хулоса, хусусиятҳои пуркунии ядрои оҳанӣ гуногунанд; пас аз зиёд шудани ҷараёни saturation, қобилияти магнитии ядрои феррит якбора паст мешавад, дар ҳоле ки ядрои хокаи оҳан метавонад суст коҳиш ёбад. Дар расми 4 характеристикаи афтиши магнитии магзи оҳани хока бо ҳамон қобилияти магнитӣ ва феррит бо фосилаи ҳаво дар зери шиддати майдони магнитии гуногун нишон дода шудааст. Ин инчунин индуктивии ядрои ферритро мефаҳмонад, зеро ҳангоми сер шудани ядро ​​қобилияти гузаронандагӣ якбора паст мешавад, чунон ки аз муодилаи (1) дида мешавад, ин боиси коҳиши индуктивият низ мегардад; дар ҳоле, ки ядрои хока бо холигии тақсимшудаи ҳаво, қобилияти магнитӣ Ҳангоми тофта шудани ядрои оҳан суръат оҳиста коҳиш меёбад, аз ин рӯ индуктивият мулоимтар коҳиш меёбад, яъне он хусусиятҳои ғарази доимии беҳтар дорад. Дар истифодаи конверторҳои барқ ​​ин хусусият хеле муҳим аст; агар характеристикаи сусти индуктор хуб набошад, ҷараёни индукторӣ ба ҷараёни saturation баланд мешавад ва ногаҳон паст рафтани индуктсия боиси шиддат гирифтани шиддати ҷории кристалли коммутатсионӣ мегардад, ки осеб расонидан осон аст.

图片3    4

Тасвири 4. Хусусиятҳои афтиши магнитии магзи оҳани хока ва ядрои оҳанини ферритӣ бо фосилаи ҳаво дар зери шиддати майдони магнитии гуногун.

 

Хусусиятҳои электрикии индукторӣ ва сохтори бастабандӣ

Ҳангоми тарҳрезии табдилдиҳандаи коммутатсионӣ ва интихоби индуктор, арзиши индуктивии L, импеданси Z, муқовимати тағирёбандаи ACR ва арзиши Q (омили сифат), ҷараёни номиналии IDC ва ISAT ва талафоти аслӣ (талафоти аслӣ) ва дигар хусусиятҳои муҳими электрикӣ ба назар гирифта шавад. Ғайр аз он, сохтори бастабандии индуктор ба андозаи ихроҷи магнитӣ таъсир мерасонад, ки дар навбати худ ба EMI таъсир мерасонад. Дар зер хусусиятҳои дар боло зикршударо алоҳида ҳамчун мулоҳизаҳои интихоби индуктор баррасӣ хоҳем кард.

1. Арзиши индуктивият (L)

Арзиши индуктивии индуктор муҳимтарин параметр дар тарҳрезии схема мебошад, аммо бояд санҷида шавад, ки оё арзиши индуктсия дар басомади корӣ устувор аст ё не. Арзиши номиналии индуктивӣ одатан дар 100 кГц ё 1 мегагерц бе ғарази доимии берунӣ чен карда мешавад. Ва барои таъмини имконияти истеҳсоли оммавии автоматикӣ, таҳаммулпазирии индуктор одатан ± 20% (М) ва ± 30% (N) -ро ташкил медиҳад. Тасвири 5 ин графикаи хусусияти индуктивӣ-басомади индуктории Taiyo Yuden NR4018T220M мебошад, ки бо ченкунаки LCR Wayne Kerr чен карда шудааст. Тавре ки дар расм нишон дода шудааст, каҷи арзиши индуктивӣ то 5 МГц нисбатан ҳамвор аст ва арзиши индуктивиро тақрибан метавон ҳамчун доимӣ ҳисобид. Дар басомади басомади баланд аз ҳисоби резонанс, ки аз зарфияти паразитӣ ва индуктсия ба вуҷуд меояд, арзиши индуктивӣ меафзояд. Ин басомади резонансро басомади худтанзим (SRF) меноманд, ки одатан он бояд нисбат ба басомади корӣ хеле баландтар бошад.

