яңалыклар

Аннотация

Индуктивлык кәтүге энергияне саклау һәм электр фильтрлары кебек конвертерларны күчерүдә бик мөһим компонентлар. Индуктивлык кәтүгенең күп төрләре бар, мәсәлән, төрле кушымталар өчен (аз ешлыктан югары ешлыкка кадәр), яки индуктивлык кәтүгенең характеристикасына тәэсир итүче төрле төп материаллар һ.б. Конвертерларны күчерүдә кулланылган индуктивлык кәтүкләре - югары ешлыктагы магнит компонентлары. Ләкин, материаллар, эш шартлары (көчәнеш һәм ток кебек), әйләнә-тирә температура кебек төрле факторлар аркасында тәкъдим ителгән характеристикалар һәм теорияләр бөтенләй башка. Шуңа күрә, схема дизайнында, индуктивлык кыйммәтенең төп параметрына өстәп, индуктивлык кәтүгенең импедансы һәм AC каршылыгы һәм ешлыгы, үзәк югалту һәм туендыру ток характеристикалары һ.б. арасындагы бәйләнеш әле дә каралырга тиеш. Бу мәкалә берничә мөһим индуктивлык кәтүгенең төп материаллары һәм аларның характеристикалары белән таныштырачак, шулай ук ​​электр инженерларына коммерцияле стандарт индуктивлык кәтүкләрен сайларга ярдәм итәчәк.

Кереш сүз

Индуктивлык кәтүге - электромагнит индукция компоненты, ул билгеле сандагы кәтүкләрне (кәтүк) боббинга яки үзәккә изоляцияләнгән чыбык белән әйләндереп барлыкка килә. Бу кәтүк индуктивлык кәтүге яки индуктивлык кәтүге дип атала. Электромагнит индукция принцибы буенча, кәтүк һәм магнит кыры бер-берсенә карата хәрәкәт иткәндә, яки кәтүк алмаш ток аша алмаш магнит кырын барлыкка китергәндә, оригиналь магнит кыры үзгәрүенә каршы тору өчен, индуктив көчәнеш барлыкка киләчәк, һәм хәзерге үзгәрүне тыюның бу характеристикасы индуктивлык дип атала.

Индуктивлык кыйммәте формуласы (1) формуласы кебек, ул магнит үткәрүчәнлегенә пропорциональ, әйләндергеч квадрат N борыла, һәм эквивалент магнит чылбыры кисешкән мәйдан, һәм эквивалент магнит чылбыр озынлыгы белән капма-каршы пропорциональ. . Индуктивлыкның күп төрләре бар, аларның һәрберсе төрле кушымталар өчен яраклы; индуктивлык формасы, зурлыгы, әйләндерү ысулы, борылыш саны һәм арадаш магнит материал төре белән бәйле.

(1)

Тимер үзәкнең формасына карап, индуктивлык тороидаль, E үзәк һәм барабанны үз эченә ала; тимер үзәк материал ягыннан керамик үзәк һәм ике йомшак магнит төре бар. Алар феррит һәм металл порошок. Структурасына яки төрү ысулына карап, чыбык ярасы, күп катламлы, формалашкан, һәм чыбык ярасы сакланмаган һәм магнит клейның яртысы сакланган (ярым сакланган) һәм сакланган (сакланган) һ.б.

Индуктивлык кәтүге туры токта кыска схема кебек эш итә, һәм алмаш токка югары импеданс тәкъдим итә. Схемаларда төп куллану - су басу, фильтрлау, көйләү һәм энергия саклау. Күчергеч конвертерны кулланганда, индуктивлык кәтүге - иң мөһим энергия саклау компоненты, һәм чыгу көчәнешен киметү өчен, конденсатор белән аз пассажир фильтр формалаштыра, шуңа күрә ул фильтрлау функциясендә дә мөһим роль уйный.

Бу мәкалә индуктивлык кәтүгенең төрле төп материаллары һәм аларның характеристикалары, шулай ук ​​индуктивлык кәтүгенең кайбер электр характеристикалары белән таныштырачак, схема дизайны вакытында индуктивлык кәтүген сайлау өчен мөһим бәяләү белешмәсе. Кушымта мисалында, индуктивлык кыйммәтен ничек исәпләргә һәм коммерцияле стандарт индуктивлык кәтүген ничек сайларга, практик мисаллар аша кертеләчәк.

Төп материал төре

Конвертерларны күчерүдә кулланылган индуктивлык кәтүкләре - югары ешлыктагы магнит компонентлары. Centerзәктәге төп материал индуктивлык кәтүгенең характеристикасына, мәсәлән, импеданс һәм ешлык, индуктивлык кыйммәте һәм ешлыгы, яисә төп туендыру үзенчәлекләренә тәэсир итә. Түбәндә берничә тимер үзәк материалны чагыштыру кертеләчәк һәм аларның туендыру үзенчәлекләре электр индуктивлык кәтүкләрен сайлау өчен мөһим белешмәлек булып торачак:

1. Керамик үзәк

Керамик үзәк - гомуми индуктивлык материалларының берсе. Ул, нигездә, кәтүкне әйләндергәндә кулланыла торган структураны тәэмин итү өчен кулланыла. Ул шулай ук ​​“һава үзәге индуктивлык кәтүге” дип атала. Кулланылган тимер үзәк магнит булмаган материал, бик түбән температура коэффициенты булганлыктан, индуктивлык кыйммәте эш температурасы диапазонында бик тотрыклы. Ләкин, магнит булмаган материал аркасында, индуктивлык бик түбән, бу электр конвертерларын куллану өчен бик яраксыз.

