Induktivitāte ir svarīga līdzstrāvas/līdzstrāvas barošanas avota sastāvdaļa. Izvēloties induktoru, jāņem vērā daudzi faktori, piemēram, induktivitātes vērtība, DCR, izmērs un piesātinājuma strāva. Induktoru piesātinājuma raksturlielumi bieži tiek pārprasti un rada problēmas. Šajā rakstā tiks apspriests, kā induktivitāte sasniedz piesātinājumu, kā piesātinājums ietekmē ķēdi un induktivitātes piesātinājuma noteikšanas metode.
Induktivitātes piesātinājuma cēloņi
Vispirms intuitīvi izprotiet, kas ir induktivitātes piesātinājums, kā parādīts 1. attēlā:
1. attēls
Mēs zinām, ka, kad caur 1. attēlā redzamo spoli plūst strāva, spole rada magnētisko lauku;
Magnētiskais kodols tiks magnetizēts magnētiskā lauka ietekmē, un iekšējie magnētiskie domēni lēnām rotēs.
Kad magnētiskais kodols ir pilnībā magnetizēts, magnētiskā domēna virziens ir tāds pats kā magnētiskajam laukam, pat ja ārējais magnētiskais lauks ir palielināts, magnētiskajam kodolam nav magnētiskā domēna, kas varētu rotēt, un induktivitāte nonāk piesātinātā stāvoklī.
No cita viedokļa, 2. attēlā redzamajā magnetizācijas līknē magnētiskās plūsmas blīvuma B un magnētiskā lauka stipruma H attiecība atbilst formulai 2. attēla labajā pusē:
Kad magnētiskās plūsmas blīvums sasniedz Bm, magnētiskās plūsmas blīvums vairs būtiski nepalielinās, palielinoties magnētiskā lauka intensitātei, un induktivitāte sasniedz piesātinājumu.
No induktivitātes un caurlaidības µ savstarpējās attiecības var redzēt:
Kad induktivitāte ir piesātināta, µm ievērojami samazināsies, un galu galā induktivitāte ievērojami samazināsies, un spēja nomākt strāvu tiks zaudēta.
2. attēls
Padomi induktivitātes piesātinājuma noteikšanai
Vai ir kādi padomi induktivitātes piesātinājuma novērtēšanai praktiskos pielietojumos?
To var iedalīt divās galvenajās kategorijās: teorētiskie aprēķini un eksperimentālā testēšana.
☆Teorētisko aprēķinu var sākt no maksimālā magnētiskā plūsmas blīvuma un maksimālās induktivitātes strāvas.
☆Eksperimentālais tests galvenokārt koncentrējas uz induktivitātes strāvas viļņu formu un dažām citām sākotnējām sprieduma metodēm.
Šīs metodes ir aprakstītas turpmāk.
Aprēķiniet magnētiskās plūsmas blīvumu
Šī metode ir piemērota induktivitātes projektēšanai, izmantojot magnētisko serdi. Serdes parametri ietver magnētiskās ķēdes garumu le, efektīvo laukumu Ae utt. Magnētiskā serdes tips nosaka arī atbilstošo magnētiskā materiāla pakāpi, un magnētiskais materiāls paredz atbilstošus noteikumus attiecībā uz magnētiskā serdes zudumiem un piesātinājuma magnētiskās plūsmas blīvumu.
Ar šiem materiāliem mēs varam aprēķināt maksimālo magnētiskās plūsmas blīvumu atbilstoši faktiskajai projektēšanas situācijai šādi:
Praksē aprēķinu var vienkāršot, izmantojot ui ur vietā; Visbeidzot, salīdzinot ar magnētiskā materiāla piesātinājuma plūsmas blīvumu, mēs varam spriest, vai projektētajai induktivitātei pastāv piesātinājuma risks.
Aprēķiniet maksimālo induktivitātes strāvu
Šī metode ir piemērota ķēdes tiešai projektēšanai, izmantojot gatavus induktorus.
Dažādām shēmu topoloģijām ir dažādas formulas induktivitātes strāvas aprēķināšanai.
Kā piemēru ņemiet Buck mikroshēmu MP2145, to var aprēķināt pēc šādas formulas, un aprēķināto rezultātu var salīdzināt ar induktivitātes specifikācijas vērtību, lai noteiktu, vai induktivitāte būs piesātināta.
Spriežot pēc induktīvās strāvas viļņu formas
Šī metode ir arī visizplatītākā un praktiskākā inženiertehniskajā praksē.
Ņemot par piemēru MP2145, simulācijai tiek izmantots MPSmart simulācijas rīks. No simulācijas viļņu formas var redzēt, ka tad, kad induktors nav piesātināts, induktora strāva ir trīsstūrveida vilnis ar noteiktu slīpumu. Kad induktors ir piesātināts, induktora strāvas viļņu formai būs acīmredzams kropļojums, ko izraisa induktivitātes samazināšanās pēc piesātinājuma.
Inženierzinātņu praksē mēs varam novērot, vai induktivitātes strāvas viļņu formā ir kropļojumi, pamatojoties uz to, lai spriestu, vai induktivitāte ir piesātināta.
Zemāk ir redzama MP2145 demonstrācijas plates izmērītā viļņu forma. Var redzēt, ka pēc piesātinājuma ir acīmredzams kropļojums, kas atbilst simulācijas rezultātiem.
Izmēriet, vai induktivitāte ir neparasti uzkarsusi, un ieklausieties, vai nav dzirdama neparasta svilpošana.
Inženiertehniskajā praksē ir daudz situāciju, mēs, iespējams, nezinām precīzu kodola tipu, ir grūti zināt induktivitātes piesātinājuma strāvas lielumu, un dažreiz nav ērti pārbaudīt induktivitātes strāvu; Šajā laikā mēs varam arī provizoriski noteikt, vai ir notikusi piesātināšana, izmērot, vai induktivitātei ir neparasta temperatūras paaugstināšanās, vai klausoties, vai ir neparasts kliedziens.
Šeit ir sniegti daži padomi induktivitātes piesātinājuma noteikšanai. Ceru, ka tie bija noderīgi.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 7. jūlijs