图片5  5

Тасвири 5, Диаграммаи ченкунии хусусияти индуктсия-басомади Taiyo Yuden NR4018T220M

 

2. Импеданс (Z)

Чӣ тавре ки дар расми 6 нишон дода шудааст, диаграммаи импедансро инчунин аз иҷрои индуктивӣ дар басомадҳои гуногун дидан мумкин аст. Импеданси индуктор бо басомад (Z = 2ionalfL) тахминан мутаносиб аст, аз ин рӯ басомади баландтар реаксия аз муқовимати Ҷараён хеле зиёдтар хоҳад буд, аз ин рӯ импеданс мисли индуктсияи соф амал мекунад (фаза 90˚). Дар басомадҳои баланд, аз ҳисоби таъсири қобилияти паразитӣ, нуқтаи басомади худтангии импеданс дида мешавад. Пас аз ин нуқта, импеданс коҳиш меёбад ва қобилиятнок мешавад ва фаза тадриҷан ба -90 changes тағйир меёбад.

图片6  6

3. Қимати Q ва муқовимати AC (ACR)

Қимати Q дар таърифи индуктсия таносуби реактив ба муқовимат мебошад, яъне таносуби қисми хаёлӣ ба қисми воқеии импеданс, тавре ки дар формулаи (2).

图片7

(2)

Дар куҷо XL реаксияи реаксияи индуктор ва RL муқовимати тағирёбандаи индуктор мебошад.

Дар диапазони басомади паст, муқовимати тағирёбанда аз реаксияи реактивӣ, ки аз ҷониби индуктсия ба вуҷуд омадааст, калонтар аст, аз ин рӯ арзиши Q он хеле паст аст; бо афзоиши басомад реаксияи реактивӣ (тақрибан 2πfL) калонтар ва калонтар мешавад, ҳатто агар муқовимат аз таъсири пӯст (таъсири пӯст) ва таъсири наздикӣ (наздикӣ)) Таъсир калонтар ва калонтар мешавад ва арзиши Q ҳамоно бо зиёд шудан зиёд мешавад ; ҳангоми наздик шудан ба SRF, реаксияи индуктивӣ тадриҷан бо реаксияи қобилиятнок ҷуброн карда мешавад ва арзиши Q тадриҷан хурдтар мешавад; вақте ки SRF ба сифр баробар мешавад, зеро реаксияи индуктивӣ ва реаксияи конденсаторӣ комилан якхела мебошанд. Дар расми 7 муносибати байни қимати Q ва басомади NR4018T220M нишон дода шудааст ва муносибати он дар шакли занги баръакс аст.

图片8  7

Тасвири 7. Таносуби байни қимати Q ва басомади Индуктори Taiyo Yuden NR4018T220M

Дар доираи басомади индуктивии татбиқ, арзиши Q ҳар қадар баландтар бошад, ҳамон қадар беҳтар аст; ин маънои онро дорад, ки реаксияи он нисбат ба муқовимати АС хеле зиёдтар аст. Дар маҷмӯъ, арзиши беҳтарини Q аз 40 боло аст, ки маънои индуктор хуб аст. Бо вуҷуди ин, дар маҷмӯъ, ҳангоми зиёд шудани ғарқшавии DC, арзиши индуктсия коҳиш меёбад ва арзиши Q низ коҳиш меёбад. Агар симҳои сирдори сирдор ё симҳои сирдоршудаи сирдор истифода шаванд, таъсири пӯст, яъне муқовимати тағирёбандаро коҳиш додан мумкин аст ва арзиши Q-и индукторро низ зиёд кардан мумкин аст.

Муқовимати доимии DCR одатан ҳамчун муқовимати доимии сим мис ҳисобида мешавад ва муқовиматро аз рӯи диаметри ва дарозии сим ҳисоб кардан мумкин аст. Бо вуҷуди ин, аксари индукторҳои кунунии SMD пасти кафшери ултрасадоиро барои сохтани варақи мисии SMD дар терминали печ истифода хоҳанд кард. Аммо, азбаски сими мис дарозии дароз надорад ва арзиши муқовимат баланд нест, муқовимати кафшеркунӣ аксар вақт ҳиссаи назарраси муқовимати доимии доимиро ташкил медиҳад. Ба сифати мисол, TDK-и индуктории SMD-и CLF6045NIT-1R5N-ро гирифта, муқовимати доимии ченкардашуда 14,6 мΩм ва муқовимати ҶД аз рӯи диаметри дарозӣ ва дарозии сим ҳисоб кардашуда 12,1 мΩм мебошад. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки ин муқовимати кафшер тақрибан 17% муқовимати умумии DCро ташкил медиҳад.