2. Феррит

Гомуми югары ешлыклы индуктивлык кәтүкләрендә кулланылган феррит үзәге - никель цинк (NiZn) яки марганец цинк (MnZn) булган феррит кушылмасы, ул түбән мәҗбүри йомшак магнит ферромагнит материалы. 1 нче рәсемдә гомуми магнит үзәгенең гистерез сызыгы (BH циклы) күрсәтелгән. Магнит материалының HC көчләү көче шулай ук ​​мәҗбүри көч дип атала, димәк, магнит материалы магнит туендырылгач, аның магнитизациясе (магнитизация) нульгә кадәр кими. Түбән мәҗбүрилек демагнетизациягә түбән каршылык, шулай ук ​​түбән гистерез югалту дигәнне аңлата.

Марганец-цинк һәм никель-цинк ферритлары чагыштырмача югары үткәрүчәнлеккә ия (μr), якынча 1500-15000 һәм 100-1000. Аларның югары магнит үткәрүчәнлеге тимер үзәкне билгеле күләмдә югарырак итә. Индуктивлык. Ләкин, җитешсезлеге - аның чыдамлы туену токы түбән, һәм тимер үзәк туенгач, магнит үткәрүчәнлеге кискен төшәчәк. Тимер үзәк туенганда феррит һәм порошок тимер үзәкләренең магнит үткәрүчәнлегенең кимү тенденциясе өчен 4 нче рәсемне карагыз. Чагыштыру. Электр индуктивлык кәтүкләрендә кулланылганда, төп магнит чылбырында һава аермасы калачак, ул үткәрүчәнлекне киметә, туенудан саклый һәм күбрәк энергия саклый ала; һава аермасы кертелгәндә, эквивалент чагыштырма үткәрүчәнлеге якынча 20- 200 арасында булырга мөмкин. Материалның югары каршылыгы чиста ток аркасында булган югалтуны киметә алганлыктан, югалту югары ешлыкларда түбәнрәк, һәм ул өчен кулайрак. югары ешлыктагы трансформаторлар, EMI фильтр индуктивлык кәтүкләре һәм энергия конвертерларының энергия саклау индуктивлык кәтүкләре. Эш ешлыгы ягыннан, никель-цинк феррит куллану өчен яраклы (> 1 МГц), ә марганец-цинк феррит түбән ешлыклы полосалар өчен яраклы (<2 МГц).

1

Рәсем 1. Магнит үзәгенең гистерез сызыгы (BR: remanence; BSAT: магнит агымы тыгызлыгы)

3. Порошок тимер үзәге

Порошок тимер үзәкләре шулай ук ​​йомшак-магнит ферромагнит материаллары. Алар төрле материалларның тимер порошок эретмәләреннән яки тимер порошогыннан гына ясалган. Формулада төрле кисәкчәләр зурлыгында магнит булмаган материаллар бар, шуңа күрә туену сызыгы чагыштырмача йомшак. Порошок тимер үзәге тороидаль. 2 нче рәсемдә порошок тимер үзәге һәм аның кисемтә күренеше күрсәтелгән.

Гомуми порошок тимер үзәкләренә тимер-никель-молибден эритмәсе (MPP), сентуст (Сендуст), тимер-никель эретмәсе (югары агым) һәм тимер порошок үзәге (тимер порошок) керә. Төрле компонентлар булганга, аның характеристикалары һәм бәяләре дә төрле, бу индуктивлык кәтүген сайлауга тәэсир итә. Түбәндә югарыда телгә алынган төп төрләр кертеләчәк һәм аларның характеристикалары чагыштырылачак:

A. Тимер-никель-молибден эритмәсе (MPP)

Fe-Ni-Mo эретмәсе кыскартылган MPP дип атала, бу полипермаллой порошогының кыскартылышы. Нисби үткәрүчәнлеге якынча 14-500, һәм магнит агымының тыгызлыгы якынча 7500 Гаусс (Гаусс), бу ферритның магнит агымы тыгызлыгыннан югарырак (якынча 4000-5000 Гаус). Күпләр. MPP иң кечкенә тимер югалтуга ия һәм порошок тимер үзәкләре арасында иң яхшы температура тотрыклылыгына ия. Тышкы DC ток туендыру токына җиткәч, индуктивлык бәясе кинәт кими. MPP яхшырак җитештерүчәнлеккә ия, ләкин кыйммәтрәк, һәм гадәттә электр кондукторлары өчен электр индуктивлык кәтүге һәм EMI фильтрлау буларак кулланыла.

