Induktans er en vigtig del af DC/DC strømforsyning. Der er mange faktorer at overveje, når du vælger en induktor, såsom induktansværdi, DCR, størrelse og mætningsstrøm. Mætningsegenskaberne for induktorer bliver ofte misforstået og forårsager problemer. Dette papir vil diskutere, hvordan induktansen når mætning, hvordan mætning påvirker kredsløbet, og metoden til at detektere induktansmætning.
Induktansmætning årsager
Forstå først intuitivt, hvad induktansmætning er, som vist i figur 1:
Figur 1
Vi ved, at når en strøm føres gennem spolen i figur 1, vil spolen generere et magnetfelt;
Den magnetiske kerne vil blive magnetiseret under påvirkning af magnetfeltet, og de interne magnetiske domæner vil langsomt rotere.
Når den magnetiske kerne er fuldstændig magnetiseret, er retningen af det magnetiske domæne den samme som magnetfeltet, selvom det eksterne magnetfelt øges, har den magnetiske kerne ikke noget magnetisk domæne, der kan rotere, og induktansen går ind i en mættet tilstand .
Fra et andet synspunkt, i magnetiseringskurven vist i figur 2, opfylder forholdet mellem magnetisk fluxtæthed B og magnetisk feltstyrke H formlen til højre i figur 2:
Når den magnetiske fluxtæthed når Bm, stiger den magnetiske fluxtæthed ikke længere væsentligt med stigningen af magnetfeltintensiteten, og induktansen når mætning.
Fra forholdet mellem induktans og permeabilitet µ kan vi se:
Når induktansen er mættet, vil µm være stærkt reduceret, og til sidst vil induktansen blive stærkt reduceret, og evnen til at undertrykke strømmen vil gå tabt.
Figur 2
Tips til bestemmelse af induktansmætning
Er der nogle tips til at bedømme induktansmætning i praktiske applikationer?
Det kan opsummeres i to hovedkategorier: teoretisk beregning og eksperimentel testning.
☆Den teoretiske beregning kan starte fra den maksimale magnetiske fluxtæthed og den maksimale induktansstrøm.
☆Den eksperimentelle test fokuserer hovedsageligt på induktansstrømmens bølgeform og nogle andre foreløbige vurderingsmetoder.
Disse metoder er beskrevet nedenfor.
Beregn den magnetiske fluxtæthed
Denne metode er velegnet til at designe induktans ved hjælp af magnetisk kerne. Kerneparametre inkluderer magnetisk kredsløbslængde le, effektivt område Ae og så videre. Typen af magnetisk kerne bestemmer også den tilsvarende magnetiske materialekvalitet, og det magnetiske materiale træffer tilsvarende bestemmelser om tabet af den magnetiske kerne og mætningsmagnetisk fluxtæthed.
Med disse materialer kan vi beregne den maksimale magnetiske fluxtæthed i henhold til den faktiske designsituation, som følger:
I praksis kan beregningen forenkles ved at bruge ui i stedet for ur; Endelig, sammenlignet med mætningsfluxtætheden af det magnetiske materiale, kan vi vurdere, om den designede induktans har risiko for mætning.
Beregn den maksimale induktansstrøm
Denne metode er velegnet til at designe kredsløb direkte ved at bruge færdige induktorer.
Forskellige kredsløbstopologier har forskellige formler til beregning af induktansstrøm.
Tag Buck chip MP2145 som et eksempel, den kan beregnes i henhold til følgende formel, og det beregnede resultat kan sammenlignes med induktansspecifikationsværdien for at bestemme, om induktansen vil blive mættet.
At dømme efter induktiv strømbølgeform
Denne metode er også den mest almindelige og praktiske metode i ingeniørpraksis.
Med MP2145 som eksempel, bruges MPSmart-simuleringsværktøjet til simulering. Fra simuleringsbølgeformen kan det ses, at når induktoren ikke er mættet, er induktorstrømmen en trekantet bølge med en vis hældning. Når induktoren er mættet, vil induktorens strømbølgeform have en tydelig forvrængning, som er forårsaget af faldet i induktansen efter mætning.
I ingeniørpraksis kan vi observere, om der er forvrængning af induktansstrømbølgeform baseret på dette for at bedømme, om induktansen er mættet.
Nedenfor er den målte bølgeform på MP2145-demokortet. Det kan ses, at der er tydelig forvrængning efter mætning, hvilket stemmer overens med simuleringsresultaterne.
Mål om induktansen er unormalt opvarmet og lyt efter unormal fløjten
Der er mange situationer i ingeniørpraksis, vi kender måske ikke den nøjagtige kernetype, det er svært at kende størrelsen på induktansmætningsstrømmen, og nogle gange er det ikke praktisk at teste induktansstrømmen; På dette tidspunkt kan vi også foreløbigt afgøre, om der er sket mætning ved at måle, om induktansen har en unormal temperaturstigning, eller lytte til, om der er et unormalt skrig.
Et par tips til bestemmelse af induktansmætning er blevet introduceret her. Jeg håber, det var nyttigt.
Indlægstid: Jul-07-2023