Муқовимати AC ACR дорои таъсири пӯст ва таъсири наздикӣ мебошад, ки боиси афзоиши ACR мегардад; дар татбиқи индуктивияти умумӣ, зеро ҷузъи AC нисбат ба ҷузъи DC хеле пасттар аст, таъсире, ки ACR ба вуҷуд меорад; аммо ҳангоми бори сабук, Азбаски ҷузъи DC кам карда шудааст, талафоти ACR-ро сарфи назар кардан мумкин нест. Таъсири пӯст маънои онро дорад, ки дар шароити AC тақсимоти ҷараён дар дохили ноқил нобаробар ва дар сатҳи сим мутамарказ мешавад ва дар натиҷа майдони буриши буриши симии эквивалент коҳиш меёбад, ки дар навбати худ муқовимати эквивалентии симро бо басомад. Ғайр аз он, дар печи сим симҳои ҳамсоя боиси афзоиш ва коҳиши майдонҳои магнитӣ аз ҳисоби ҷараён мешаванд, то ҷараён дар сатҳи шафати сим (ё сатҳи дуртарин, вобаста ба самти ҷараён) мутамарказ карда шавад ), ки он ҳам боиси монеаи симии эквивалентӣ мегардад. Падидае, ки масоҳат кам мешавад ва муқовимати эквивалент меафзояд, ба ном таъсири наздикӣ аст; дар истифодаи индуктивии печи бисёрқабата, таъсири наздикӣ боз ҳам аёнтар аст.

图片9  8

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

4. Ҷараёни серӣ (ISAT)

Ҷории ҷории ISAT одатан ҷараёни ғаразнокест, ки ҳангоми кам шудани арзиши индуктсия ба монанди 10%, 30% ё 40% қайд карда мешавад. Барои ферритҳои холигии ҳавоӣ, азбаски хусусияти ҷараёни сершавии он хеле зуд аст, байни 10% ва 40% фарқи зиёд нест. Ба ҷадвали 4 муроҷиат кунед. Аммо, агар он як ядрои хокаи оҳанин бошад (масалан, индуктории мӯҳрдор), каҷии серӣ нисбатан мулоим аст, тавре ки дар расми 9 нишон дода шудааст, ҷараёни ғарқшавӣ дар 10% ё 40% камшавии индуктивӣ хеле зиёд аст гуногун, аз ин рӯ арзиши ҷории сатҳ барои ҳар ду намуди оҳанҳо ба таври зерин муҳокима карда мешавад.

Барои ферритҳои холигии ҳавоӣ истифодаи ISAT ҳамчун ҳудуди болоии ҷараёни максималии индукторӣ барои барномаҳои ноҳиявӣ оқилона аст. Аммо, агар он ядрои хокаи оҳанин бошад, аз сабаби сустии характеристикаи суст, ҳатто агар ҷараёни максималии занҷири барнома аз ISAT зиёд бошад, ҳеҷ мушкиле нахоҳад дошт. Аз ин рӯ, ин хислати аслии оҳанин барои гузариши барномаҳои табдилдиҳанда мувофиқтар аст. Дар зери бори вазнин, гарчанде ки арзиши индуктивии индуктор паст аст, тавре ки дар расми 9 нишон дода шудааст, омили даврзании ҷорӣ баланд аст, аммо таҳаммулпазирии ҷараёни конденсатори ҷорӣ баланд аст, аз ин рӯ мушкиле нахоҳад буд. Дар зери бори сабук арзиши индуктивии индуктор калонтар аст, ки ба кам шудани ҷараёни гирду атрофи индуктор мусоидат мекунад ва бо ин талафи оҳанро кам мекунад. Тасвири 9 каҷи кунунии сершавии TDK-и ферритҳои SLF7055T1R5N ва хокаи оҳании мӯҳршудаи inductor SPM6530T1R5M-ро дар зери ҳамон як номиналии индуктивӣ муқоиса мекунад.