B. Sendust

Тимер-кремний-алюминий эретелгән тимер үзәк - тимер, кремний һәм алюминийдан торган эретелгән тимер үзәк, чагыштырмача магнит үткәрүчәнлеге якынча 26 - 125. Тимер югалту тимер порошок үзәге белән MPP һәм тимер-никель эретмәсе арасында. . Магнит агымының тыгызлыгы MPP-тан югарырак, якынча 10500 Гаусс. Температураның тотрыклылыгы һәм туендыру агымының характеристикалары MPP һәм тимер-никель эретмәсе белән бераз түбәнрәк, ләкин тимер порошок үзәгеннән һәм феррит үзәгеннән яхшырак, һәм чагыштырмача бәя MPP һәм тимер-никель эретмәсе белән чагыштырганда арзанрак. Бу күбесенчә EMI фильтрлауда, көч факторын төзәтүдә (PFC) схемаларда һәм электр конвертерларының күчү индуктивлык кәтүкләрендә кулланыла.

C. Тимер-никель эретмәсе (югары агым)

Тимер-никель эретмәсе үзәге тимер һәм никельдән эшләнгән. Нисби магнит үткәрүчәнлеге якынча 14-200. Тимер югалту һәм температураның тотрыклылыгы MPP белән тимер-кремний-алюминий эретмәсе арасында. Тимер-никель эритмәсе үзәге иң зур туендыру магнит агымы тыгызлыгына, якынча 15,000 Гаусска ия, һәм югары ток токларына каршы тора ала, һәм аның DC үзенчәлеге дә яхшырак. Куллану күләме: Актив факторны төзәтү, энергия саклау индуктивлыгы, фильтр индуктивлыгы, очыш конвертерының югары ешлыклы трансформаторы һ.б.

D. Тимер порошогы

Тимер порошок үзәге югары чисталыклы тимер порошок кисәкчәләреннән, бер-берсеннән изоляцияләнгән бик кечкенә кисәкчәләрдән ясалган. Manufacturingитештерү процессы аны таратылган һава аермасына китерә. Шакмак формасына өстәп, гомуми тимер порошокының төп формалары шулай ук ​​E-тип һәм штамплау төрләренә ия. Тимер порошок үзәгенең чагыштырмача магнит үткәрүчәнлеге якынча 10-75, һәм магнит агымының тыгызлыгы 15000 Гаус. Порошок тимер үзәкләр арасында тимер порошок үзәге тимер югалту иң югары, ләкин иң түбән бәя.

3 нче рәсемдә TDK җитештергән PC47 марганец-цинк ферритының BH кәкреләре һәм MICROMETALS җитештергән -52 һәм -2 порошок тимер үзәкләре күрсәтелгән; марганец-цинк ферритының чагыштырмача магнит үткәрүчәнлеге порошок тимер үзәкләренә караганда күпкә югарырак һәм туенган Магнит агымы тыгызлыгы да бик төрле, феррит 5000 Гаус һәм тимер порошок үзәге 10000 Гаусстан артык.

3

Рәсем 3. Марганец-цинк ферритының BH сызыгы һәм төрле материалларның тимер порошок үзәкләре

Йомгаклап әйткәндә, тимер үзәкнең туену үзенчәлекләре төрле; туендыру токы арткач, феррит үзәгенең магнит үткәрүчәнлеге кискен төшәчәк, тимер порошок үзәге әкренләп кими ала. 4 нче рәсемдә бер үк магнит үткәрүчәнлеге булган порошок тимер үзәгенең магнит үткәрүчәнлеге төшү характеристикалары һәм төрле магнит кыры көче астында һава аермасы булган феррит күрсәтелгән. Бу шулай ук ​​феррит үзәгенең индуктивлыгын аңлата, чөнки үзәк туенгач үткәрүчәнлеге кискен төшә, (1) тигезләмәсеннән күренгәнчә, ул шулай ук ​​индуктивлыкның кискен төшүенә китерә; таратылган һава аермасы булган порошок үзәге, магнит үткәрүчәнлеге тимер үзәк туенгач, темп әкренләп кими, шуңа күрә индуктивлык әкренрәк кими, ягъни яхшырак DC үзенчәлеге бар. Көч конвертерларын кулланганда, бу характеристика бик мөһим; индуктивлык кәтүгенең әкрен туендыру характеристикасы яхшы булмаса, индуктивлык кәтүге туену токына күтәрелә, һәм индуктивлыкның кинәт төшүе күчү кристаллының хәзерге стрессының кискен күтәрелүенә китерәчәк, бу зыян китерү җиңел.

4

Рәсем 4. Төрле магнит кыр көче астында һава аермасы булган порошок тимер үзәгенең һәм феррит тимер үзәгенең магнит үткәрүчәнлеге төшү үзенчәлекләре.

Индуктивлык кәтүгенең электр характеристикалары һәм пакет структурасы

Күчергеч конвертерны эшләгәндә һәм индуктивлык кәтүген сайлаганда, индуктивлык кыйммәте L, импеданс Z, AC каршылыгы ACR һәм Q кыйммәте (сыйфат факторы), агымдагы IDC һәм ISAT бәяләнгән, һәм төп югалту (төп югалту) һәм башка мөһим электр характеристикалары - барысы да тиеш каралырга тиеш. Моннан тыш, индуктивлык кәтүгенең төрү структурасы магнит агып чыгу зурлыгына тәэсир итәчәк, бу үз чиратында EMI тәэсиренә китерә. Түбәндә индуктивлык кәтүген сайлау өчен уйлану рәвешендә югарыда күрсәтелгән характеристикалар аерым каралачак.

