Induktivitet je važan dio DC/DC napajanja. Postoje mnogi čimbenici koje treba uzeti u obzir pri odabiru induktora, kao što su vrijednost induktiviteta, DCR, veličina i struja zasićenja. Karakteristike zasićenja induktora često se pogrešno shvaćaju i uzrokuju probleme. U ovom će se radu raspravljati o tome kako induktivitet dostiže zasićenje, kako zasićenje utječe na strujni krug i metodu otkrivanja zasićenja induktiviteta.
Uzroci zasićenja induktiviteta
Prvo, intuitivno shvatite što je zasićenje induktiviteta, kao što je prikazano na slici 1:
Slika 1
Znamo da kada struja prolazi kroz zavojnicu na slici 1, zavojnica će generirati magnetsko polje;
Magnetska jezgra će se magnetizirati pod djelovanjem magnetskog polja, a unutarnje magnetske domene će se polako okretati.
Kada je magnetska jezgra potpuno magnetizirana, smjer magnetske domene je isti kao i magnetsko polje, čak i ako se vanjsko magnetsko polje poveća, magnetska jezgra nema magnetsku domenu koja se može okretati, a induktivitet ulazi u zasićeno stanje .
S druge točke gledišta, u krivulji magnetizacije prikazanoj na slici 2, odnos između gustoće magnetskog toka B i jakosti magnetskog polja H odgovara formuli s desne strane na slici 2:
Kada gustoća magnetskog toka dosegne Bm, gustoća magnetskog toka više ne raste značajno s porastom intenziteta magnetskog polja, a induktivitet dolazi do zasićenja.
Iz odnosa između induktiviteta i permeabilnosti µ možemo vidjeti:
Kada je induktivitet zasićen, µm će se znatno smanjiti, a na kraju će se induktivitet znatno smanjiti i sposobnost potiskivanja struje će se izgubiti.
Slika 2
Savjeti za određivanje zasićenja induktiviteta
Postoje li savjeti za procjenu zasićenja induktiviteta u praktičnim primjenama?
Može se sažeti u dvije glavne kategorije: teoretski proračun i eksperimentalno ispitivanje.
☆Teorijski proračun može početi od maksimalne gustoće magnetskog toka i maksimalne struje induktiviteta.
☆Eksperimentalno ispitivanje uglavnom se usredotočuje na valni oblik struje induktiviteta i neke druge metode preliminarne prosudbe.
Ove metode su opisane u nastavku.
Izračunajte gustoću magnetskog toka
Ova metoda je prikladna za projektiranje induktiviteta pomoću magnetske jezgre. Osnovni parametri uključuju duljinu magnetskog kruga le, efektivnu površinu Ae i tako dalje. Vrsta magnetske jezgre također određuje odgovarajuću ocjenu magnetskog materijala, a magnetski materijal daje odgovarajuće odredbe o gubitku magnetske jezgre i gustoći magnetskog toka zasićenja.
S ovim materijalima možemo izračunati maksimalnu gustoću magnetskog toka prema stvarnoj projektnoj situaciji, kako slijedi:
U praksi se izračun može pojednostaviti korištenjem ui umjesto ur; Konačno, u usporedbi s gustoćom toka zasićenja magnetskog materijala, možemo procijeniti postoji li projektirani induktivitet rizik od zasićenja.
Izračunajte najveću struju induktiviteta
Ova je metoda prikladna za projektiranje kruga izravno pomoću gotovih induktora.
Različite topologije krugova imaju različite formule za izračunavanje struje induktiviteta.
Uzmimo Buckov čip MP2145 kao primjer, može se izračunati prema sljedećoj formuli, a izračunati rezultat može se usporediti sa specifikacijskom vrijednošću induktiviteta kako bi se odredilo hoće li induktivitet biti zasićen.
Sudeći po valnom obliku induktivne struje
Ova metoda je također najčešća i praktična metoda u inženjerskoj praksi.
Uzimajući MP2145 kao primjer, MPSmart alat za simulaciju koristi se za simulaciju. Iz valnog oblika simulacije može se vidjeti da kada induktor nije zasićen, struja induktora je trokutasti val s određenim nagibom. Kada je induktor zasićen, valni oblik struje induktora će imati očitu distorziju, što je uzrokovano smanjenjem induktiviteta nakon zasićenja.
U inženjerskoj praksi, na temelju toga možemo promatrati postoji li izobličenje valnog oblika struje induktiviteta kako bismo procijenili je li induktivitet zasićen.
Ispod je izmjereni valni oblik na demo ploči MP2145. Može se vidjeti da postoji očita distorzija nakon zasićenja, što je u skladu s rezultatima simulacije.
Izmjerite je li induktivitet neuobičajeno zagrijan i osluškujte neuobičajeno zviždanje
Postoje mnoge situacije u inženjerskoj praksi, možda ne znamo točan tip jezgre, teško je znati veličinu struje zasićenja induktiviteta, a ponekad nije prikladno testirati struju induktiviteta; U ovom trenutku također možemo preliminarno utvrditi je li došlo do zasićenja mjerenjem ima li induktivnost abnormalni porast temperature ili slušanjem postoji li abnormalni vrisak.
Ovdje je uvedeno nekoliko savjeta za određivanje zasićenja induktiviteta. Nadam se da je bilo od pomoći.
Vrijeme objave: 7. srpnja 2023