图片9   9

Тасвири 9. Хатти ҷараёни пуршавии ферритҳои захмдор ва ядрои хокаи оҳанин дар зери ҳамон як номиналии индуктивӣ

5. Ҷараёни номиналӣ (IDC)

Арзиши IDC ин ғарқшавии доимии доимӣ ҳангоми баланд шудани ҳарорати индуктор ба Tr˚C мебошад. Дар мушаххасот инчунин арзиши муқовимати доимии RDC дар 20˚C нишон дода шудааст. Мувофиқи коэффитсиенти ҳарорати сими мис тақрибан 3.930 ppm мебошад, вақте ки ҳарорати Тр баланд мешавад, арзиши муқовимати он RDC_Tr = RDC (1 + 0.00393Tr) ва истеъмоли қувваи он PCU = I2DCxRDC мебошад. Ин талафоти мис дар сатҳи индуктор ҷудо мешавад ва муқовимати гармии ΘTH индукторро ҳисоб кардан мумкин аст:

图片13(2)

Ҷадвали 2 ба варақаи маълумотҳои силсилаи TDK VLS6045EX (6.0 × 6.0 × 4.5mm) ишора мекунад ва муқовимати гармиро дар баландшавии ҳарорат аз 40˚C ҳисоб мекунад. Аён аст, ки барои индукторҳои серия ва андозаи якхела, муқовимати ҳароратии ҳисобшуда аз ҳисоби ҳамон майдони паҳншавии гармии сатҳи тақрибан якхела аст; ба ибораи дигар, метавон IDC ҷараёни номиналии индукторҳои гуногунро тахмин кард. Силсилаи (бастаҳои) индукторҳои гуногун муқовимати ҳароратӣ доранд. Ҷадвали 3 муқовимати гармии индукторҳои силсилаи TDK VLS6045EX (нимҳимояшаванда) ва силсилаи SPM6530 (қолаби) -ро муқоиса мекунад. Муқовимати гармӣ ҳар қадар калонтар бошад, ҳамон қадар баландшавии ҳарорат, ки ҳангоми интиқол ёфтани индуктсия тавассути ҷараёни бор ба вуҷуд омадааст, ҳамон қадар баланд мешавад; дар акси ҳол, камтар.

图片14  (2)

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

Аз ҷадвали 3 дида мешавад, ки ҳатто андозаи индукторҳо монанд бошад ҳам, муқовимати гармии индукторҳои штампӣ паст аст, яъне паҳншавии гармӣ беҳтар аст.

图片15  (3)

Ҷадвали 3. Муқоисаи муқовимати гармии индукторҳои бастаи гуногун.

 

6. Зарари асосӣ

Талафоти аслӣ, ки талафоти оҳан номида мешавад, асосан аз даст додани ҷараёни гирдоб ва гум шудани гистерезис ба амал меояд. Андозаи талафоти ҷараёни гирдоб асосан аз он вобаста аст, ки оё маводи аслӣ барои "гузаронидан" осон аст ё не; агар ноқил баланд бошад, яъне муқовимат паст бошад, талафи ҷараёни гирдоб зиёд аст ва агар муқовимати феррит зиёд бошад, талафи ҷараёни гирд нисбатан кам аст. Талафоти ҷории Eddy инчунин ба басомади марбут аст. Чӣ қадаре ки басомад зиёдтар бошад, талафи ҷараёни гирдоб бештар мешавад. Аз ин рӯ, маводи аслӣ басомади дурусти корро муайян мекунад. Умуман, басомади кории ядрои хокаи оҳан метавонад ба 1МГц ва басомади кории феррит ба 10МГц бирасад. Агар басомади корӣ аз ин басомад зиёд бошад, талафи ҷараёни гирд зуд меафзояд ва ҳарорати ядрои оҳан низ меафзояд. Аммо, бо рушди босуръати маводи аслии оҳан, ядрои оҳан бо басомади баландтари кор бояд дар наздикии гӯшаи он бошанд.

Боз як талафоти оҳан ин талафоти гистерезис мебошад, ки ба майдони ба қубур пайвастшудаи гистерезис мутаносиб аст, ки бо амплитудаи босуръати ҷузъи AC -и ҷараён алоқаманд аст; босуръати AC бузургтар аст, талафи гистерезис зиёдтар мешавад.

Дар занҷири эквиваленти индуктор, аксар вақт барои ифодаи талафоти оҳан, муқовимати бо индуктор пайвастшуда истифода мешавад. Вақте ки басомад ба SRF баробар аст, реаксияи индуктивӣ ва реаксияи қобилиятнок бекор карда мешавад ва реаксияи эквивалентӣ ба сифр баробар аст. Дар ин вақт, импеданси индуктор ба муқовимати талафоти оҳан дар пайдарпайи муқовимати печ баробар аст ва муқовимати талафоти оҳан аз муқовимати печ хеле зиёдтар аст, аз ин рӯ, импеданс дар SRF тақрибан ба муқовимати пӯсидаи оҳан баробар аст. Барои мисол як индуктори пастшиддатро гирифта, муқовимати талафи оҳани он тақрибан 20 кОмро ташкил медиҳад. Агар шиддати арзиши самарабахши ҳарду нӯги индуктор 5В ҳисоб карда шавад, талафоти оҳани он тақрибан 1,25мВтро ташкил медиҳад, ки ин ҳам нишон медиҳад, ки муқовимати талафоти оҳан ҳар қадар бузургтар бошад.