1. Индуктивлык кыйммәте (L)

Индуктивлык кәтүгенең индуктивлык кыйммәте - схема дизайнындагы иң мөһим параметр, ләкин индуктивлык кыйммәтенең эш ешлыгында тотрыклы булуын тикшерергә кирәк. Индуктивлыкның номиналь кыйммәте, гадәттә, 100 кГц яки 1 МГц тышкы DC тигезсезлеге белән үлчәнә. Massәм массакүләм автоматлаштырылган җитештерү мөмкинлеген тәэмин итү өчен, индуктивлык кәтүгенең толерантлыгы гадәттә ± 20% (M) һәм ± 30% (N). 5 нче рәсем - Уэйн Керның LCR метры белән үлчәнгән NR4018T220M Тайо udден индуктивлык кәтүгенең индуктивлык ешлыгы. Рәсемдә күрсәтелгәнчә, индуктивлык кыйммәте 5 МГц алдыннан чагыштырмача яссы, һәм индуктивлык кыйммәте даими дип саналырга мөмкин. Паразитик сыйдырышлык һәм индуктивлык тудырган резонанс аркасында югары ешлыктагы полосада индуктивлык кыйммәте артачак. Бу резонанс ешлыгы үз-резонанс ешлыгы (SRF) дип атала, гадәттә эш ешлыгыннан күпкә югарырак булырга тиеш.

5

Рәсем 5, Тайо udден NR4018T220M индуктивлык-ешлык характеристик үлчәү схемасы

2. Импеданс (З)

6-нчы рәсемдә күрсәтелгәнчә, импеданс схемасын төрле ешлыкларда индуктивлык кәтүгеннән дә күрергә мөмкин. Индуктивлык кәтүгенең импедансы ешлыкка пропорциональ (Z = 2πfL), шуңа күрә ешлык никадәр югары булса, реакция AC каршылыгына караганда күпкә зуррак булачак, шуңа күрә импеданс саф индуктивлык кебек эш итә (фаза 90˚). Highгары ешлыкларда, паразитик сыйдырышлык эффекты аркасында, импедансның үз-резонанс ешлыгы ноктасын күрергә мөмкин. Бу ноктадан соң, импеданс төшә һәм сыйдырышлы була, һәм этап әкренләп -90 toга үзгәрә.

6

3. Q бәясе һәм AC каршылыгы (ACR)

Индуктивлык төшенчәсендә Q бәясе - реакциянең каршылыкка, ягъни хыялый өлешнең импедансның реаль өлешенә мөнәсәбәте, формуладагы кебек (2).

(2)

Кайда XL - индуктивлык кәтүгенең реакциясе, ә РЛ - индуктивлык кәтүгенең AC каршылыгы.

Түбән ешлык диапазонында, AC каршылыгы индуктивлык китергән реакциядән зуррак, шуңа күрә аның Q бәясе бик түбән; ешлык арта барган саен, реакция (якынча 2πfL) зуррак һәм зурайды, хәтта тире эффекты (тире эффекты) һәм якынлык (якынлык) эффекты аркасында каршылык эффект зуррак һәм зурайды, һәм Q бәясе ешлык белән арта. ; SRFга якынлашканда, индуктив реакция әкренләп сыйдырышлык реакциясе белән каплана, һәм Q бәясе әкренләп кечерәя; SRF нульгә әйләнгәч, индуктив реакция һәм сыйдырышлык реакциясе бөтенләй бер үк юкка чыга. 7 нче рәсемдә Q кыйммәте һәм NR4018T220M ешлыгы арасындагы бәйләнеш күрсәтелә, һәм бәйләнеш кире кыңгырау формасында.

7

Рәсем 7. Q кыйммәте һәм Тайй udден индуктивлык кәтүгенең NR4018T220M ешлыгы арасындагы бәйләнеш

Кушымта ешлыгы индуктивлык полосасында, Q бәясе никадәр югары булса, яхшырак; бу аның реакциясе AC каршылыгына караганда күпкә зуррак дигән сүз. Гомумән алганда, иң яхшы Q бәясе 40тан артык, димәк, индуктивлык кәтүгенең сыйфаты яхшы. Ләкин, гадәттә, DC тигезлеге арта барган саен, индуктивлык бәясе төшәчәк һәм Q бәясе дә кимиячәк. Тигез эмаль чыбык яки күп полосалы эмаль чыбык кулланылса, тире эффекты, ягъни AC каршылыгы кимергә мөмкин, һәм индуктивлык кәтүгенең Q бәясе дә артырга мөмкин.

DC каршылыгы DCR, гадәттә, бакыр чыбыкның DC каршылыгы булып санала, һәм каршылык чыбык диаметры һәм озынлыгы буенча исәпләнә ала. Ләкин, аз токлы SMD индуктивлык кәтүкләренең күбесе ультратавышлы эретеп ябыштырып, SMD бакыр таблицасын әйләндергеч терминалда ясарлар. Ләкин, бакыр чыбыкның озынлыгы озын булмаганга һәм каршылык бәясе югары булмаганга, эретеп ябыштыру каршылыгы еш гомуми DC каршылыгының шактый өлешен тәшкил итә. Мисал итеп TDK чыбык-яралы SMD индуктивлык кәтүген CLF6045NIT-1R5N алсак, үлчәнгән DC каршылыгы 14,6 мΩ, чыбык диаметры һәм озынлыгы нигезендә исәпләнгән DC каршылыгы 12,1мΩ. Нәтиҗә шуны күрсәтә: бу эретеп ябыштыру каршылыгы гомуми DC каршылыгының якынча 17% тәшкил итә.

