Inductanța este o parte importantă a sursei de alimentare DC/DC.Există mulți factori de luat în considerare atunci când alegeți un inductor, cum ar fi valoarea inductanței, DCR, dimensiunea și curentul de saturație.Caracteristicile de saturație ale inductorilor sunt adesea înțelese greșit și provoacă probleme.Această lucrare va discuta modul în care inductanța ajunge la saturație, modul în care saturația afectează circuitul și metoda de detectare a saturației inductanței.
Saturația inductanței cauzează
În primul rând, înțelegeți intuitiv ce este saturația inductanței, așa cum se arată în Figura 1:
figura 1
Știm că atunci când un curent este trecut prin bobina din Figura 1, bobina va genera un câmp magnetic;
Miezul magnetic va fi magnetizat sub acțiunea câmpului magnetic, iar domeniile magnetice interne se vor roti încet.
Când miezul magnetic este complet magnetizat, direcția domeniului magnetic este aceeași cu câmpul magnetic, chiar dacă câmpul magnetic extern este crescut, miezul magnetic nu are domeniu magnetic care se poate roti, iar inductanța intră într-o stare saturată. .
Din alt punct de vedere, în curba de magnetizare prezentată în figura 2, relația dintre densitatea fluxului magnetic B și intensitatea câmpului magnetic H îndeplinește formula din dreapta din figura 2:
Când densitatea fluxului magnetic atinge Bm, densitatea fluxului magnetic nu mai crește semnificativ odată cu creșterea intensității câmpului magnetic, iar inductanța ajunge la saturație.
Din relația dintre inductanță și permeabilitate µ, putem vedea:
Când inductanța este saturată, µm va fi mult redus și, în cele din urmă, inductanța va fi mult redusă și capacitatea de a suprima curentul se va pierde.
Figura 2
Sfaturi pentru determinarea saturației inductanței
Există sfaturi pentru a evalua saturația inductanței în aplicații practice?
Acesta poate fi rezumat în două categorii principale: calcul teoretic și testare experimentală.
☆Calculul teoretic poate porni de la densitatea maximă a fluxului magnetic și curentul de inductanță maximă.
☆Testul experimental se concentrează în principal pe forma de undă a curentului de inductanță și pe alte metode de judecată preliminară.
Aceste metode sunt descrise mai jos.
Calculați densitatea fluxului magnetic
Această metodă este potrivită pentru proiectarea inductanței folosind miez magnetic.Parametrii de bază includ lungimea circuitului magnetic le, zona efectivă Ae și așa mai departe.Tipul miezului magnetic determină, de asemenea, gradul corespunzător al materialului magnetic, iar materialul magnetic face prevederi corespunzătoare privind pierderea miezului magnetic și densitatea fluxului magnetic de saturație.
Cu aceste materiale, putem calcula densitatea maximă a fluxului magnetic în funcție de situația reală de proiectare, după cum urmează:
În practică, calculul poate fi simplificat, folosind ui în loc de ur;În cele din urmă, în comparație cu densitatea fluxului de saturație a materialului magnetic, putem judeca dacă inductanța proiectată are riscul de saturație.
Calculați curentul maxim de inductanță
Această metodă este potrivită pentru proiectarea directă a circuitului prin utilizarea inductoarelor finisate.
Diferite topologii de circuite au formule diferite pentru calcularea curentului de inductanță.
Luați Buck chip MP2145 ca exemplu, acesta poate fi calculat conform următoarei formule, iar rezultatul calculat poate fi comparat cu valoarea specificației inductanței pentru a determina dacă inductanța va fi saturată.
Judecând după forma de undă a curentului inductiv
Această metodă este, de asemenea, cea mai comună și practică metodă în practica inginerească.
Luând MP2145 ca exemplu, instrumentul de simulare MPSmart este utilizat pentru simulare.Din forma de undă de simulare, se poate observa că atunci când inductorul nu este saturat, curentul inductorului este o undă triunghiulară cu o anumită pantă.Când inductorul este saturat, forma de undă a curentului inductorului va avea o distorsiune evidentă, care este cauzată de scăderea inductanței după saturație.
În practica ingineriei, putem observa dacă există o distorsiune a formei de undă a curentului inductanței pe baza acesteia pentru a judeca dacă inductanța este saturată.
Mai jos este forma de undă măsurată pe placa Demo MP2145.Se poate observa că există o distorsiune evidentă după saturație, ceea ce este în concordanță cu rezultatele simulării.
Măsurați dacă inductanța este încălzită anormal și ascultați pentru fluierături anormale
Există multe situații în practica ingineriei, este posibil să nu cunoaștem tipul exact de miez, este dificil să cunoaștem dimensiunea curentului de saturație a inductanței și, uneori, nu este convenabil să testăm curentul de inductanță;În acest moment, putem determina preliminar dacă saturația a avut loc, măsurând dacă inductanța are o creștere anormală a temperaturii sau ascultând dacă există un țipăt anormal.
Câteva sfaturi pentru determinarea saturației inductanței au fost introduse aici.Sper că a fost de ajutor.
Ora postării: Iul-07-2023