7. Сохтори сипар

Сохтори бастабандии индукторҳои ферритӣ муҳофизаткардашуда, бо ширеши магнитӣ муҳофизатшуда ва муҳофизаткардашударо дар бар мегирад ва дар ҳардуи онҳо фосилаи назарраси ҳаво мавҷуд аст. Аён аст, ки холигии ҳаво шориши магнитӣ хоҳад дошт ва дар бадтарин ҳолат, он ба занҷирҳои хурди сигнал дар атроф халал мерасонад ё агар дар наздикии он маводи магнитӣ бошад, индуктивии он низ тағир дода мешавад. Сохтори дигари бастабандӣ индуктори хокаи оҳанин мебошад. Азбаски дар дохили индуктор ягон холигӣ ​​вуҷуд надорад ва сохтори печ сахт аст, масъалаи паҳншавии майдони магнитӣ нисбатан хурд аст. Тасвири 10 истифодаи функсияи ФФТ-и осциллографи RTO 1004 барои чен кардани бузургии майдони магнитии шоридан дар 3 мм аз боло ва дар паҳлӯи индуктиви мӯҳрбуда мебошад. Дар ҷадвали 4 муқоисаи майдони магнитии ихроҷи индукторҳои сохтори бастаи гуногун оварда шудааст. Дидан мумкин аст, ки индукторҳои муҳофизатнашаванда ҷаззобии шадиди магнитӣ доранд; Индукторҳои мӯҳрдор хурдтарин хуруҷи магнитиро доранд, ки таъсири беҳтарини муҳофизати магнитиро нишон медиҳанд. . Тафовути бузургии майдони магнитии хуруҷи индукторҳои ин ду иншоот тақрибан 14дБ мебошад, ки тақрибан 5 маротиба зиёд аст.

10图片16

Тасвири 10. Бузургии майдони магнитии ихроҷ, ки дар 3 мм боло ва дар паҳлӯи индуктиви мӯҳршуда чен карда шудааст

图片17 (4)

Ҷадвали 4. Муқоисаи майдони магнитии ихроҷи индукторҳои сохтори гуногуни бастабандӣ

8. пайваст

Дар баъзе замимаҳо, баъзан дар ПКБ маҷмӯи сершумори табдилдиҳандаҳои доимӣ мавҷуданд, ки одатан дар паҳлӯи якдигар ҷойгиранд ва индукторҳои мувофиқи онҳо низ дар паҳлӯи ҳам ҷойгиранд. Агар шумо навъи муҳофизаткардашуда ё нимҳимояшударо бо ширеши магнитӣ истифода баред Индукторҳо метавонанд бо ҳамдигар пайваст карда шаванд, то халал ворид кунанд. Аз ин рӯ, ҳангоми гузоштани индуктор тавсия дода мешавад, ки аввал қутбӣ будани индукторро нишон диҳед ва нуқтаи оғоз ва печиши қабати ботинии индукторро ба шиддати коммутатсионии табдилдиҳанда пайваст намоед, ба монанди VSW табдилдиҳандаи бак, ки ин нуктаи харакаткунанда мебошад. Терминали баромад ба конденсатори баромад, ки нуқтаи статикӣ мебошад, пайваст карда шудааст; бинобар ин печи симӣ дараҷаи муайяни муҳофизати майдони барқро ташкил медиҳад. Дар ҷобаҷогузории ноқилҳои мултиплексор, мустаҳкам кардани қутбии индуктивӣ ба ислоҳи андозаи индуктсияи мутақобила ва пешгирӣ аз мушкилоти ғайричашмдошти EMI кӯмак мекунад.

Барномаҳо:

Дар боби қаблӣ маводи аслӣ, сохтори бастабандӣ ва хусусиятҳои муҳими барқии индуктор баррасӣ шуда буд. Ин боб мефаҳмонад, ки чӣ гуна интихоби индуктивияти мувофиқи конвертери бак ва мулоҳизаҳои интихоби индукторе, ки аз ҷиҳати тиҷорӣ дастрас аст.