AC каршылыгы ACR тире эффектына һәм якынлык эффектына ия, бу ACR ешлыгы белән артуга китерәчәк; гомуми индуктивлыкны кулланганда, AC компоненты DC компонентыннан күпкә түбән булганга, ACR китергән йогынты күренми; ләкин җиңел йөкләнгәндә, DC компоненты кимегәнгә, ACR китергән югалту игътибардан читтә калмый. Теренең эффекты, AC шартларында, үткәргеч эчендәге ток бүленеше тигез түгел һәм чыбык өслегендә тупланган, нәтиҗәдә чыбыкның эквивалент киселеше кими, бу үз чиратында чыбыкның эквивалент каршылыгын арттыра. ешлык. Моннан тыш, чыбык белән тоташканда, янәшә чыбыклар ток аркасында магнит кырларының кушылуына һәм алынуына китерәчәк, шулай итеп ток чыбык янындагы өслектә (яки иң ерак өслектә, ток юнәлешенә карап) тупланыр. ), ул шулай ук ​​эквивалент чыбыкны туктатуга китерә. Район кими һәм эквивалент каршылык арта торган күренеш - якынлык эффекты дип атала; күпкатлы әйләнешнең индуктивлык кулланылышында якынлык эффекты тагын да ачык күренә.

8

8 нче рәсемдә AC каршылыгы һәм чыбыклы SMD индуктивлык кәтүгенең NR4018T220M ешлыгы арасындагы бәйләнеш күрсәтелгән. 1КГц ешлыгында каршылык якынча 360mΩ; 100 кГцда каршылык 775мΩ га күтәрелә; 10МГцда каршылык бәясе 160Ω якын. Бакыр югалтуын бәяләгәндә, исәпләү тире һәм якынлык эффектлары аркасында килеп чыккан ACRны исәпкә алырга һәм аны формулага үзгәртергә тиеш (3).

4. Тозу токы (ISAT)

Туендыру токы ISAT, гадәттә, индуктивлык кыйммәте 10%, 30%, яки 40% кебек булганда билгеләнә. Airава аермасы феррит өчен, аның туену ток характеристикасы бик тиз булганга, 10% белән 40% арасында зур аерма юк. 4 нче рәсемгә мөрәҗәгать итегез. Ләкин, ул тимер порошок үзәге булса (мөһерләнгән индуктивлык кәтүге кебек), туендыру сызыгы чагыштырмача йомшак, 9 нчы рәсемдә күрсәтелгәнчә, индуктивлык кәтүгенең 10% яки 40% тәэсире күп. төрле, шуңа күрә туендыру агымының бәясе ике төр тимер үзәк өчен түбәндәгечә каралачак.

Airава аермасы ферриты өчен, ISATны схема кушымталары өчен максималь индуктивлык кәтүгенең югары чиге итеп куллану акыллы. Ләкин, ул тимер порошок үзәге булса, әкрен туену характеристикасы аркасында, куллану схемасының максималь токы ISATтан артса да, проблема булмас. Шуңа күрә, бу тимер үзәк характеристика конвертер кушымталарын күчү өчен иң кулай. Авыр йөк астында, индуктивлык кәтүгенең индуктивлык бәясе түбән булса да, 9-нчы рәсемдә күрсәтелгәнчә, агымдагы әйләнеш факторы югары, ләкин агымдагы конденсаторның агымдагы толерантлыгы югары, шуңа күрә проблема булмас. Lightиңел йөк астында индуктивлык кәтүгенең индуктивлык кыйммәте зуррак, бу индуктивлык кәтүгенең ток токын киметергә ярдәм итә, шуның белән тимер югалтуын киметә. 9 нчы рәсемдә TDK ярасы феррит SLF7055T1R5N туендырылган ток сызыгы һәм индуктивлыкның шул ук номиналь кыйммәте астында мөһерләнгән тимер порошок үзәк индуктивлык кәтүге SPM6530T1R5M чагыштырыла.

