Ang ilang mga tip para sa paghusga sa saturation ng inductance

Ang inductance ay isang mahalagang bahagi ng DC/DC power supply. Mayroong maraming mga kadahilanan upang isaalang-alang kapag pumipili ng isang inductor, tulad ng halaga ng inductance, DCR, laki, at kasalukuyang saturation. Ang mga katangian ng saturation ng inductors ay madalas na hindi nauunawaan at nagiging sanhi ng problema. Tatalakayin ng papel na ito kung paano naaabot ng inductance ang saturation, kung paano nakakaapekto ang saturation sa circuit, at ang paraan ng pag-detect ng saturation ng inductance. 

Mga sanhi ng saturation ng inductance

Una, intuitively na maunawaan kung ano ang inductance saturation, tulad ng ipinapakita sa Figure 1:

Larawan 1

Alam namin na kapag ang isang kasalukuyang ay dumaan sa likaw sa Figure 1, ang likaw ay bubuo ng isang magnetic field;

Ang magnetic core ay ma-magnetize sa ilalim ng pagkilos ng magnetic field, at ang panloob na magnetic domain ay dahan-dahang iikot.

Kapag ang magnetic core ay ganap na na-magnetize, ang direksyon ng magnetic domain ay pareho sa magnetic field, kahit na ang panlabas na magnetic field ay tumaas, ang magnetic core ay walang magnetic domain na maaaring paikutin, at ang inductance ay pumapasok sa isang saturated na estado. .

Mula sa isa pang punto ng view, sa magnetization curve na ipinapakita sa Figure 2, ang relasyon sa pagitan ng magnetic flux density B at magnetic field strength H ay nakakatugon sa formula sa kanan sa Figure 2:

Kapag ang magnetic flux density ay umabot sa Bm, ang magnetic flux density ay hindi na tumataas nang malaki sa pagtaas ng magnetic field intensity, at ang inductance ay umabot sa saturation.

Mula sa ugnayan sa pagitan ng inductance at permeability µ, makikita natin:

Kapag ang inductance ay puspos, ang µm ay lubhang mababawasan, at kalaunan ang inductance ay lubos na mababawasan at ang kakayahang sugpuin ang kasalukuyang ay mawawala.

Larawan 2

Mga tip para sa pagtukoy ng saturation ng inductance

Mayroon bang anumang mga tip para sa paghusga sa saturation ng inductance sa mga praktikal na aplikasyon?

Maaari itong ibuod sa dalawang pangunahing kategorya: teoretikal na pagkalkula at eksperimentong pagsubok.

☆Ang teoretikal na pagkalkula ay maaaring magsimula mula sa pinakamataas na density ng magnetic flux at ang pinakamataas na kasalukuyang inductance.

☆Ang pang-eksperimentong pagsubok ay pangunahing nakatuon sa inductance current waveform at ilang iba pang mga pamamaraan ng paunang paghatol.

Ang mga pamamaraang ito ay inilarawan sa ibaba.

Kalkulahin ang density ng magnetic flux

Ang pamamaraang ito ay angkop para sa pagdidisenyo ng inductance gamit ang magnetic core. Kasama sa mga pangunahing parameter ang haba ng magnetic circuit le, epektibong lugar Ae at iba pa. Tinutukoy din ng uri ng magnetic core ang kaukulang magnetic material grade, at ang magnetic material ay gumagawa ng kaukulang probisyon sa pagkawala ng magnetic core at ang saturation magnetic flux density.

Gamit ang mga materyales na ito, maaari naming kalkulahin ang maximum na magnetic flux density ayon sa aktwal na sitwasyon ng disenyo, tulad ng sumusunod:

Sa pagsasagawa, ang pagkalkula ay maaaring gawing simple, gamit ang ui sa halip na ur; Sa wakas, kumpara sa saturation flux density ng magnetic material, maaari nating hatulan kung ang dinisenyo na inductance ay may panganib ng saturation.

Kalkulahin ang pinakamataas na kasalukuyang inductance

Ang pamamaraang ito ay angkop para sa direktang pagdidisenyo ng circuit sa pamamagitan ng paggamit ng mga natapos na inductors.

Ang iba't ibang mga circuit topologies ay may iba't ibang mga formula para sa pagkalkula ng inductance current.

Kunin ang Buck chip MP2145 bilang isang halimbawa, maaari itong kalkulahin ayon sa sumusunod na formula, at ang kinakalkula na resulta ay maihahambing sa halaga ng pagtutukoy ng inductance upang matukoy kung ang inductance ay magiging puspos.

Paghusga sa pamamagitan ng inductive current waveform

Ang pamamaraang ito ay isa ring pinakakaraniwan at praktikal na pamamaraan sa pagsasanay sa engineering.

Ang pagkuha ng MP2145 bilang isang halimbawa, ang MPSmart simulation tool ay ginagamit para sa simulation. Mula sa simulation waveform, makikita na kapag ang inductor ay hindi puspos, ang inductor current ay isang triangular wave na may tiyak na slope. Kapag ang inductor ay puspos, ang kasalukuyang waveform ng inductor ay magkakaroon ng malinaw na pagbaluktot, na sanhi ng pagbaba ng inductance pagkatapos ng saturation.

Sa pagsasanay sa engineering, maaari nating obserbahan kung mayroong pagbaluktot ng inductance kasalukuyang waveform batay dito upang hatulan kung ang inductance ay puspos.

Nasa ibaba ang sinusukat na waveform sa MP2145 Demo board. Makikita na may halatang pagbaluktot pagkatapos ng saturation, na naaayon sa mga resulta ng simulation.

Sukatin kung abnormal ang pag-init ng inductance at pakinggan ang abnormal na pagsipol

Mayroong maraming mga sitwasyon sa pagsasanay sa engineering, maaaring hindi natin alam ang eksaktong uri ng core, mahirap malaman ang laki ng kasalukuyang saturation ng inductance, at kung minsan ay hindi maginhawa upang subukan ang kasalukuyang inductance; Sa oras na ito, maaari din nating paunang matukoy kung ang saturation ay naganap sa pamamagitan ng pagsukat kung ang inductance ay may abnormal na pagtaas ng temperatura, o pakikinig kung mayroong abnormal na hiyawan.

Ang ilang mga tip para sa pagtukoy ng inductance saturation ay ipinakilala dito. Sana nakatulong ito.