Чӣ тавре ки дар муодилаи (5) нишон дода шудааст, арзиши индукторӣ ва басомади коммутатсионии табдилдиҳанда ба ҷараёни даврзании индукторӣ (ΔiL) таъсир мерасонад. Ҷараёни даврзанандаи индукторӣ тавассути конденсатори баромади ҷараён мегирад ва ба ҷараёни гирду атрофи конденсатори баромад таъсир мерасонад. Аз ин рӯ, он ба интихоби конденсатори баромад таъсир мерасонад ва минбаъд ба андозаи мавҷҳои шиддати баромад таъсир мерасонад. Ғайр аз он, арзиши индуктивӣ ва арзиши қобилияти баромади он инчунин ба тарҳи бозгашти система ва вокуниши динамикии сарборӣ таъсир мерасонад. Интихоби арзиши индуктивии калонтар ба конденсатор фишори равон камтар аст ва инчунин барои коҳиш додани шиддати баромади фоидаовар ва метавонад энергияи бештар захира кунад. Аммо, арзиши индуктивии калонтар ҳаҷми калонтар, яъне арзиши баландтарро нишон медиҳад. Аз ин рӯ, ҳангоми тарроҳии табдилдиҳанда, тарҳи арзиши индуктивӣ хеле муҳим аст.

图片18        (5)

Аз формулаи (5) дида мешавад, ки вақте фосилаи байни шиддати вуруд ва шиддати баромад зиёдтар аст, ҷараёни даврзании индукторӣ зиёдтар хоҳад буд, ки ин ҳолати бадтарини тарроҳии индуктор мебошад. Дар якҷоягӣ бо таҳлили дигари индуктивӣ, нуқтаи тарроҳии индуктивии табдилдиҳандаи поёнрафта бояд одатан дар шароити ҳадди аксар шиддат ва сарбории пурра интихоб карда шавад.

Ҳангоми тарҳрезии қимати индуктивӣ бояд байни ҷараёни гирду атрофи индуктор ва андозаи индуктор мубодила ба амал ояд ва омили ҷараёни гирду атроф (коэффитсиенти ҷории мавҷ; γ) дар инҷо, тавре ки дар формулаи (6) муайян карда шудааст.

图片19(6)

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

图片20  (7)

Мувофиқи формулаи (7), вақте ки фарқи байни шиддати вуруд ва баромад калонтар аст, арзиши γ-ро калонтар интихоб кардан мумкин аст; баръакс, агар шиддати даромад ва баромад наздиктар бошад, тарҳи design бояд хурдтар бошад. Барои интихоби байни ҷараёни гирду атрофи индуктор ва андоза, мувофиқи арзиши таҷрибаи анъанавии тарроҳӣ, usually одатан аз 0,2 то 0,5 мебошад. Дар зер RT7276 ҳамчун мисол оварда шудааст, то ҳисобкунии индуктивӣ ва интихоби индукторҳои аз ҷиҳати тиҷорӣ дастрасро нишон диҳад.

Намунаи тарроҳӣ: Бо RT7276 пешрафтаи доимии саривақтӣ сохта шудааст (Advanced Constant On-Time; ACOTTM) табдилдиҳандаи поёнрафтаи рости синхронӣ, басомади коммутатсионии он 700 кГц, шиддати вуруд аз 4,5В то 18В ва шиддати баромади 1,05В аст . Ҷараёни пурраи бор 3А мебошад. Тавре ки дар боло ишора рафт, арзиши индуктивӣ бояд дар шароити шиддати максималии вуруди 18В ва бори пурраи 3А тарҳрезӣ карда шавад, арзиши γ ҳамчун 0.35 гирифта мешавад ва арзиши дар боло овардашуда ба муодилаи (7), индуктивият иваз карда мешавад арзиши аст

图片21

 

Индуктори дорои арзиши индуктивии номиналии шартии 1,5 µH -ро истифода баред. Формулаи (5) -ро иваз карда, ҷараёни даврзанандаи индукториро ба тариқи зайл ҳисоб кунед.