9

Рәсем 9. Яралар ферритының һәм мөһерләнгән тимер порошок үзәгенең шул ук номиналь кыйммәте астында туендырылган ток сызыгы

5. Бәяләнгән ток (IDC)

IDC кыйммәте - индуктивлык кәтүгенең температурасы Tr˚C ка күтәрелгәч. Спецификация шулай ук ​​аның DC каршылык бәясен RDC 20˚C күрсәтә. Бакыр чыбыкның температура коэффициенты буенча 3930 ppm тирәсе, Tr температурасы күтәрелгәч, аның каршылык бәясе RDC_Tr = RDC (1 + 0.00393Tr), һәм аның энергия куллану PCU = I2DCxRDC. Бу бакыр югалту индуктивлык кәтүге өслегендә тарала, һәм җылылык каршылыгы ΘTH индуктивлык кәтүген исәпләргә мөмкин:

(2)

2 нче таблицада TDK VLS6045EX сериясенең (6.0 × 6.0 × 4,5 мм) мәгълүматлар таблицасы күрсәтелә, һәм җылылык каршылыгын 40˚C температурада күтәрелә. Билгеле, бер үк серия һәм зурлыктагы индуктивлык кәтүкләре өчен исәпләнгән җылылык каршылыгы бер үк өслекнең җылылык таралу өлкәсе аркасында бер үк диярлек; башкача әйткәндә, төрле индуктивлык кәтүгенең бәяләнгән агым IDC бәяләнә ала. Индуктивлык кәтүгенең төрле серияләре (пакетлары) төрле җылылык каршылыкларына ия. 3 нче таблицада TDK VLS6045EX серияле индуктивлык кәтүгенең җылылык каршылыгы (ярым сакланган) һәм SPM6530 серияләре (формалаштырылган) чагыштырыла. Rылылык каршылыгы никадәр зур булса, индуктивлык йөк агымы аша үткәндә барлыкка килгән температура күтәрелә; югыйсә, аскы.

(2)

Таблица 2. 40LSC температурада күтәрелгән VLS6045EX серияле индуктивлык кәтүгенең җылылык каршылыгы

3-нче таблицадан күренеп тора, индуктивлык кәтүгенең зурлыгы охшаш булса да, мөһерләнгән индуктивлык кәтүгенең җылылык каршылыгы түбән, ягъни җылылыкның таралуы яхшырак.

(3)

Таблица 3. Төрле пакет индуктивлык кәтүгенең җылылык каршылыгын чагыштыру.

6. Төп югалту

Тимер югалту дип аталган төп югалту, нигездә, ток югалту һәм гистерез югалту аркасында килеп чыга. Агымдагы югалту күләме, нигездә, төп материалның "үткәрү" җиңел булуына бәйле; үткәрүчәнлеге югары булса, ягъни каршылык түбән булса, ток югалту зур, һәм ферритның каршылыгы зур булса, ток югалту чагыштырмача түбән. Эдди агымдагы югалту ешлык белән дә бәйле. Ешлык никадәр югары булса, ток югалту зуррак. Шуңа күрә, төп материал үзәкнең дөрес эш ешлыгын билгеләячәк. Гомумән алганда, тимер порошок үзәгенең эш ешлыгы 1МГцка, ферритның эш ешлыгы 10МГцга җитә ала. Әгәр дә эш ешлыгы бу ешлыктан артса, токның югалуы тиз артачак һәм тимер үзәк температурасы да артачак. Ләкин, тимер үзәк материалларның тиз үсеше белән, югары ешлыклы тимер үзәкләр почмакта гына булырга тиеш.

Тагын бер тимер югалту - гистерез югалуы, ул гистерез сызыгы белән капланган мәйданга пропорциональ, ул токның AC компонентының селкенү амплитудасы белән бәйле; AC селкенү зуррак булса, гистерез югалту зуррак.

Индуктивлык кәтүгенең эквивалент схемасында, тимер югалтуын белдерү өчен, индуктивлык кәтүге белән параллель тоташтырылган резистор кулланыла. Ешлык SRF белән тигез булганда, индуктив реакция һәм сыйдырышлык реакциясе юкка чыга, һәм эквивалент реакция нуль. Бу вакытта, индуктивлык кәтүгенең импеденциясе тимер югалтуга каршы торучыга каршы тора, һәм тимер югалуга каршы тору әйләнү каршылыгына караганда күпкә зуррак, шуңа күрә SRFдагы импеданс тимер югалту каршылыгына тигез. Мисал итеп аз көчәнешле индуктивлык кәтүген алсак, аның тимер югалуга каршы торуы 20кΩ тирәсе. Әгәр дә индуктивлык кәтүгенең ике очында да эффектив кыйммәт көчәнеше 5В дип бәяләнсә, аның тимер югалуы якынча 1,25мВт тәшкил итә, бу шулай ук ​​тимер югалтуга каршы тору зуррак булуын күрсәтә.

7. Калкан структурасы

Феррит индуктивлык кәтүгенең төрү структурасы сакланмаган, магнит клей белән ярым сакланган һәм сакланган, һәм аларның икесендә дә зур һава аермасы бар. Билгеле, һава аермасында магнит агып чыгачак, һәм иң начар очракта ул әйләнә-тирәдәге кечкенә сигнал схемаларына комачаулый, яисә якында магнит материалы булса, аның индуктивлыгы да үзгәрәчәк. Тагын бер төрү структурасы - мөһерләнгән тимер порошок индуктивлык кәтүге. Индуктивлык кәтүге эчендә бушлык булмаганлыктан, әйләндергеч структурасы каты булганлыктан, магнит кырының таралуы проблемасы чагыштырмача кечкенә. 10 нчы рәсем - РТО 1004 осиллоскопының FFT функциясен куллану, агып чыккан магнит кырының зурлыгын 3 мм өстендә һәм мөһерләнгән индуктивлык кәтүгенең ягында. 4 нче таблицада төрле пакет структурасы индуктивлык кәтүгенең магнит кырын чагыштыру күрсәтелгән. Моннан күренергә мөмкин, сакланмаган индуктивлык кәтүкләренең иң җитди магнит агымы бар; мөһерләнгән индуктивлык кәтүкләренең иң кечкенә магнит агып чыгуы, иң яхшы магнит саклау эффектын күрсәтә. . Бу ике структура индуктивлык кәтүгенең агып чыккан магнит кырының зурлыгындагы аерма якынча 14dB, бу 5 тапкыр диярлек.

