Induktantzia DC/DC elikatze-iturriaren zati garrantzitsua da. Induktantzia bat aukeratzerakoan kontuan hartu beharreko faktore asko daude, hala nola induktantziaren balioa, DCR, tamaina eta saturazio-korrontea. Induktantzien saturazio-ezaugarriak askotan gaizki ulertzen dira eta arazoak sortzen dituzte. Artikulu honek induktantziak saturaziora nola iristen den, saturazioak zirkuituan nola eragiten duen eta induktantziaren saturazioa detektatzeko metodoa aztertuko du.
Induktantziaren saturazioaren arrazoiak
Lehenik eta behin, ulertu intuitiboki zer den induktantzia-saturazioa, 1. irudian erakusten den bezala:
1. irudia
Badakigu 1. irudiko bobinatik korrontea pasatzen denean, bobinak eremu magnetiko bat sortuko duela;
Nukleo magnetikoa eremu magnetikoaren eraginpean magnetizatuko da, eta barneko domeinu magnetikoak poliki biratuko dira.
Nukleo magnetikoa guztiz magnetizatuta dagoenean, domeinu magnetikoaren norabidea eremu magnetikoaren berdina da, kanpoko eremu magnetikoa handitu arren, nukleo magnetikoak ez du biratu daitekeen domeinu magnetikorik, eta induktantzia egoera saturatu batean sartzen da.
Beste ikuspuntu batetik, 2. irudian erakusten den magnetizazio-kurban, B fluxu magnetikoaren dentsitatearen eta H eremu magnetikoaren indarraren arteko erlazioa 2. irudiko eskuineko formularekin bat dator:
Eremu magnetikoaren intentsitatea Bm-ra iristen denean, dentsitate magnetikoa ez da nabarmen handitzen eremu magnetikoaren intentsitatea handitzen den heinean, eta induktantzia saturaziora iristen da.
Induktantziaren eta µ permeabilitatearen arteko erlaziotik, ikus dezakegu:
Induktantzia saturatuta dagoenean, µm asko murriztuko da, eta azkenean induktantzia asko murriztuko da eta korrontea kentzeko gaitasuna galduko da.
2. irudia
Induktantziaren saturazioa zehazteko aholkuak
Ba al dago aholkurik aplikazio praktikoetan induktantziaren saturazioa epaitzeko?
Bi kategoria nagusitan laburbil daiteke: kalkulu teorikoa eta proba esperimentalak.
☆Kalkulu teorikoa fluxu magnetikoaren dentsitate maximotik eta induktantzia-korronte maximotik has daiteke.
☆Proba esperimentalak batez ere induktantzia-korrontearen uhin-forman eta beste aurretiazko epaiketa-metodo batzuetan jartzen du arreta.
Metodo hauek behean deskribatzen dira.
Kalkulatu fluxu magnetikoaren dentsitatea
Metodo hau egokia da nukleo magnetikoa erabiliz induktantzia diseinatzeko. Nukleoaren parametroen artean daude zirkuitu magnetikoaren luzera (le), azalera eraginkorra (Ae) eta abar. Nukleo magnetikoaren motak dagokion material magnetikoaren kalifikazioa ere zehazten du, eta material magnetikoak nukleo magnetikoaren galerari eta saturazio-fluxu magnetikoaren dentsitateari buruzko xedapenak egiten ditu.
Material hauekin, diseinu-egoeraren arabera kalkula dezakegu fluxu magnetikoaren dentsitate maximoa, honela:
Praktikan, kalkulua sinplifikatu daiteke, ur-ren ordez ui erabiliz; Azkenik, material magnetikoaren saturazio-fluxu-dentsitatearekin alderatuta, diseinatutako induktantziak saturazio-arriskua duen ala ez epaitu dezakegu.
Kalkulatu induktantzia-korronte maximoa
Metodo hau egokia da induktore amaituak erabiliz zirkuituak zuzenean diseinatzeko.
Zirkuitu topologia desberdinek induktantzia-korrontea kalkulatzeko formula desberdinak dituzte.
Hartu Buck txipa MP2145 adibide gisa, honako formula honen arabera kalkula daiteke, eta kalkulatutako emaitza induktantziaren zehaztapen-balioarekin alderatu daiteke induktantzia saturatuta egongo den zehazteko.
Korronte induktiboaren uhin-formaren arabera epaitzea
Metodo hau da, gainera, ingeniaritza praktikan ohikoena eta praktikoena.
MP2145 adibidetzat hartuta, MPSmart simulazio tresna erabili da simulaziorako. Simulazio uhin-formatik ikus daitekeenez, induktorea saturatuta ez dagoenean, induktore-korrontea uhin triangeluarra da, malda jakin batekin. Induktorea saturatuta dagoenean, induktore-korronte uhin-formak distortsio nabarmena izango du, saturazioaren ondoren induktantzia gutxitzeak eragiten duena.
Ingeniaritza praktikan, induktantzia-korrontearen uhin-formaren distortsioa dagoen behatu dezakegu honetan oinarrituta, induktantzia saturatuta dagoen ala ez epaitzeko.
Jarraian, MP2145 Demo plakan neurtutako uhin-forma ageri da. Saturazioaren ondoren distortsio nabarmena dagoela ikus daiteke, eta hori simulazio-emaitzekin bat dator.
Neurtu induktantzia anormalki berotuta dagoen eta entzun txistu anormalak.
Ingeniaritza praktikan egoera askotan ez dakigu zehazki zein den nukleoa, zaila da induktantziaren saturazio-korrontearen tamaina jakitea, eta batzuetan ez da komenigarria induktantziaren korrontea probatzea; Une honetan, saturazioa gertatu den ala ez ere zehaztu dezakegu aldez aurretik, induktantziak tenperatura-igoera anormala duen neurtuz edo garrasi anormal bat dagoen entzunez.
Induktantziaren saturazioa zehazteko aholku batzuk aurkeztu dira hemen. Espero dut lagungarriak izan izana.
Argitaratze data: 2023ko uztailak 7