图片22

Аз ин рӯ, ҷараёни авҷи индуктор ин аст

图片23

Ва арзиши самарабахши ҷараёни индукторӣ (IRMS) ин аст

图片24

Азбаски ҷузъи даврзании индукторӣ хурд аст, арзиши самарабахши ҷараёни индукторӣ асосан ҷузъи доимии он мебошад ва ин арзиши самарабахш ҳамчун асос барои интихоби ҷараёни индуктивии индукторӣ истифода мешавад. Бо 80% тарҳрезии паст (паст), талаботҳои индуктивӣ инҳоянд:

 

L = 1,5 µH (100 kHz), IDC = 3,77 A, ISAT = 4,34 A

 

Дар ҷадвали 5 индукторҳои мавҷудаи силсилаи гуногуни TDK оварда шудаанд, ки аз ҷиҳати ҳаҷм якхелаанд, аммо аз ҷиҳати сохт гуногун. Аз ҷадвал дида мешавад, ки ҷараёни серӣ ва ҷараёни номинатси индуктории мӯҳрдор (SPM6530T-1R5M) калон аст ва муқовимати гармӣ хурд ва паҳншавии гармӣ хуб аст. Илова бар ин, мувофиқи мубоҳисаи боби қаблӣ, маводи асосии индуктории мӯҳрдор ядрои хокаи оҳан аст, бинобар ин он бо ядрои ферритии индукторҳои нимҳимояшаванда (VLS6045EX-1R5N) ва муҳофизатшаванда (SLF7055T-1R5N) муқоиса карда мешавад бо ширеши магнитӣ. , Хусусиятҳои хуби ғарбии DC дорад. Дар расми 11 муқоисаи самаранокии индукторҳои мухталифе, ки ба табдилдиҳандаи пастшавандаи синхронии синхронии доимии саривақтии RT7276 татбиқ карда мешаванд, нишон дода шудааст. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки фарқи самаранокии байни ин се нафар чандон муҳим нест. Агар шумо ҷудошавии гармӣ, тавсифоти ҷарроҳии доимӣ ва масъалаҳои паҳншавии майдони магнитиро баррасӣ кунед, тавсия медиҳем, ки индукторҳои SPM6530T-1R5M истифода шаванд.

图片25(5)

Ҷадвали 5. Муқоисаи индуктивии силсилаҳои гуногуни TDK

图片26 11

Расми 11. Муқоисаи самаранокии конвертор бо индукторҳои гуногун

Агар шумо ҳамон сохтори бастабандӣ ва арзиши индуктсияро интихоб кунед, аммо индукторҳои андозаи хурдтар, ба монанди SPM4015T-1R5M (4.4 × 4.1 × 1.5mm), гарчанде ки андозаи он хурд аст, аммо муқовимати DC RDC (44.5mΩ) ва муқовимати гармӣ ΘTH ( 51˚C) / W) Калонтар. Барои конвертерҳое, ки мушаххасоти якхела доранд, арзиши самарабахши ҷараён, ки бо индуктор таҳаммул карда мешавад, низ яксон аст. Аён аст, ки муқовимати доимӣ самаранокии зери бори вазнинро коҳиш медиҳад. Ғайр аз он, муқовимати калони гармӣ маънои паҳншавии сусти гармиро дорад. Аз ин рӯ, ҳангоми интихоби индуктор на танҳо манфиатҳои андозаи хурдро ба назар гирифтан, балки камбудиҳои ҳамроҳи онро баҳо додан лозим аст.

 

Хулоса

Индуктсия яке аз ҷузъҳои маъмулан ғайрифаъоли гузариш дар табдилдиҳандаи қудрат мебошад, ки барои нигаҳдорӣ ва филтркунии энергия истифода мешавад. Аммо, дар тарҳрезии схема, на танҳо ба арзиши индуктивӣ диққат додан лозим аст, балки параметрҳои дигар, аз ҷумла муқовимати AC ва арзиши Q, таҳаммулпазирии ҷорӣ, пур шудани ҳосили оҳан ва сохтори баста ва ғайра, бояд ҳамаи параметрҳо бошанд. ҳангоми интихоби индуктор ба назар гирифта шавад. . Ин параметрҳо одатан бо маводи аслӣ, раванди истеҳсолот ва андоза ва хароҷот алоқаманданд. Аз ин рӯ, дар ин мақола хусусиятҳои маводи гуногуни оҳанин ва чӣ гуна интихоб кардани индуктсияи мувофиқ ҳамчун истинод барои тарҳрезии барқ ​​муаррифӣ карда мешавад.

 


Вақти фиристодан: июн-15-2021