10

Рәсем 10. Магнит кырының зурлыгы 3 мм өстендә һәм мөһерләнгән индуктивлык кәтүгенең ягында үлчәнә

(4)

Таблица 4. Төрле пакет структурасы индуктивлык кәтүгенең магнит кырын чагыштыру

8. Куплау

Кайбер кушымталарда, кайвакыт PCB-та берничә DC конвертеры бар, алар гадәттә бер-берсенең янында урнаштырыла, һәм аларның тиешле индуктивлык кәтүкләре дә бер-берсенең янында урнаштырылган. Әгәр дә сез магнитлы клей белән сакланмаган яки ярым калканлы тип куллансагыз, EMI интерфейсын формалаштыру өчен индуктивлык кәтүге бер-берсе белән кушылырга мөмкин. Шуңа күрә, индуктивлык кәтүген урнаштырганда, башта индуктивлык кәтүгенең полярлыгын билгеләргә, һәм индуктивлык кәтүгенең эчке катламының башлангыч һәм әйләнү ноктасын конвертерның күчү көчәнешенә тоташтырырга киңәш ителә, мәсәлән, бак конвертерының VSW, бу хәрәкәт ноктасы. Чыгыш терминалы чыгу конденсаторына тоташтырылган, ул статик нокта; бакыр чыбык әйләнеше билгеле бер дәрәҗәдә электр кырын саклый. Мультиплексерның чыбык аранжировкасында индуктивлыкның полярлыгын төзәтү үзара индуктивлык зурлыгын төзәтергә һәм көтелмәгән EMI проблемаларыннан сакланырга ярдәм итә.

Кушымталар:

Алдагы бүлектә төп материал, пакет структурасы, индуктивлык кәтүгенең мөһим электр характеристикалары каралды. Бу бүлектә чиләк конвертерының тиешле индуктивлык кыйммәтен ничек сайларга һәм коммерцияле индуктивлык кәтүген сайлау өчен уйланулар аңлатылачак.

(5) тигезләмәсендә күрсәтелгәнчә, индуктивлык кәтүгенең кыйммәте һәм конвертерның күчү ешлыгы индуктивлык кәтүгенең токына (ΔiL) тәэсир итәчәк. Индуктивлык кәтүге токы конденсатор аша агып чыгачак һәм чыгу конденсаторының ток агымына тәэсир итәчәк. Шуңа күрә ул чыгу конденсаторын сайлауга тәэсир итәчәк һәм чыгу көчәнешенең зурлыгына тәэсир итәчәк. Моннан тыш, индуктивлык кыйммәте һәм чыгару сыйдырышлыгы бәясе системаның кире конструкциясенә һәм йөкнең динамик реакциясенә тәэсир итәчәк. Зуррак индуктивлык кыйммәтен сайлау конденсаторда аз ток стрессына ия, һәм шулай ук ​​чыгу көчәнешен киметү өчен файдалы һәм күбрәк энергия саклый ала. Ләкин, зуррак индуктивлык кыйммәте зуррак күләмне, ягъни кыйммәтрәк бәяне күрсәтә. Шуңа күрә, конвертерны эшләгәндә, индуктивлык кыйммәтенең дизайны бик мөһим.

(5)

(5) формуласыннан күреп була, керү көчәнеше белән чыгу көчәнеше арасындагы аерма зуррак булганда, индуктивлык кәтүгенең токы зуррак булачак, бу индуктивлык кәтүгенең иң начар хәле. Башка индуктив анализ белән кушылып, баскыч конвертерның индуктивлык дизайны ноктасы гадәттә максималь кертү көчәнеше һәм тулы йөк шартларында сайланырга тиеш.

Индуктивлык кыйммәтен эшләгәндә, индуктивлык кәтүгенең ток белән индуктивлык кәтүгенең зурлыгы арасында сәүдә ясарга кирәк, һәм ток ток факторы (рипл ток факторы; γ) монда формуладагы кебек билгеләнә (6).

（6）

Формуланы (6) формулага (5) алыштырып, индуктивлык кыйммәте формула (7) рәвешендә күрсәтелергә мөмкин.

（7）

(7) формуласы буенча, керү һәм чыгу көчәнеше арасындагы аерма зуррак булганда, γ кыйммәте зуррак сайланырга мөмкин; киресенчә, кертү һәм чыгу көчәнеше якынрак булса, γ кыйммәт дизайны кечерәк булырга тиеш. Традицион дизайн тәҗрибәсе бәясе буенча индуктивлык кәтүгенең токы һәм зурлыгын сайлау өчен, гадәттә 0,2 - 0,5. Түбәндә RT7276 индуктивлыкны исәпләү һәм коммерцияле индуктивлык кәтүген сайлау өчен мисал итеп алына.

Дизайн мисалы: RT7276 алдынгы даими үз вакытында эшләнгән (Advanced Constant On-Time; ACOTTM) синхрон ректификация баскыч конвертер, аның күчү ешлыгы 700 кГц, кертү көчәнеше 4,5В - 18В, һәм чыгу көчәнеше 1,05В. . Тулы йөк токы 3А. Aboveгарыда әйтелгәнчә, индуктивлык бәясе максималь кертү көчәнеше 18В һәм тулы йөк 3A шартларында эшләнергә тиеш, γ кыйммәте 0,35 итеп кабул ителә, һәм югарыдагы кыйммәт (7) тигезләмәсенә, индуктивлыкка алыштырыла. кыйммәт

1,5 µH гадәти номиналь индуктивлык кыйммәте булган индуктивлык кәтүген кулланыгыз. Индуктивлык кәтүгенең токын түбәндәгечә исәпләү өчен формуланы (5) алыштырыгыз.

Шуңа күрә индуктивлык кәтүгенең иң югары токы

Theәм индуктивлык кәтүгенең эффектив кыйммәте (IRMS)

Индуктивлык кәтүгенең компоненты кечкенә булганлыктан, индуктивлык кәтүгенең эффектив кыйммәте аның DC компоненты булып тора, һәм бу эффектив кыйммәт индуктивлык кәтүген бәяләгән индуктивлык кәтүген сайлау өчен нигез булып кулланыла. 80% дератинг (дератинг) дизайны белән, индуктивлык таләпләре:

L = 1,5 µH (100 кГц), IDC = 3.77 A, ISAT = 4.34 A.

5 нче таблицада TDK сериясенең төрле индуктивлык кәтүкләре күрсәтелгән, зурлыгы охшаган, ләкин пакет структурасында төрле. Таблицадан күренгәнчә, мөһерләнгән индуктивлык кәтүгенең туендырылган токы һәм бәяләнгән токы (SPM6530T-1R5M) зур, һәм җылылык каршылыгы кечкенә, җылылыкның таралуы яхшы. Моннан тыш, алдагы бүлектәге фикер алышу буенча, мөһерләнгән индуктивлык кәтүгенең төп материалы тимер порошок үзәге, шуңа күрә ул ярым сакланган (VLS6045EX-1R5N) һәм сакланган (SLF7055T-1R5N) индуктивлык кәтүгенең феррит үзәге белән чагыштырыла. магнит клей белән. , Яхшы DC үзенчәлекләренә ия. 11 нче рәсемдә RT7276 алдынгы даими синхрон ректификация адым конвертерына кулланылган төрле индуктивлык кәтүгенең эффективлыгын чагыштыру күрсәтелгән. Нәтиҗә шуны күрсәтә: өч арасындагы эффективлык аермасы зур түгел. Әгәр дә сез җылылыкның таралуы, DC үзенчәлеге һәм магнит кыры таралу проблемаларын исәпкә алсагыз, SPM6530T-1R5M индуктивлык кәтүкләрен кулланырга киңәш ителә.

（5）

Таблица 5. ТДКның төрле серияләренең индуктивлыкларын чагыштыру

11

Рәсем 11. Конвертер эффективлыгын төрле индуктивлык кәтүкләре белән чагыштыру

Әгәр дә сез бер үк пакет структурасын һәм индуктивлык кыйммәтен сайласагыз, ләкин SPM4015T-1R5M (4,4 × 4.1 × 1,5 мм) кебек кечерәк индуктивлык кәтүкләрен сайласагыз, аның зурлыгы кечкенә булса да, DC каршылыгы RDC (44,5mΩ) һәм җылылык каршылыгы ΘTH ( 51˚С) / Вт) Зуррак. Шул ук спецификацияләрне конвертерлар өчен, индуктивлык кәтүгенең чыдамлы токының эффектив бәясе дә бер үк. Билгеле, DC каршылыгы авыр йөк астында эффективлыкны киметәчәк. Моннан тыш, зур җылылык каршылыгы начар җылылык таралуны аңлата. Шуңа күрә, индуктивлык кәтүген сайлаганда, күләмнең кимүенең өстенлекләрен генә түгел, аның белән бергә булган кимчелекләрне дә бәяләргә кирәк.

Ахырда

Индуктивлык - энергия конвертерларын күчерүдә еш кулланыла торган пассив компонентларның берсе, ул энергия саклау һәм фильтрлау өчен кулланыла ала. Ләкин, схема дизайнында, ул индуктивлык кыйммәтенә генә игътибар итергә тиеш түгел, ә AC каршылыгы һәм Q бәясе, агымдагы толерантлык, тимер үзәк туендыру, пакет структурасы һ.б. параметрлар булырга тиеш. индуктивлык кәтүген сайлаганда каралырга тиеш. . Бу параметрлар гадәттә төп материал, җитештерү процессы, күләме һәм бәясе белән бәйле. Шуңа күрә, бу мәкалә төрле тимер үзәк материалларның характеристикалары һәм электр белән тәэмин итү дизайны өчен белешмә буларак тиешле индуктивлыкны ничек сайларга икәне белән таныштыра.